> księżyc

Księżyc jest naturalnym satelitą ziemi: opis dla dzieci ze zdjęciem: Interesujące fakty, charakterystyka, orbita, mapa Księżyca, badania ZSRR, Apollo, Neil Armstrong.

Na początek wyjaśnienie dla rodziców dzieci lub nauczyciele w szkole może z faktu, że satelita Ziemi jest niewiarygodnie łatwy do wykrycia. Ziemia ma jeden księżyc, który towarzyszy nam prawie każdej nocy. Fazy ​​księżyca rządziły ludzkością od tysięcy lat, zmuszając ją do dostosowania się (miesiąc kalendarzowy jest w przybliżeniu równy czasowi, w którym Księżyc przechodzi zmianę fazy).

Fazy ​​księżyca i jego orbita pozostają dla wielu tajemnicą. Mogą wyjaśnij dzieciomże księżyc zawsze pokazuje naszej planecie jedną twarz. Faktem jest, że do obrotu osiowego i wokół planety potrzeba 27,3 dnia. Obserwujemy księżyc w pełni, sierp i nowiu, ponieważ satelita odbija światło słoneczne. Poziom oświetlenia zależy od położenia satelity w stosunku do nas i gwiazdy.

Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi, ale jest większy (średnica - 3475 km) i zajmuje 27% wielkości Ziemi (stosunek około 1:4). Jest to znacznie mniejszy stosunek niż w przypadku innych księżyców i ich planet.

Jak pojawił się Księżyc – wyjaśnienie dla dzieci

Dla najmłodszych Interesujące będzie wiedzieć, że istnieje kilka teorii na ten temat. Ale najpopularniejsza jest nastawiona na zderzenie, które wyrwało materiał z . Naukowcy sugerują, że uderzony obiekt miał 10% masy Ziemi (as). Kawałki krążyły, dopóki nie utworzyły księżyca. Za tym pomysłem przemawia również fakt, że skład planety i satelity jest bardzo podobny. Mogło to mieć miejsce 95 milionów lat po utworzeniu naszego systemu (podaj lub weź 32 miliony).

Jest to dominująca teoria, ale jest też inna, sugerująca, że ​​pierwotnie dwa księżyce połączyły się w jeden, kiedy się zderzyły. Co więcej, nasza planeta mogłaby nawet wyciągnąć satelitę.

Struktura wewnętrznaKsiężyce - wyjaśnienie dla dzieci

Dzieci Powinien wiedzieć, że nasz satelita ma bardzo mały rdzeń (tylko 1-2% masy Księżyca) - 680 km szerokości. Składa się głównie z żelaza, ale może zawierać znaczne ilości siarki i innych pierwiastków.

Skalisty płaszcz zajmuje 1330 km i jest reprezentowany przez skały bogaty w żelazo i magnez. Magma wybucha na powierzchnię przez wulkany od ponad miliarda lat (od 3-4 miliardów lat temu).

Grubość skorupy wynosi 70 km. Zewnętrzna część jest zepsuta i pomieszana z powodu poważnych uderzeń. Nieuszkodzony materiał zaczyna się od około 9,6 km.

Skład powierzchniKsiężyce - wyjaśnienie dla dzieci

Rodzice lub w szkole może wyjaśnij maluchom dzieciże nasz satelita to skalisty świat. Ma wiele kraterów powstałych w wyniku uderzenia asteroidy miliony lat temu. Ponieważ nie ma tam pogody, są zachowane w swojej pierwotnej formie.

Skład masowy: tlen (43%), krzem (20%), magnez (19%), żelazo (10%), wapń (3%), glin (3%), chrom (0,42%), tytan (0,18% ) i manganu (0,12%).

Na powierzchni Księżyca znaleziono ślady wody, która mogła pochodzić z głębin. Odkryto tam również setki dziur, w których znajdowały się urządzenia, które przez długi czas znajdowały się na satelicie.

księżycowa atmosfera- wyjaśnienie dla dzieci

Dla najmłodszych ciekawie będzie usłyszeć, że satelita ma cienką warstwę atmosferyczną, więc pokrywa pyłowa na powierzchni prawie się nie zmieniła na przestrzeni wieków. Ciepło nie może się utrzymywać, więc Księżyc doświadcza stałych skoków temperatury. W dzień po słonecznej stronie - 134°C, a po ciemnej stronie spada do -153°C.

Charakterystyka orbitalna Księżyca- wyjaśnienie dla dzieci

• Średnia odległość od Ziemi: 384 400 km.
• Najbliższe podejście do Ziemi (peryhelium): 363 300 km.
• Najbardziej oddalony od Ziemi (apogeum): 405 500 km.

Orbitalna ścieżka księżyca- wyjaśnienie dla dzieci

Dzieci Należy mieć świadomość, że grawitacja księżycowa wpływa na naszą planetę, powodując podnoszenie się i obniżanie poziomu mórz (pływy). W mniejszym, ale wciąż namacalnym stopniu objawia się to w jeziorach, atmosferze i skorupie ziemskiej.

Woda podnosi się i opada. Po stronie zwróconej w stronę księżyca przypływ jest silniejszy. Ale nawet na drugim następuje bezwładność, więc między tymi dwoma punktami powstają odpływy. Księżyc spowalnia również obrót naszej planety (opór pływowy). Zwiększa to długość dnia o 2,3 milisekundy w każdym stuleciu. Energia jest pochłaniana przez księżyc i zwiększa odległość między nami. Tj, dla najmłodszych ważne jest, aby wiedzieć, że satelita oddala się co roku o 3,8 cm.

Być może to grawitacja księżycowa spowodowała powstanie Ziemi jako planety nadającej się do życia. Łagodził wahania nachylenia osi, dzięki czemu stabilny klimat przetrwał miliardy lat. Ale satelita też nie stał na uboczu, ponieważ grawitacja ziemska kiedyś nadała mu niewiarygodne kształty.

Zaćmienia Księżyca - wyjaśnienie dla dzieci

Podczas zaćmienia Księżyca satelita, Słońce i nasza planeta ustawiają się w linii prostej (lub prawie). Kiedy Ziemia znajdzie się między tymi obiektami, cień ziemi pada na satelitę i otrzymujemy zaćmienie. Pada tylko podczas pełni księżyca. Podczas zaćmienia Słońca księżyc powinien stanąć między nami a gwiazdą. Wtedy na Ziemię pada księżycowy cień. Zdarza się to tylko podczas nowiu.

pory roku - wyjaśnienie dla dzieci

Oś Ziemi jest nachylona w stosunku do płaszczyzny ekliptyki (wyobrażonej powierzchni orbity wokół Słońca). Wyjaśnienie dla dzieci nie obejdzie się bez rozszyfrowania tej chwili. Półkula północna i południowa wskazują naprzemiennie na . Prowadzi to do różnych ilości światła i ciepła - zmiany pór roku.

Oś Ziemi jest nachylona o 23,5 stopnia, a oś Księżyca o 1,5. Okazuje się, że pory roku praktycznie nie są odczuwalne na satelicie. Niektóre obszary są zawsze oświetlone, podczas gdy inne żyją wiecznie w cieniu.

Badania Księżyce - wyjaśnienie dla dzieci

Starożytni wierzyli, że satelita jest ognistą misą lub lustrem odbijającym morza i powierzchnię Ziemi. Ale filozofowie wiedzieli, że jest to kula krążąca wokół Ziemi, a światło księżyca to tylko odbicie słońca. Grecy uważali, że ciemne regiony to morza, a jasne regiony to ląd.

Galileo Galilei jako pierwszy zastosował obserwację teleskopową do satelity. W 1609 opisał ją jako szorstką górską powierzchnię. I to było w sprzeczności ze zwykłą opinią o gładkim Księżycu.

SRSR wysłał pierwszy statek kosmiczny w 1959 roku. Miał zbadać powierzchnię Księżyca i odesłać zdjęcia z drugiej strony. Pierwsi astronauci wylądowali w 1969 roku. To jedno z najbardziej niezwykłych osiągnięć NASA. Po tym, jak wysłali 5 kolejnych udanych misji (i jedną Apollo 13, która nie trafiła w satelitę). Z ich pomocą na Ziemię sprowadzono do badań 382 kg skały.

Potem nastąpiła długa przerwa, która została przerwana w latach 90. przez amerykańskie misje robotyczne Clementine i Lunar Geologist, które szukały wody na biegunach księżycowych. W 2011 roku utworzono Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) najlepsza karta satelita. W 2013 r. w historia księżyca zauważył Chiny, mocując łazik na powierzchni.

Ale księżyc jest badany nie tylko przez misje rządowe. W 2014 roku do satelity zbliżyła się pierwsza prywatna misja. I tu pojawiają się pewne nieporozumienia, ponieważ nie ma zgody co do tego, jak można wykorzystać satelitę i kto jest właścicielem rasy.

Dzieci pokochają odkrywanie Księżyca, ponieważ jest to obiekt położony najbliżej Ziemi. Można to zaobserwować na zdjęciach, obrazkach, rysunkach i diagramach dostarczonych przez teleskopy i statki kosmiczne. Ponadto strona zawiera opis misji Apollo oraz historię pierwszego człowieka na Księżycu – Neila Armstronga. Użyj mapy Księżyca, aby zbadać miejsca lądowania misji, a także lokalizację głównych kraterów i mórz. Aby urozmaicić naukę dla dzieci i uczniów w każdym wieku, skorzystaj z modelu 3D Układu Słonecznego lub skorzystaj z internetowego teleskopu i obserwuj Księżyc w czasie rzeczywistym za darmo.

> > Słońce i Księżyc

słońce i księżyc- porównanie dużej gwiazdy i satelity Ziemi: wielkość na zdjęciu, powstanie zaćmienia Słońca, wpływ na planetę, skład, pole grawitacyjne, światło.

Słońce i Księżyc to dokładnie dwa ciała niebieskie w naszym układzie planetarnym, które mają największy wpływ na Ziemię. Przyjrzyjmy się, jak podobne i jednocześnie różne są te ciała niebieskie.

Wymiary Słońca i Księżyca

Jeśli weźmiemy pod uwagę wartości bezwzględne, to nie ma dwóch innych obiektów, które różnią się tak bardzo wielkością. Słońce ma średnicę 1,4 miliona kilometrów i średnicę 3474 kilometrów. Innymi słowy, Słońce jest dokładnie 400 razy większe od średnicy ziemskiego satelity.

Ale o dziwo, Słońce stało się dokładnie 400 razy dalej niż Księżyc, a to tworzy jeden interesujący zbieg okoliczności. Z kąta i odległości, z jakiej patrzymy na te dwa obiekty na niebie, wydają nam się one absolutnie identyczne pod względem wielkości. To dzięki temu niesamowitemu zestawowi okoliczności możemy obserwować całkowite zaćmienia Słońca w tych momentach, kiedy Księżyc przechodzi po swojej orbicie dokładnie między Słońcem a Ziemią.

Oddziaływanie grawitacyjne Księżyca i Słońca (pływy) powoduje, że satelita Ziemi oddala się od naszej planety średnio o 3,8 centymetra rocznie. W czasach starożytnych Księżyc wydawał się ludziom znacznie większy niż Słońce, ponieważ znajdował się bliżej swojej obecnej pozycji. A w nadchodzących dziesięcioleciach będzie wyglądał na znacznie mniejszy niż Słońce. Dlatego fakt, że możemy obserwować całkowite zaćmienia, jest tylko szczęśliwym zbiegiem okoliczności.

Ze względu na to, że Słońce ma większą średnicę, odpowiednio wagowo znacznie przewyższa Księżyc. Aby być precyzyjnym, jego masa jest 27 milionów razy większa. Jego siła przyciągania jest tak duża, że ​​sprawia, że ​​Ziemia obraca się po określonej orbicie wokół Słońca i powoli przyciąga Księżyc do siebie.

Kiedy Słońce i Księżyc oddziałują na naszą planetę siłą przyciągania z tej samej strony, ich grawitacja tworzy wiosenne przypływy. Po pewnym czasie te ciała niebieskie zaczynają działać na naszą planetę z przeciwnych stron i możemy obserwować odpływ.

Światło Słońca i Księżyca

Słońce jest jedynym ciałem niebieskim w Układzie Słonecznym, które emituje światło. Ogromne masy wodoru i helu, spalane co sekundę w płonącym jądrze Słońca, są źródłem światła i ciepła dla całego naszego układu planet. To właśnie to światło, które uderza i odbija się od powierzchni Księżyca, powoduje, że satelita Ziemi świeci na nocnym niebie i czyni go widocznym dla nas.

Kompozycja Słońca i Księżyca

W tym miejscu te dwa ciała niebieskie znacznie się od siebie różnią. Słońce składa się głównie z helu i wodoru. Księżyc powstał w momencie, gdy kilka miliardów lat temu w obrębie naszego Układ Słoneczny obiekt porównywalny rozmiarami do planety przeleciał obok i spotkał po drodze Ziemię. Nastąpiła wielka kolizja. Małe szczątki z tego incydentu połączyły się, tworząc księżyc. Warstwy powierzchniowe Księżyca składają się głównie z krzemu, magnezu, żelaza, wapnia i aluminium. Astronomowie uważają, że rdzeń ziemskiego satelity może składać się z metalu, siarki i niklu, ale w stanie całkowicie stopionym.

Skorzystaj z naszych teleskopów online, aby oglądać z bliska ciała niebieskie w czasie rzeczywistym. Korzystaj także z map powierzchni Słońca i Księżyca, jeśli interesują Cię kratery lub plamy na Słońcu.

”, który został opublikowany w swojej ostatecznej formie w 1977 roku przez Christophera Tolkiena. Jednak Słońce i Księżyc pojawiają się w pracach autora od lat 20. XX wieku.

Słońce i księżyc, według legendarium, zostały opisane w pracy Narsilion(przetłumaczone z quenyi - "Pieśń Słońca i Księżyca").

Historia stworzenia

Tolkien, JRR Silmarillion. Rozdział 11 - Za. N. Estela.

Elfy nazwały księżyc Isil(Ísil) lub świecący- imię, które nadano jej vanyarowi. W sindarińskim nazwano księżyc Itil(Ithil), skąd wzięły się nazwy obiektów Śródziemia - Minas Itil - "twierdza Księżyca" i Ithilien - "ziemie Księżyca", a także nazwa Isildur - dosłownie "poświęcony Księżyc".

Teksty legendarium również odnoszą się do księżyca jako Srebrny Kwiat i Gollum zadzwonił do niej Biała twarz.

Słońce

„... i Anar, Złoty Ogień, nazwali Słońcem, owocem Laurelin. Noldorowie nazywali ich także Rana - Tramp i Vasa, Duch Ognia, który budzi się i pożera "

Tolkien, JRR Silmarillion. O Słońcu, Księżycu i Ukryciu Valinoru. - Za. N. Estela.

Elfy cenili Słońce mniej niż Księżyc: w końcu to Księżyc był kwiatem najstarszego z Dwóch Drzew i pierwszym, który wzniósł się na firmament Ardy, a także dlatego, że „...słońce zostało stworzone jako znak przebudzenia i zaniku elfów, a Księżyc pielęgnował ich wspomnienia.

Orki (z wyjątkiem uruk-hai) genetycznie nie tolerował Słońca i dobrowolnie nie opuszczał schronów, gdy było na niebie. Trolle jeszcze bardziej bały się Słońca: pod jego światłem zamieniły się w kamień. (Później Sauron wyhodował rasę trolli log-wysoki, który, jak uruk-hai nie bały się światła słonecznego.)

Wczesne wersje

We wczesnych wersjach Silmarillionu, a zwłaszcza w pierwszym tomie Księgi zaginionych opowieści, zawartej w 12-tomowym zbiorze Historia Śródziemia, Słońce było opisywane jako ogromna wyspa ognia. Księżyc został opisany jako krystaliczna wyspa. Wskazano tam również, że Tilion, który władał Księżycem, był potajemnie zakochany w Arien, dziewicy rządzącej Słońcem. W związku z tym, że zbliżył się do Ariena zbyt blisko, Księżyc spłonął, otrzymując na swojej powierzchni trwałe ciemne plamy.

Według innej wersji Aule wymyślił i stworzył Virin- krystaliczny materiał, z którego wykonał miskę Róże Silpiona. Kiedy Vala Lorien próbowała zerwać kwiat, sucha gałązka złamała się, a Róża spadła na ziemię tak, że „ część światła rosy została strząsona, a inne kryształowe płatki pogniecione, przyciemnione”. Tak powstały plamy widoczne na Księżycu.

Jeśli całą historię Ziemi rozbić na 24 godziny, Księżyc pojawił się w ciągu pierwszych 10 minut – w wyniku kolosalnego kosmicznego zderzenia.

Zaćmienie Słońca 2008

Całkowite zaćmienie Słońca to wydarzenie, które trzeba zobaczyć przynajmniej raz w życiu. Na szczęście, nawet jeśli nigdzie nie wyjdziesz z domu (jak to zrobili redaktorzy Popular Mechanics, którzy śledząc wyniki swojej podróży służbowej napisali dla Ciebie raport: „Noc w biały dzień”), prawie na pewno takie dostaniesz. szansa w twoim życiu... gdyby tylko pogoda nie zawiodła i żeby nie zapomnieć o wędzonym szkle. A potem zobaczysz, jak dwa najsłynniejsze ciała niebieskie zbiegają się i jak prawie dokładnie się pokrywają: dysk słoneczny pokryty przez Księżyc w ogóle nie jest widoczny, a tylko same krawędzie promieni wyłamują się z powodu jego nierównych krawędzi.

Wszystko to jest wynikiem niesamowitego zbiegu okoliczności. Rzeczywiście, wielkość Słońca (średni promień 696 tys. km) przewyższa Księżyc (promień 1737 km) około 400 razy - i mniej więcej tyle samo jest dalej od nas. W efekcie widoczne wymiary obu z nich są niemal identyczne. Ta sytuacja jest wyjątkowa dla 8 planet Układu Słonecznego i 166 ich znanych satelitów.

Uważa się, że wiele księżyców głównych planet — Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna — powstało w wyniku jednego z dwóch procesów. Pierwszym z nich jest zbieranie ich z dysku akrecyjnego gazu i pyłu, który został wciągnięty przez pole grawitacyjne planety. To ten sam proces, który doprowadził do powstania całego Układu Słonecznego, tylko w miniaturze. Drugą opcją jest „złapanie” przez przyciąganie dużej planety przelatującego ciała. Najprawdopodobniej w ten sposób w pobliżu Marsa pojawiła się para satelitów - Deimos i Fobos. Jednak to pytanie nie jest tak jednoznaczne, jak pisaliśmy w nocie „Natura „strachu””.

Z naszym księżycem sytuacja wygląda jednak inaczej. Żadna ze ścieżek nie wyjaśnia niektórych cech satelity (przede wszystkim jego imponujących rozmiarów) i najprawdopodobniej pojawił się on w wyniku potężnego kataklizmu, który miał miejsce w ciągu pierwszych 100 milionów lat istnienia Układu Słonecznego. Potem w kosmos rzuciło się mnóstwo gruzu i wszelkiego rodzaju „śmieci” pozostałych po powstaniu młodych planet. I dość duże - mniej więcej wielkości Marsa - ciało zderzyło się z Ziemią, w dużej mierze zmieniając jej wygląd i wyrzucając w kosmos wiele fragmentów, z których niektóre stopniowo, przyciągane, utworzyły Księżyc. Możesz przeczytać więcej na ten temat (i zobaczyć imponujący film) w nocie „Bezcenny towarzysz”.

Księżyc nie tylko zmienił oblicze Ziemi, ale także znacznie bardziej uprawdopodobnił pojawienie się na niej życia. Na przykład, każda planeta obracając się, oscyluje, odchylając się dość znacząco od swojej osi, co powoduje poważne wahania klimatyczne i czyni ją mniej stabilną, co oznacza, że ​​o wiele trudniej jest tu rozwijać się młodemu, jeszcze nie silnemu życiu. Księżyc, nie będąc tak małym ciałem w porównaniu z Ziemią, delikatnie „spowalnia” te fluktuacje, stabilizując ruch planety i panujący na niej klimat. Przeczytaj więcej o korzyściach płynących z Księżyca na całe życie, przeczytaj: „Bez Księżyca”.

Wróćmy jednak do dziwnej zbieżności pozornych rozmiarów Księżyca i Słońca. Faktem jest, że ten zbieg okoliczności jest nie tylko „kosmiczny”, ale także tymczasowy. Od momentu pojawienia się w wyniku zderzenia Księżyc powoli, ale stale oddala się od nas z prędkością około 3,8 cm na rok. Wygląda to na niepoważną prędkość, ale po dłuższym czasie zauważalnie zmienia „równowagę sił”. Gdybyśmy widzieli zaćmienie w czasach dinozaurów, jakieś 200 milionów lat temu, zobaczylibyśmy, że Księżyc jest wystarczająco duży, aby całkowicie zakryć Słońce, nie pozostawiając za sobą korony. Cóż, nasi potomkowie, którzy (jeśli wszystko pójdzie dobrze) będą żyć na Ziemi kolejne 200 milionów lat później, w ogóle nie będą mogli zobaczyć całkowitego zaćmienia Słońca: Księżyc będzie za mały.

A więc głównym zbiegiem okoliczności jest to, jak zdumiewająco zbiegła się pozycja powoli oddalającego się Księżyca i rozwój inteligentnych istot na Ziemi. Możemy więc powiedzieć, że byliśmy we właściwym czasie, kiedy księżyc pojawił się we właściwym miejscu.

W 1609 roku, po wynalezieniu teleskopu, ludzkość po raz pierwszy mogła szczegółowo zbadać swojego satelitę kosmicznego. Od tego czasu Księżyc jest najbardziej zbadanym ciałem kosmicznym, a także pierwszym, które człowiek zdołał odwiedzić.

Pierwszą rzeczą, którą należy się zająć, jest to, czym jest nasz satelita? Odpowiedź jest nieoczekiwana: chociaż Księżyc jest uważany za satelitę, technicznie jest to ta sama pełnoprawna planeta co Ziemia. Ona ma duże rozmiary- 3476 kilometrów średnicy na równiku - i masa 7,347 × 10 22 kilogramów; Księżyc jest tylko nieznacznie gorszy od najmniejszej planety w Układzie Słonecznym. Wszystko to sprawia, że ​​jest pełnoprawnym uczestnikiem układu grawitacyjnego Księżyc-Ziemia.

Znany jest również inny taki tandem w Układzie Słonecznym i Charon. Chociaż cała masa naszego satelity to nieco ponad jedna setna masy Ziemi, Księżyc nie krąży wokół samej Ziemi – mają wspólny środek masy. A bliskość satelity do nas daje początek kolejnemu ciekawy efekt, przechwytywanie pływów. Z tego powodu Księżyc jest zawsze zwrócony do Ziemi tą samą stroną.

Co więcej, od wewnątrz Księżyc układa się jak pełnoprawna planeta - ma skorupę, płaszcz, a nawet jądro, a w odległej przeszłości istniały na nim wulkany. Jednak ze starożytnych krajobrazów nic nie pozostało - w ciągu czterech i pół miliarda lat historii Księżyca spadły na niego miliony ton meteorytów i asteroid, które zaorały go, pozostawiając kratery. Niektóre ciosy były tak silne, że przebijały się przez jej korę aż do płaszcza. Doły z takich zderzeń tworzyły morza księżycowe, ciemne plamy na Księżycu, od których łatwo odróżnić. Ponadto występują wyłącznie po widocznej stronie. Czemu? Porozmawiamy o tym dalej.

Spośród ciał kosmicznych Księżyc najbardziej wpływa na Ziemię - może z wyjątkiem Słońca. Pływy Księżyca, które regularnie podnoszą poziom wody w oceanach na świecie, są najbardziej oczywistym, ale nie najsilniejszym wpływem satelity. Tak więc, stopniowo oddalając się od Ziemi, Księżyc spowalnia obrót planety - słoneczny dzień urósł z pierwotnych 5 do współczesnych 24 godzin. Satelita służy również jako naturalna bariera przed setkami meteorytów i asteroid, przechwytując je podczas zbliżania się do Ziemi.

I bez wątpienia Księżyc to smakowity obiekt dla astronomów: zarówno amatorów, jak i profesjonalistów. Chociaż odległość do Księżyca została zmierzona z dokładnością do metra za pomocą technologii laserowej, a próbki gleby z niego były wielokrotnie przynoszone na Ziemię, wciąż jest miejsce na odkrycia. Na przykład naukowcy polują na anomalie księżycowe - tajemnicze błyski i zorze polarne na powierzchni księżyca, z których nie wszystkie mają wyjaśnienie. Okazuje się, że nasz satelita kryje o wiele więcej niż to, co widać na powierzchni – wspólnie odkryjmy tajemnice księżyca!

Mapa topograficzna księżyca

Charakterystyka Księżyca

Naukowe badania księżyca mają dziś ponad 2200 lat. Ruch satelity na ziemskim niebie, fazy i odległość od niego do Ziemi zostały szczegółowo opisane przez starożytnych Greków - a wewnętrzną budowę Księżyca i jego historię badają do dziś statki kosmiczne. Niemniej jednak stulecia pracy filozofów, a następnie fizyków i matematyków dostarczyły bardzo dokładnych danych o tym, jak wygląda i porusza się nasz Księżyc oraz dlaczego jest taki, jaki jest. Wszystkie informacje o satelicie można podzielić na kilka, wzajemnie następujących po sobie kategorii.

Charakterystyka orbitalna Księżyca

Jak księżyc porusza się po ziemi? Gdyby nasza planeta była nieruchoma, satelita obracałby się po niemal idealnym okręgu, co jakiś czas lekko zbliżając się i oddalając od planety. Ale przecież sama Ziemia wokół Słońca – Księżyc musi nieustannie „dogonić” planetę. A nasza Ziemia nie jest jedynym ciałem, z którym oddziałuje nasz satelita. Słońce, które jest 390 razy dalej od Ziemi niż Księżyc, jest 333 000 razy masywniejsze niż Ziemia. A nawet biorąc pod uwagę prawo odwrotnego kwadratu, zgodnie z którym intensywność dowolnego źródła energii gwałtownie spada wraz z odległością, Słońce przyciąga Księżyc 2,2 raza silniej niż Ziemia!

Dlatego ostateczna trajektoria naszego satelity przypomina spiralę, a nawet trudną. Oś orbity Księżyca ulega wahaniom, sam Księżyc okresowo zbliża się i oddala, a w skali globalnej całkowicie odlatuje od Ziemi. Te same oscylacje prowadzą do tego, że widoczna strona Księżyca nie jest tą samą półkulą satelity, ale jego różnymi częściami, które naprzemiennie zwracają się w kierunku Ziemi w wyniku „kołysania się” satelity na orbicie. Te ruchy Księżyca na długości i szerokości geograficznej nazywane są libracjami i pozwalają spojrzeć dalej Odwrotna strona nasz satelita na długo przed pierwszym lotem statku kosmicznego. Ze wschodu na zachód Księżyc obraca się o 7,5 stopnia, a z północy na południe - 6,5. Dlatego z Ziemi łatwo dostrzec oba bieguny Księżyca.

Specyficzne cechy orbitalne Księżyca są przydatne nie tylko dla astronomów i astronautów - fotografowie na przykład szczególnie cenią superksiężyc: fazę księżyca, w której osiąga on swój maksymalny rozmiar. To jest pełnia księżyca, podczas której księżyc znajduje się w perygeum. Oto główne parametry naszego satelity:

• Orbita Księżyca jest eliptyczna, jego odchylenie od idealne koło, wynosi około 0,049. Uwzględniając wahania orbit, minimalna odległość satelity od Ziemi (perygeum) wynosi 362 tys. km, a maksymalna (apogeum) 405 tys. km.
• Wspólny środek masy Ziemi i Księżyca znajduje się 4,5 tys. km od środka Ziemi.
• Miesiąc gwiezdny – całkowite przejście Księżyca po jego orbicie – trwa 27,3 dnia. Jednak do pełnego obrotu wokół Ziemi i zmiany faz Księżyca potrzeba 2,2 dnia więcej – w końcu w czasie, gdy Księżyc krąży po swojej orbicie, Ziemia przelatuje o trzynastą część swojej własnej orbity wokół Ziemi. Słońce!
• Księżyc znajduje się w śluzie pływowej na Ziemi - obraca się wokół własnej osi z taką samą prędkością, jak wokół Ziemi. Z tego powodu Księżyc jest stale zwrócony w stronę Ziemi tą samą stroną. Ten stan jest typowy dla satelitów znajdujących się bardzo blisko planety.

• Noc i dzień na Księżycu trwają bardzo długo – pół miesiąca ziemskiego.
• W tych okresach, kiedy Księżyc wychodzi zza kuli ziemskiej, widać go na niebie – cień naszej planety stopniowo zsuwa się z satelity, pozwalając Słońcu go oświetlić, a następnie zamyka go z powrotem. Nazywa się ją zmianami w oświetleniu Księżyca, widocznymi z Ziemi. W czasie nowiu satelita nie jest widoczny na niebie, w fazie młodego księżyca pojawia się jego cienki sierp przypominający zakręcie litery „P”, w pierwszej kwadrze księżyc jest dokładnie oświetlony w połowie, a podczas pełnia księżyca jest zauważalnie najlepsza. Kolejne fazy - druga kwadra i stary księżyc - zachodzą w odwrotnej kolejności.

Ciekawostka: ponieważ miesiąc księżycowy jest krótszy niż miesiąc kalendarzowy, czasami w jednym miesiącu mogą być dwie pełnie - drugi nazywa się „niebieskim księżycem”. Jest tak jasna jak zwykła full – oświetla Ziemię na poziomie 0,25 luksa (np. normalne oświetlenie w domu to 50 luksów). Sama Ziemia oświetla Księżyc 64 razy mocniej – aż 16 luksów. Oczywiście całe światło nie jest twoje, ale odbite światło słoneczne.

• Orbita Księżyca jest nachylona do płaszczyzny orbity Ziemi i regularnie ją przecina. Nachylenie satelity stale się zmienia, wahając się od 4,5° do 5,3°. Zmiana nachylenia księżyca zajmuje ponad 18 lat.
• Księżyc porusza się wokół Ziemi z prędkością 1,02 km/s. To znacznie mniej niż prędkość Ziemi wokół Słońca – 29,7 km/s. maksymalna prędkość statek kosmiczny, osiągnięty przez sondę do badania Słońca „Helios-B”, miał 66 kilometrów na sekundę.

Parametry fizyczne Księżyca i jego skład

Aby zrozumieć, jak duży jest Księżyc i z czego się składa, zajęło to ludziom dużo czasu. Dopiero w 1753 r. naukowiec R. Boskovic zdołał udowodnić, że Księżyc nie ma znaczącej atmosfery, podobnie jak płynnych mórz – zakryte przez Księżyc gwiazdy znikają natychmiast, gdy obecność pozwalałaby zaobserwować ich stopniowe "zblakły". W 1966 roku radziecka stacja Łuna-13 potrzebowała kolejnych 200 lat, aby zmierzyć właściwości mechaniczne powierzchni Księżyca. I nic nie było wiadomo o odległej stronie Księżyca aż do 1959 roku, kiedy aparat Luna-3 nie wykonał pierwszych zdjęć.

Załoga statku kosmicznego Apollo 11 przyniosła pierwsze próbki na powierzchnię w 1969 roku. Stali się także pierwszymi ludźmi, którzy chodzili po Księżycu – do 1972 r. wylądowało na nim 6 statków, a 12 astronautów. Często poddawano w wątpliwość wiarygodność tych lotów – jednak wiele punktów krytyki wynikało z ich ignorancji w sprawach kosmicznych. Flaga amerykańska, która według teoretyków spiskowych „nie mogła latać w bezwietrznej przestrzeni Księżyca”, jest w rzeczywistości solidna i statyczna – została specjalnie wzmocniona solidnymi nićmi. Zrobiono to specjalnie po to, aby zrobić piękne zdjęcia - obwisłe płótno nie jest tak spektakularne.

Wiele zniekształceń kolorów i ukształtowania terenu w odbiciach na hełmach skafandrów kosmicznych, w których szukano podrabiania, wynikało ze złocenia szkła chroniącego przed promieniowaniem UV. Sowieccy kosmonauci, którzy w czasie rzeczywistym oglądali transmisję z lądowania astronautów, również potwierdzili autentyczność tego, co się dzieje. A któż może oszukać eksperta w swojej dziedzinie?

Kompletne geologiczne i mapy topograficzne nasze satelity są kompilowane do tej pory. W 2009 roku stacja kosmiczna LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) nie tylko dostarczyła najbardziej szczegółowe zdjęcia Księżyca w historii, ale także wykazała obecność na nim dużej ilości zamarzniętej wody. Położył też kres debacie o tym, czy na Księżycu byli ludzie, filmując ślady ekipy Apollo z niskiej orbity Księżyca. Urządzenie zostało wyposażone w sprzęt z kilku krajów świata, w tym z Rosji.

Ponieważ nowe kraje kosmiczne, takie jak Chiny i prywatne firmy, angażują się w eksplorację Księżyca, codziennie napływają nowe dane. Zebraliśmy główne parametry naszego satelity:

• Powierzchnia Księżyca to 37,9 x 10 6 kilometrów kwadratowych - około 0,07% całkowitej powierzchni Ziemi. To niewiarygodnie tylko o 20% więcej niż powierzchnia wszystkich zamieszkanych przez ludzi obszarów na naszej planecie!
• Średnia gęstość Księżyca wynosi 3,4 g/cm3. To o 40% mniej niż gęstość Ziemi – przede wszystkim ze względu na fakt, że satelita pozbawiony jest wielu ciężkich pierwiastków, takich jak żelazo, w które bogata jest nasza planeta. Ponadto 2% masy Księżyca to regolit - mały okruch kamienia powstały w wyniku kosmicznej erozji i uderzeń meteorytów, którego gęstość jest mniejsza niż w przypadku zwykłej skały. Jego grubość w niektórych miejscach sięga dziesiątek metrów!
• Wszyscy wiedzą, że księżyca jest dużo mniejszy niż Ziemia, co wpływa na jego grawitację. Przyspieszenie swobodnego spadania na nią wynosi 1,63 m/s 2 - tylko 16,5 proc. całej siły grawitacji Ziemi. Skoki astronautów na Księżycu były bardzo wysokie, mimo że ich skafandry ważyły ​​35,4 kg – prawie jak zbroja rycerska! Jednocześnie wciąż się powstrzymywali: wpadnięcie w próżnię było dość niebezpieczne. Poniżej znajduje się wideo astronauty skaczącego z transmisji na żywo.

• Morza księżycowe pokrywają około 17% całego Księżyca - głównie jego widoczną stronę, która jest przez nie pokryta prawie jedną trzecią. Są to ślady uderzeń szczególnie ciężkich meteorytów, które dosłownie oderwały jego skorupę od satelity. W tych miejscach tylko cienka, półkilometrowa warstwa stwardniałej lawy - bazaltu - oddziela powierzchnię od płaszcza Księżyca. Ponieważ koncentracja ciał stałych wzrasta bliżej środka każdego dużego ciała kosmicznego, w morzach księżycowych jest więcej metalu niż gdziekolwiek indziej na Księżycu.
• Główną formą terenu na Księżycu są kratery i inne pochodne uderzeń i fal uderzeniowych, które są toroidami. Góry księżycowe i cyrki zostały zbudowane ogromne i zmieniły strukturę powierzchni księżyca nie do poznania. Ich rola była szczególnie silna na początku historii Księżyca, kiedy był jeszcze płynny - upadki unosiły całe fale stopionego kamienia. Był to również powód powstania mórz księżycowych: strona zwrócona w stronę Ziemi była bardziej nagrzewana ze względu na koncentrację w niej ciężkich substancji, dlatego asteroidy wpłynęły na nią bardziej niż chłodna strona odwrotna. Powodem tego nierównomiernego rozmieszczenia materii było przyciąganie Ziemi, szczególnie silne na początku historii księżyca, kiedy było bliżej.

• Oprócz kraterów, gór i mórz na księżycu znajdują się jaskinie i szczeliny – żyjący świadkowie tamtych czasów, gdy wnętrzności księżyca były równie gorące, a działały na niego wulkany. Te jaskinie często zawierają lód wodny, podobnie jak kratery na biegunach, dlatego często uważa się je za miejsca przyszłych baz księżycowych.
• Rzeczywisty kolor powierzchni Księżyca jest bardzo ciemny, bliższy czerni. Na całym księżycu występuje wiele kolorów - od turkusowego błękitu do prawie pomarańczowego. Jasnoszary odcień Księżyca z Ziemi i na zdjęciach wynika z silnego oświetlenia Księżyca przez Słońce. Ze względu na ciemny kolor powierzchnia satelity odbija tylko 12% wszystkich promieni padających z naszej gwiazdy. Gdyby księżyc był jaśniejszy - a podczas pełni byłby jasny jak dzień.

Jak powstał księżyc?

Badanie minerałów Księżyca i jego historii jest jedną z najtrudniejszych dyscyplin dla naukowców. Powierzchnia Księżyca jest otwarta na promienie kosmiczne i nie ma nic, co mogłoby zatrzymać ciepło przy powierzchni - dlatego satelita nagrzewa się do 105 ° C w ciągu dnia, a schładza do -150 ° C w nocy. Tygodniowy czas trwania dnia i nocy zwiększa wpływ na powierzchnię - w rezultacie minerały Księżyca zmieniają się z czasem nie do poznania. Coś jednak udało nam się dowiedzieć.

Dziś uważa się, że Księżyc jest produktem zderzenia między dużym embrionem planetarnym Theia a Ziemią, do której doszło miliardy lat temu, kiedy nasza planeta była całkowicie stopiona. Część planety, która się z nami zderzyła (a była wielkości ) została wchłonięta - ale jej jądro, wraz z częścią powierzchniowej materii Ziemi, zostało przez bezwładność wyrzucone na orbitę, gdzie pozostało w postaci Księżyca .

Dowodzi to wspomnianego już niedoboru żelaza i innych metali na Księżycu – zanim Theia wyrwała kawałek ziemskiej materii, większość ciężkich pierwiastków naszej planety została przyciągnięta grawitacyjnie do wewnątrz, do jądra. Ta kolizja wpłynęła dalszy rozwój Ziemia – zaczęła się szybciej obracać, a jej oś obrotu przechyliła się, co umożliwiło zmianę pór roku.

Co więcej, Księżyc rozwinął się jako zwykła planeta – utworzył żelazne jądro, płaszcz, skorupę, płyty litosferyczne, a nawet własną atmosferę. Jednak mała masa i skład ubogi w pierwiastki ciężkie spowodowały, że wnętrzności naszego satelity szybko się ochłodziły, a atmosfera wyparowała z wysokiej temperatury i braku pole magnetyczne. Jednak wewnątrz nadal zachodzą pewne procesy - z powodu ruchów w litosferze Księżyca czasami dochodzi do trzęsień księżyca. Stanowią one jedno z głównych zagrożeń dla przyszłych kolonizatorów Księżyca: ich zasięg sięga 5 i pół punktu w skali Richtera i trwają znacznie dłużej niż ziemski - nie ma oceanu zdolnego do wchłonięcia impulsu ruchu wnętrze ziemi.

Główne pierwiastki chemiczne na Księżycu to krzem, glin, wapń i magnez. Minerały tworzące te pierwiastki są podobne do minerałów ziemskich, a nawet znajdują się na naszej planecie. Jednak główną różnicą między minerałami Księżyca jest brak kontaktu z wodą i tlenem wytwarzanym przez żywe istoty, wysoki udział zanieczyszczeń meteorytowych i ślady promieniowania kosmicznego. Warstwa ozonowa Ziemi uformowała się dość dawno temu, a atmosfera spala większość masy spadających meteorytów, pozwalając wodzie i gazom powoli, ale pewnie zmieniać oblicze naszej planety.

Przyszłość księżyca

Księżyc jest pierwszym po Marsie ciałem kosmicznym, które twierdzi, że jest pierwszą ludzką kolonizacją. W pewnym sensie Księżyc został już opanowany – ZSRR i USA pozostawiły na satelicie insygnia państwowe, a orbitalne radioteleskopy chowają się za dalszą od Ziemi stroną Księżyca, generatorem wielu zakłóceń w powietrzu. Co jednak czeka na naszego satelitę w przyszłości?

Głównym procesem, o którym już wielokrotnie wspominano w artykule, jest odległość Księżyca spowodowana przyspieszeniem pływowym. Dzieje się to dość powoli – satelita odlatuje nie więcej niż 0,5 centymetra rocznie. Jednak ważne jest tutaj coś zupełnie innego. Oddalając się od Ziemi, Księżyc spowalnia swój obrót. Prędzej czy później może nadejść chwila, kiedy dzień na Ziemi będzie trwał tak długo, jak miesiąc księżycowy - 29-30 dni.

Jednak usunięcie księżyca będzie miało swój limit. Po dotarciu do niej Księżyc zacznie na przemian zbliżać się do Ziemi – i to znacznie szybciej niż się oddalił. Nie uda mu się jednak całkowicie w nią wpaść. W odległości 12-20 tysięcy kilometrów od Ziemi zaczyna się jej wnęka Roche - granica grawitacji, przy której satelita planety może zachować stały kształt. Dlatego zbliżający się Księżyc zostanie rozerwany na miliony małych fragmentów. Niektóre z nich spadną na Ziemię, wywołując bombardowanie tysiące razy silniejsze niż nuklearne, a reszta utworzy pierścień wokół planety jak . Nie będzie jednak tak jasno – pierścienie gazowych olbrzymów zbudowane są z lodu, który jest wielokrotnie jaśniejszy niż ciemne skały Księżyca – nie zawsze będą widoczne na niebie. Pierścień Ziemi stworzy problem dla astronomów przyszłości - jeśli oczywiście do tego czasu ktoś pozostanie na planecie.

Kolonizacja Księżyca

Wszystko to stanie się jednak za miliardy lat. Do tego czasu ludzkość uważa Księżyc za pierwszy potencjalny obiekt do kolonizacji kosmosu. Ale co dokładnie oznacza „eksploracja księżyca”? Teraz wspólnie przyjrzymy się najbliższym perspektywom.

Wielu wyobraża sobie kolonizację kosmosu podobną do kolonizacji Ziemi przez New Age – znajdowanie cennych zasobów, wydobywanie ich, a następnie sprowadzanie z powrotem do domu. Nie dotyczy to jednak kosmosu – w ciągu najbliższych kilkuset lat dostarczenie kilograma złota, nawet z najbliższej asteroidy, będzie droższe niż jego wydobycie z najtrudniejszych i najbardziej niebezpiecznych kopalń. Ponadto Księżyc raczej nie będzie w najbliższej przyszłości pełnił roli „daczy sektora Ziemi” – choć istnieją duże złoża cennych surowców, trudno będzie tam uprawiać żywność.

Ale nasz satelita może równie dobrze stać się bazą do dalszej eksploracji kosmosu w obiecujących kierunkach - na przykład ten sam Mars. Głównym problemem dzisiejszej astronautyki są ograniczenia masy statków kosmicznych. Aby wystartować, musisz zbudować potworne konstrukcje, które potrzebują ton paliwa - w końcu musisz pokonać nie tylko grawitację Ziemi, ale także atmosferę! A jeśli to statek międzyplanetarny, to musisz go również zatankować. To poważnie ogranicza projektantów, zmuszając ich do przedkładania oszczędności nad funkcjonalność.

Księżyc znacznie lepiej nadaje się na wyrzutnię statków kosmicznych. Brak atmosfery i niska prędkość pokonywania grawitacji Księżyca – 2,38 km/s w porównaniu z 11,2 km/s Ziemi – znacznie ułatwiają starty. A złoża mineralne satelity pozwalają zaoszczędzić na wadze paliwa - kamienia na szyi astronautyki, który zajmuje znaczną część masy dowolnego aparatu. Jeśli rozszerzysz produkcję paliwa rakietowego na Księżycu, możliwe będzie uruchomienie dużych i skomplikowanych statki kosmiczne składane z części dostarczonych z Ziemi. A montaż na Księżycu będzie znacznie łatwiejszy niż na orbicie okołoziemskiej – i znacznie bardziej niezawodny.

Istniejące dziś technologie umożliwiają, jeśli nie całkowicie, to częściowo, realizację tego projektu. Jednak wszelkie kroki w tym kierunku wymagają ryzyka. Ogromna inwestycja będzie wymagać badań nad odpowiednimi minerałami, a także opracowania, dostarczenia i przetestowania modułów dla przyszłych baz księżycowych. A jeden szacunkowy koszt uruchomienia nawet początkowych elementów może zrujnować całe supermocarstwo!

Dlatego kolonizacja Księżyca to nie tyle praca naukowców i inżynierów, ile praca ludzi na całym świecie nad osiągnięciem tak cennej jedności. Bo w jedności ludzkości tkwi prawdziwa siła Ziemi.