Как вращается Луна
При наблюдении с Земли всегда видна одна и та же половина земного спутника. Поэтому у наблюдателя может возникнуть вопрос о том, вращается ли Луна вокруг своей оси.
Характеристики Луны
Если рассматривать параметры всех спутников Солнечной системы по сравнению с планетами, которые они сопровождают, Луна является рекордсменом: ее диаметр составляет около 25% от земного, а масса — 1/100 часть от массы Земли. Однако если иметь в виду абсолютные величины, то в Солнечной системе существуют спутники и гораздо крупнее Луны.
Образование естественного земного спутника наиболее распространенная сегодня версия связывает с последствиями столкновения двух протопланет неравного размера. В результате тяжелые, имеющие более высокую плотность, ядра космических тел слились в единую структуру, а из осколков верхних слоев грунта обеих протопланет сформировался естественный спутник.
С таким механизмом образования связано более высокое содержание железа в земных породах и преобладание каменных пород в составе лунного грунта.
Естественный спутник Земли движется по эллиптической траектории. Эксцентриситет орбиты Луны (величина, выражающая степень отклонения от окружности) — 0,0549. Средний радиус его составляет 1737,1 км. Скорость движения Луны по орбите — 1,023 км/с.
Фазы Луны
Фазой Луны называют освещенный Солнцем фрагмент планеты, видимый с Земли. Смена лунных фаз обусловлена взаимным расположением Солнца, Земли и Луны. В различные отрезки времени с земной поверхности наблюдаются разные части лунного диска, освещенные солнечным светом.
В течение синодического месяца фазы последовательно сменяют друг друга — от новолуния, когда освещенность лицевой стороны лунной поверхности 0%, до 100% при полнолунии.
Наблюдатели за ночным светилом выделяют 4 основные лунные фазы:
- новолуние;
- первая четверть;
- полнолуние;
- третья четверть.
Каждая из них имеет продолжительность около 7,4 суток. Это величина непостоянная, она изменяется по причине эллиптической конфигурации лунной орбиты.
Вращение спутника
Как любой спутник, Луна вращается вокруг материнской планеты. Кроме того, сопровождая Землю, она одновременно с ней оборачивается вокруг Солнца. Осевое вращение Луны, с точки зрения наблюдателя, располагающегося на Земле, незаметно. Поэтому может появиться впечатление, что вокруг оси это тело не вращается, а, наоборот, земля вращается вокруг луны, стоящей неподвижно.
Если точку наблюдения расположить вне Земли, то можно увидеть, что спутник не только двигается по отношению к планете, но и совершает вращение вокруг оси.
Закономерность осевого вращения земного спутника заключается в том, что один полный оборот по времени точно равен длительности путешествия небесного тела по орбите. Получается, что за сутки небесное тело осуществляет полный поворот вокруг своей оси.
Аналогичный режим свойственен и спутникам других планет: Харон, сопровождающий планету Плутон, тоже всегда обращен к своей планете одним и тем же боком. По той же схеме вращаются и небесные тела, сопровождающие Марс, — Деймос и Фобос.
В научных кругах такое явление принято называть синхронным вращением или приливным захватом.
Такой режим обращения обусловливает тот факт, что при наблюдении с основного космического тела за спутником всегда на виду одна и та же его половина. В то же время с поверхности самого спутника основное небесное тело будет выглядеть висящим в небе без движения. С противоположной стороны такого спутника «материнское» небесное тело никогда не будет видно.
С явлением приливного захвата ученые связывают и способность вращения Луны влиять на климат Земли. В частности, описано явление большего количества атмосферных масс у того полушария планеты, которое обращено в данный период к естественному спутнику.
Следствием являются повышение атмосферного давления в области соответствующего полушария и последующие изменения погодных условий. Согласно гипотезам климатологов, такие «воздушные приливы» оказывают влияние и на интенсивность атмосферных осадков.
Однако дальнейший анализ данных, касающихся атмосферных осадков в течение предшествующих 15 лет, засвидетельствовал, что, хотя лунная гравитация и оказывает влияние на атмосферу, происходит это в меньшей степени, чем предполагалось учеными ранее.
Согласно мнению исследователей, по аналогичному механизму, под действием тех же сил происходят и морские приливы и отливы — их порождает влияние гравитационного поля Луны.
Сидерический месяц и синодический
Сидерический месяц — период, за который спутник Земли, совершив оборот по орбите, вновь занимает исходное положение относительно звезд. Величина этого периода времени непостоянна, что обусловлено неравенствами лунного движения (это связано с тем, что радиус эллиптической лунной орбиты в разных местах неодинаков).
Данный период может изменяться в пределах нескольких часов. Средняя продолжительность периода обращения небесного тела вокруг Земли составляет 27,322 земных суток.
Синодический месяц — отрезок времени между одинаковыми фазами Луны — также не имеет постоянного значения. Средняя длительность этого временного периода составляет 29,5 земных суток.
Источник
Орбита луны вокруг земли
Луна вращается вокруг земли и один оборот занимает примерно 29 дней. При этом она вращается не по идеальному кругу, а по эллипсу. Та траектория по которой она вращается вокруг земли называется орбитой.
За счет того, что орбита Луны эллиптическая (см. рисунок) один раз в 29 дней Луна максимально приближается к земле (Перигей) и один раз удаляется (Апогей).
Ниже ответы на интересные вопросы, которые возникают когда мы задумываемся про то, как мы видим Луну на небе.
Почему мы всегда видим одну сторону Луны?
Если задуматься это довольно странно. Ведь например, если поставить на пол футбольный мяч и начать вокруг него двигать маленький теннисный, то по мере движения теннисного мячика он будет поворачиваться разными сторонами.
Однако мы видим всегда только одну сторону. Так происходит потому, что вращаясь вокруг земли Луна при этом сама вращается вокруг своей оси и один оборот вокруг оси занимает ровно время оборота вокруг земли. Это похоже на чудо. У ученых две версии почему такое стало возможным:
- приливы, которые Земля вызывает в лунной коре;
- разница в распределении массы в оболочке луны.
Эти явления могли синхронизировать вращение луны вокруг своей оси и вокруг земли.
Обратная сторона луны никогда не освещается солнцем?
Нет. Половину лунного месяца (примерно 14 суток) одна часть луны освещена, а другая темная. Потом наоборот. При этом температура освещенной поверхности достигает 107 градусов, а неосвещенной -150 градусов по Цельсию.
Как определить номер лунного дня?
Номер лунного дня не совпадает с номером дня месяца, так как в лунном месяце 29 дней (примерно, каждый раз по разному), а в календарном от 27 до 31. Поэтому, чтобы узнать номер лунного дня вы можете использовать:
- Страница луна сегодня — номер лунного дня сегодня и завтра.
- Лунный календарь — от 1 года нашей эры до 3000 с полной информацией на каждый день.
Синодический месяц
Синодический месяц, это классический лунный месяц, к которому мы привыкли. Он равен промежутку между новолуниями. Продолжительность непостоянна; среднее значение составляет 29,5 суток.
Сидерический (звёздный) месяц
Промежуток времени между двумя последовательными возвращениями Луны, при её видимом месячном движении, в одно и то же (относительно звёзд) место небесной сферы. Продолжительность составляет 27,3216610 суток (27 суток 7 часов 43 минуты 11,51 секунды).
Источник
Луна в цифрах и фактах
Луна — единственный естественный спутник Земли и ближайшее к Земле небесное тело.
Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по эллиптической орбите против часовой стрелки.
Среднее расстояние в перигее (ближайшей к Земле точке орбиты Луны) составляет 362 тысячи километров, а среднее расстояние в апогее (самой далекой точке орбиты) равно 405 тысяч километров. Эти расстояния измеряются от центра Земли до центра Луны.
Точка апогея и вместе с ней вся орбита обращается вокруг Земли за восемь лет и 310 суток. Среднее расстояние Луны от Земли составляет 384,4 тысячи километров.
Луна совершает полный оборот вокруг Земли за период, называемый сидерическим месяцем. Сидерический месяц равен 27 суткам 7 часам 43,2 минутам. Все это время Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, что и Луна, поэтому взаимное положение трех тел повторяется не через орбитальный период Луны, а спустя примерно 53 часа после него. Поэтому полнолуние происходит через каждые 29 суток 12 часов 44,1 минуты.
Каждый солнечный год содержит 12,37 лунных месяцев.
Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца — эклиптике — примерно на 5 градусов.
Не будучи самосветящейся, Луна видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо непосредственно, либо отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны.
Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит примерно между Солнцем и Землей и обращена к Земле своей темной стороной, в это время происходит новолуние. Через семь суток Луна отходит от Солнца на 90 градусов и наступает первая четверть лунного цикла, когда освещена ровно половина диска Луны и терминатор (линия раздела светлой и темной стороны) становится прямой — диаметром лунного диска.Через 14‑15 суток наступает полнолуние. На 22‑е сутки наблюдается последняя четверть, когда Луна опять видна полукругом, обращенным выпуклостью к востоку. Через 29,5 суток вновь наступает новолуние.
Точки пересечения орбиты с эклиптикой называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18,6 года), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени (так называемый драконический месяц), более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27,21 суток; с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений.
Солнечное затмение может произойти только в новолуние и только в те моменты, когда Луна находится вблизи узла. Это случается, по меньшей мере, дважды в году. В остальных случаях Луна проходит на небе над или под Солнцем. Лунные затмения происходят только в полнолуние; при этом, как и в случае солнечных затмений, Луна должна находиться вблизи узла.
Фигура, образованная физической поверхностью Луны, очень близка к правильной сфере со средним радиусом 1737,5 километров. Центр этой фигуры сдвинут относительно центра масс Луны примерно на 2 километра в сторону Земли. Площадь поверхности лунного шара составляет около 38 миллионов квадратных километров, что составляет лишь 0,074 площади земной поверхности. Объем лунного шара равен 22 миллиардов кубических километров или 0,02 от объема Земли. Соотношение масс Луны и Земли составляет 1:81,3.
Луна оказывает влияние на Землю — ее гравитационное поле вызывает колебание уровня воды в акваториях Земли, приливы и отливы.
Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в шесть раз меньше, чем на Земле.
Первая космическая скорость для Луны — 1680 м/сек, а вторая ‑ 2375 м/сек. Вследствие малого притяжения Луна не имеет атмосферы.
Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо (отражательная способность) равно 0,073, то есть она отражает в среднем лишь 7,3% световых лучей Солнца.
Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 15 суток и столько же продолжается ночь.
Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до плюс 110 градусов Цельсия, а ночью остывает до минус 120 градусов.
Невооруженным глазом на Луне видны неправильные темноватые протяженные пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры).
По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты были изданы в 1647 году Яном Гевелием. Итальянский астроном Джованни Риччоли в 1651 году дал обширным темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее. Отдельные горы были названы именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие.
Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена Константина Циолковского, Сергея Королева, Юрия Гагарина и других.
Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках.
Ученым удалось установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла 3‑4 миллиардов лет назад.
Основными лунными породами являются морские базальты, богатые железом и титаном; материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором; алюминиевые материковые базальты ‑ возможный результат ударного плавления; магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты. Реголит (лунный грунт) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород.
Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны.
Ранее считалось, что отсутствие атмосферы и слабое притяжение делает невозможным существование молекул воды в виде жидкости или пара, а лед на открытой поверхности будет постепенно испаряться под действием солнечного ветра. В 2009 году индийский зонд Чандраян обнаружил воду в южном полушарии спутника Земли, а в 2012 году американский зонд LRO обнаружил иней в кратерах на северном полюсе.
Правовые вопросы освоения Луны регулирует Договор о космосе (Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела). Он был подписан 27 января 1967 года государствами‑депозитариями — СССР, США и Великобританией. В тот же день началось присоединение к договору других государств. Согласно ему исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, осуществляются на благо и в интересах всех стран, независимо от степени их экономического и научного развития, а космос и небесные тела открыты для всех государств без какой‑либо дискриминации на основе равенства.
Луна, в соответствии с положениями Договора по космосу, должна использоваться «исключительно в мирных целях», на ней исключается любая деятельность военного характера. Перечень видов деятельности, запрещенных на Луне, приведенный в статье IV договора, включает размещение ядерного оружия или любых других видов оружия массового уничтожения, создание военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых видов оружия и проведение военных маневров.
Часть территории Луны находится в частной собственности. Продажа участков территории естественного спутника Земли началась в 1980 году, когда американец Денис Хоуп обнаружил калифорнийский закон от 1862 года, по которому ничья собственность переходила во владение того, кто первым предъявил претензии на нее.
В подписанном 1967 году Договоре о космосе пункта о том, что космический объект не может быть приватизирован в частном порядке, не было, что позволило Хоупу оформить право собственности на Луну и все планеты Солнечной системы, исключая Землю. Он открыл в США Лунное посольство и организовал оптово‑розничную торговлю лунной поверхностью.
Чтобы стать гражданином Луны, надо приобрести себе участок, получить нотариально заверенное свидетельство о праве собственности, лунную карту с обозначением участка, его описание. Оформить лунное гражданство можно за отдельные деньги, приобретя лунный паспорт. Стандартный участок на Луне имеет площадь 1 акра (чуть больше 40 соток).
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Источник