Темная сторона Луны никогда не освещается Солнцем
7 октября 1959 года советская автоматическая межпланетная станция «Луна-3» передала на Землю первые в мире снимки невидимой стороны Луны.
Качество изображений было неважным, но ученых радовал сам факт того, что им удалось увидеть обратную сторону Луны. Ведь до этого момента людям казалось, что им никогда не суждено увидеть то, что находится за краем лунного диска.
Как известно, Луна всегда обращена к нам одним своим полушарием, а ее обратная сторона навсегда скрыта от наших глаз. Это связано с равенством периодов обращения Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси. А привело к этому равенству близкое расположение Земли и Луны — гравитационное поле нашей планеты сначала замедлило вращение спутника, а потом и вовсе его остановило.
В связи с этим весьма распространен и устойчив миф о том, что невидимая с Земли сторона Луны никогда не освещается Солнцем. Однако на самом деле все далеко не так: абсолютно вся поверхность нашего спутника получает свою порцию солнечного света, и порцию, надо заметить, изрядную. Но обо всем по порядку.
Как и любое космическое тело, наш спутник участвует сразу в нескольких движениях, но лишь два из них играют главную роль. Это вращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси. И тут есть интересная особенность: лунный год (период обращения вокруг Земли) равен лунным суткам (периоду обращения вокруг оси). Протяженность года и суток на Луне составляет 29,5 земных суток. Таким образом, ночь и день на нашем спутнике длятся почти по 15 суток.
Движение Луны по орбите мы можем наблюдать по изменениям ее фаз. Луна не излучает света — она видна благодаря отраженному солнечному свету, падающему на ее поверхность. С течением времени внешний вид Луны меняется: то ее совсем не видно, то она представляет собой тонкий серп, то месяц, то полный диск. Все зависит от того, как Луна расположена относительно Земли и Солнца.
Важно запомнить простую вещь: любое сферическое тело (а Луна как раз представляет собой шар) всегда освещается Солнцем одинаково. В каком бы положении ни находилась Луна, Солнце освещает почти точно половину ее поверхности, то есть целое полушарие. Понять и проверить это легко: достаточно взять небольшой мячик и поднести его к лампе. В каком бы месте и на каком бы расстоянии от лампы ни располагался мячик, он будет освещен точно наполовину.
То же самое происходит и с Луной. Если мы видим тонкий серп, это значит, что невидимая нам часть Луны освещена почти полностью. Если Луна предстает перед нами в виде месяца, то ее обратная сторона также освещена ровно наполовину. И понятно, что во время полнолуния невидимая часть нашего спутника погружена во тьму, а во время новолуния обратная сторона сияет под солнечными лучами.
Кстати, это легко проверить на простом опыте. Для этого можно взять два мячика: один поставить на стол, чтобы он был неподвижен, — он будет изображать Землю. Второй мячик необходимо двигать вокруг первого, но делать это так, чтобы он одной стороной все время был обращен к Земле—это, как нетрудно догадаться, Луна. На опыте легко убедиться, что лампой-Солнцем будут освещены абсолютно все части изображающего Луну мячика.
Необходимо сказать о том, что каждый отдельно взятый участок лунной поверхности освещается Солнцем в течение почти 15 земных суток и еще столько же времени этот клочок пребывает в кромешной тьме. За день лунная поверхность успевает раскалиться до +115 °С и более, а за ночь — остыть до -170, а местами и до -240 °С! Так что лунная поверхность не только освещается Солнцем, на ней царят по-настоящему экстремальные условия, которые на Земле достижимы только в лабораториях.
Источник
Обратная сторона Луны
Многие не понимают, что на Луне нет темной стороны. Это просто дальняя обратная сторона, скрытая от человеческого обзора. Вы можете рассмотреть ее поверхность на фото Луны.
Луна не производит собственное свечение, но поверхность отбивает солнечные лучи. Половина поверхности всегда остается освещенной и в течение лунного месяца многие области прогреваются 14-15 дней. Но если наблюдать за фазами с обратной стороны Луны, то увидите совершенно иную картинку.
Загадка обратной стороны до 1959 года
Обратная лунная половина с противоположной стороны
Мы оставались в неведении до 1959 года, когда в октябре отправили советский спутник Луна-3, которому удалось получить первые изображения обратной стороны Луны. Следующие миссии добывали фото с лучшим качеством и у нас есть вся лунная карта с деталями топографии.
Почему мы не видим обратную сторону Луны?
Дело в том, что лунное вращение оси совпадает по скорости с ее вращением по орбите вокруг Земли. Это приливной блок, который создается гравитационным контактом с планетой. Да, не только Луна влияет на наше поведение. Ранее спутник вращался быстрее, но земная гравитация его замедлила.
Лунная либрация
Но это еще не все. Луна проходит по орбитальному пути вокруг нашей планеты, который выполнен в форме эллипса. Поэтому удаленность спутника от нас меняется постоянно. Ближайший проход – перигелий, а максимальная удаленность – апогей.
Лунные фазы с позиции дальней стороны спутника
Также меняется и скорость прохода. Все это приводит к лунной либрации. Нам кажется, что спутник немного раскачивается с севера на юг и колеблется с востока на запад. Периодически мы видим 58% поверхности, но чаще лишь 50%.
Теории заговора
Если вы введете эту тему в интернете, то найдете много ссылок на статьи, книги и даже музыкальные альбомы, использующие словосочетание «темная сторона Луны». Есть и парочка забавных теорий лунных заговоров. Некоторые верят, что на темной стороне прячутся инопланетяне или там расположена секретная база правительства.
Источник
Обратная сторона Луны
Обратная сторона Луны – это часть поверхности ближайшего к нам небесного тела, которая не видна с Земли. Поскольку период вращения природного спутника вокруг нашей планеты и вращения его вокруг оси практически совпадают, мы можем видеть лишь одно лунное полушарие.
Почему Луна имеет обратную и видимую сторону
Это объясняется тем, что Земля по отношению к Луне является очень массивной. Из-за этого планета действует на спутник посредством приливных сил. Приливные силы приводят к тому более мелкое тело постепенно уменьшает скорость вращения. Луна также влияет на Землю, но это влияние намного меньше (соответственно массе). Примерно 4,5 миллиарда лет назад спутник подвергся так называемому приливному захвату.
Астрономы предполагают, что изначально Луна вращалась значительно быстрее собственной оси. Однако со временем притяжение нашей планеты оказало большое влияние на этот процесс и синхронизировало вращение вокруг оси с периодом обращения.
Примечательно, что Луна тоже воздействует на Землю, замедляя её вращение и увеличивая длительность суток примерно на 1 секунду на протяжении 3 тысяч лет.
В процессе притяжения на Земле бывают океанские приливы. Они вызывают постепенную потерю кинетической энергии. Из-за этого природный спутник удаляется от нас со скоростью примерно 38 мм в год.
Что такое либрация
Вращение Луны вокруг своей оси и вокруг нашей планеты не совпадают. Природный спутник обращается вокруг своей планеты с изменяющейся скоростью из-за эксцентриситета орбиты. Из-за этого вблизи наиболее близкой точки она движется быстрее, а вблизи наиболее удалённой точки – медленнее. В то же время земной спутник обращается вокруг оси равномерно. Таким образом, обратная сторона Луны может быть наблюдаемой с Земли. Наблюдатель может видеть лунные края благодаря либрации по долготе.
Существует также либрация и по широте. Один раз в месяц обратная сторона Луны становится видимой с северного края. Через полмесяца это же явление можно наблюдать с южной стороны. Поэтому обратная сторона Луны скрывается от нас только на 41%.
Лунные либрации
Как исследовалась обратная сторона
Первоначально люди не знали, что находится на обратной стороне Луны. Впервые обратная сторона Луны была сфотографирована в 1959 году советской автоматической межпланетной станцией «Луна-3». Тогда же эти фото были опубликованы во многих советских изданиях. После этих исследований к обратной стороне больше не стало применяться название «тёмная». Она далеко не тёмная, так как тоже освещается Солнцем.
На станции устанавливалась камера с двумя объективами. Для соотношения полученных фотографий с имеющимися данными учёные на некоторых камерах фиксировали обе стороны.
Первый снимок обратной стороны Луны («Луна-3», 1959)
Полученные материалы затем были переданы для изучения в главнейших астрономических учреждениях Советского Союза. На основании детального изучения фото была составлена первая в мире подробная карта лунной обратной стороны. Она содержит мелкие детали поверхности. На основе анализа карт в 1960 г. был составлен полный атлас обратной лунной стороны, а затем и первый в мире глобус Луны. Международным астрономическим союзом были утверждены названия морей и кратеров, находящихся на скрытой от нас части поверхности.
Обратную сторону нашего ближайшего спутника исследовали американские астронавты. В 1968 г. они пролетали над невидимой с Земли частью Луны. В 1994 г. к небесному телу был направлен спутник Клементина. За 2 месяца его работы Национального управления по аэронавтике и исследованию космоса получило свыше 1,8 миллиона качественных снимков поверхности. Учёные смогли подробно рассмотреть, что находится на обратной стороне Луны.
Исследования в ХХІ веке
В 2012 г. американские исследователи сообщили о наличии участков лунной поверхности, изменённых в результате тектонического разлома. Предполагается, что их возраст не превышает 50 миллионов лет. Это свидетельствует о том, что здесь продолжают происходить тектонические процессы.
В 2019 году китайский зонд «Чанъэ-4» совершил посадку на обратной стороне Луны. Здесь он выпустил автономный аппарат для исследования поверхности. В результате были получены точные данные об условиях на спутнике. А также с помощью аппарата «Чанъэ-4» было проведено космический биологический эксперимент. На лунную поверхность было доставлено увлажнённую почву, воздух, семена, яйца плодовой мушки.
Будущее исследований
Обратная сторона Луны актуальна для исследований. В частности, здесь можно размещать радиотелескопы. Предполагается, что на обратной стороне Луны можно добывать гелий-3.
Китайская автоматическая станция «Чанъэ-5» будет доставлять на Землю породу из горы Пик Рюмкера. Она имеет вулканическую природу. Разрабатываются космические миссии, которые будут доставлять образцы породы из южного полюса. Предыдущие данные исследований указывают на то, что здесь могут быть запасы воды.
Исследования невидимой стороны земного спутника могут быть полезными для добычи ресурсов, которые на Земле являются редкими. На сегодня когда практически вся лунная поверхность сфотографирована и достаточно изучена, становится актуальным вопрос о дальнейшем освоении и даже колонизации ближайшего к нам спутника. Это небесное тело привлекательно перспективой развития добычи металлов, их обработки, литейного производства.
Поскольку здесь слабая гравитация (меньше земной в шесть раз), то для учёных целесообразно построить лунную базу, которая может стать отправной точкой не только для изучения спутника, но и всей Солнечной системы. Существуют проекты создания базы, где можно хранить все знания, накопленные человечеством.
Обратная сторона Луны (слева видно часть видимой). Хорошо виден рельеф (фото «Аполлона-16», 1972)
Чем отличаются стороны Луны
На основании полученных данных космических станций обратная сторона Луны характерна такими отличиями.
- Большая яркость свечения. Она объясняется отсутствием так называемых морей.
- Отсутствие следов радиоактивности.
- Отсутствие следов вулканической активности.
- Значительная высота гор. Отдельные пики имеют высоту свыше шести километров.
- Значительное количество кратеров.
Общий вид этой стороны такой, как будто она подвергалась бомбардировке из космоса. Предполагается, что у Земли когда-то был ещё один спутник, который разрушился и его останки распределились по лунной поверхности. Однако подтверждений этой гипотезы до сегодняшнего дня не найдено.
Измерения показали, что обратная сторона Луны имеет более толстую кору, по сравненью с видимой частью. А также установлено, что на обратной стороне Луны температура поверхности на 17 градусов меньше, нежели в части, наблюдаемой с Земли.
Рельеф
Здесь находится крупнейший кратер – бассейн Южный полюс-Эйткен. На обратной стороне также значительно меньше морей. Астрономы объясняют такое отличие тем, что кора здесь толще. Крупнейшие моря – Море Москвы и Море Мечты.
Также здесь существует большое количество кратеров. Крупнейшие из них – Менделеев, Грегори, Дзевульский, Курчатов, Лейшнер и другие.
Невидимая с Земли сторона нашего ночного спутника имеет несколько отличающийся рельеф. Впервые об этом стало известно советским астрономам более 60 лет назад. Сегодня ведутся активные исследования этой части спутника. Вполне вероятно, что они могут содействовать освоению околоземного пространства.
Источник
Невесомость, полет монетки и темная сторона Луны: 6 популярных околонаучных заблуждений
Dmitry Sudakov
Несмотря на огромное количество источников информации, мы не всегда бываем уверены в очевидных фактах. «Теории и практики» выбрали несколько популярных околонаучных заблуждений — про силу трения, гравитацию и другие физические явления.
Заблуждение: Все мы наблюдали, как космонавты на орбите, например на МКС, плавают в воздухе, как рыбы в воде. Это происходит потому, что они находятся в состоянии невесомости. Но почему на орбите возникает такое состояние? «Потому что в космосе нет гравитации», — напрашивается ответ.
На самом деле: Если бы гравитации не было, Земля, например, не могла бы удерживать поблизости Луну. Да и вообще, строгие расчеты показывают, что сила притяжения Земли на орбите лишь на 10% меньше той, что мы испытываем на Земле. То есть, если бы можно было бы построить вышку высотой 300-400 км (именно на такой высоте находится МКС) и сбросить оттуда камень, он полетел бы вниз точно так же как если сбросить его с балкона на машину с надоедливой сигнализацией. В чем же дело?
Причина в том, что космонавты на орбите находятся в состоянии непрерывного падения на Землю и точно так же на Землю падает и МКС. Но в связи с тем, что станция (а с ней и космонавты) движется горизонтально над поверхностью Земли, она все время «промахивается», совершая, таким образом, круг над ней — орбиту. Скорость, с которой нужно двигаться, чтобы таким образом «промахиваться», называется первой космической и составляет для Земли порядка 7,9 км/с.
Заблуждение: Многим кажется, что обратная сторона Луны называется темной, потому что ее никогда не освещает Солнце. Заблуждение появилось потому, что Луна все время повернута к Земле лишь одной своей стороной — поэтому велик соблазн сказать, что противоположная сторона не бывает освещена никогда.
На самом деле: Луна освещается Солнцем так же равномерно, как и Земля. Хотя продолжительность лунных суток и составляет более 29 дней, так что встреча рассвета на Луне — удовольствие из небыстрых.
Заблуждение: Мы привыкли считать, что вода бесцветна, а синей она нам кажется лишь потому, что отражает синеву неба. Но это не совсем так.
На самом деле: Действительно, синева морей и озер в солнечный день так ярка в том числе и потому, что в воде отражается цвет неба. Но это не единственная причина. Если мы посмотрим на глубокий бассейн в помещении с белыми стенами и потолком, облицованный белоснежным кафелем, мы заметим, что и тут вода имеет бирюзовый оттенок, хотя синий цвет в оформлении помещения вообще не присутствует. Хлор, добавляемый в воду для бассейнов, также не влияет на ее цвет.
Причина в том, что вода сильнее поглощает волны красной части видимого спектра (при том, что она вообще довольно слабо поглощает видимый спектр белого света — поэтому она и кажется нам прозрачной и бесцветной) и принимает цвет наименее поглощаемой части спектра — синей. Но этот эффект заметен только при значительных объемах воды.
Заблуждение: Многие наблюдали падающие звезды, некоторые видели падение метеоритов и все мы знаем, что космический корабль, возвращаясь на Землю, нагревается. Основной причиной большинство людей назовет трение: объекты разогреваются от трения о воздух, а поскольку скорость их чрезвычайно высока, разогретые объекты начинают светиться.
На самом деле: Основная причина того, что входящие в атмосферу космические корабли или метеоры нагреваются — действительно, их большая скорость. Однако к трению сам процесс практически не имеет отношения.
Дело в том, что, входя в атмосферу с огромной скоростью, метеор сжимает воздух, который находится перед ним. Это сжатие происходит с такой скоростью, что тепло, получаемое в результате этого, не успевает распространиться вовне. Процесс такого сжатия называется адиабатическим. Таким образом, то свечение, которое мы видим— это свечение не самого раскаленного объекта, а разогретого газа перед ним. Но, разумеется, от этого разогревается и сам объект — в большей степени, чем из-за силы трения.
Заблуждение: Среди детей довольно часто можно услышать утверждение, что если сбросить монетку с небоскреба (раньше любили приводить в качестве примера Empire State Building как эталона высокого здания) и она упадет на голову человеку, она пробьет ему череп — вплоть до летального исхода. В это до сих пор верят многие взрослые люди. Действительно, легко представить, как монетка, падая с огромной высоты, набирает все большую и большую скорость и, в конце концов, врезается в голову прохожего, с легкостью пробивает ему череп и разрушает мозг. Картина вполне подходящая для slow-motion эффектов в фильмах, тем не менее, сильно отличается от реальности.
На самом деле: Даже если предположить, что монетке не приходится преодолевать сопротивление воздуха, нетрудно вычислить, что скорость, достигнутая ей к концу пути при падении с крыши Empire State Building (381 метр), составит порядка 310 км/ч, что в 3,5 раза медленнее, чем скорость пули, вылетающей из пистолета Макарова. Даже в этих условиях мелкая монетка, скорее всего, не причинит существенного вреда человеку. Если же вспомнить о сопротивлении воздуха, ситуация становится еще менее трагической. Дело в том, что даже при отсутствии ветра сопротивление воздуха в момент уравновесит силу тяготения, и монетка перестанет ускоряться и будет падать с примерно постоянной скоростью. Эта скорость называется конечной или равновесной и для монетки составит порядка 50-80 км/ч. С учетом небольшого веса монетки, она не сможет причинить человеку серьезного ущерба, уж тем более, убить.
Заблуждение: В школах так много говорят о том, что по сути своей алмаз представляет собой то же самое, что и графит или уголь, что волей-неволей возникает мысль о том, что именно так алмазы и возникают: глубоко в недрах земли под чудовищным давлением уголь превращается в столь ценимые женщинами драгоценные камни.
На самом деле: Как считают ученые, алмазы преимущественно формируются в мантии Земли, на глубине около 150-200 км, когда атомы углерода при давлении в несколько десятков тысяч атмосфер складываются в кристаллическую решетку. Ближе к поверхности алмазы попали в результате взрывов газа в недрах Земли, когда образовывались кимберлитовые трубки, откуда их и добывают. Уголь же зарождался на существенно меньшей глубине: самый качественный уголь, антрацит, формировался на глубине около 6 км.
Источник