додати матеріал

приховати рекламу

Місяць

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

1. Міфологічна історія Місяця.

Місяць у римській міфології є богинею нічного світла. Місяць мала кілька святилищ, одне разом з богом сонця. У єгипетській міфології богиня місяця - Тефнут і її сестра Шу - одне з втілень сонячного начала, були близнюками. В індоєвропейській і балтійської міфології широко поширений мотив залицяння місяці за сонцем і їх весілля: після весілля місяць залишає сонце, за що йому мстить бог-громовержець і розрубує місяць навпіл. В іншій міфології місяць, що жив на небі разом зі своєю дружиною-сонцем, пішов на землю подивитися, як живуть люди. На землі за місяцем погналася Хоседем (зле жіноче міфологічна істота). Місяць, квапливо повертається до сонця, тільки наполовину встигло увійти в його чум. Сонце схопило його за одну половину, а Хоседем за іншу і почали тягнути його в різні боки, поки не розірвали навпіл. Сонце намагалося потім оживити місяць, що залишився без лівої половини і тим самим без серця, пробувало зробити йому серце з вугілля, гойдало його в колисці (шаманський спосіб воскресіння людини), але все було марно. Тоді сонце звеліло місяцю, щоб він світил вночі залишилася у нього половиною. У вірменській міфології Лусіне ("місяць") - молодий хлопець попросив у матері, яка тримала тісто, булочку. Розсерджена мати дала ляпас Лусіне, від якої він злетів на небо. До цих пір на його обличчі видно сліди тесту. За народними повір'ями, фази місяця пов'язані з циклами життя царя Лусіне: молодик - з його юністю, повний місяць - зі зрілістю; коли місяць убуває і з'являється півмісяць, настає старість Лусіне, який потім іде в рай (вмирає). З раю він повертається відродженим.

Відомі також міфи про походження місяця з частин тіла (частіше всього з лівого і правого ока). У більшості народів світу є особливі Місячні міфи, що пояснюють виникнення плям на місяці, частіше за все тим, що там знаходиться особлива людина ("місячний людина" або "місячна жінка"). Божеству місяця багато народів надають особливого значення, вважаючи, що воно дає необхідні елементи для всього живого.

Рух місяця.

Видимий рух Місяця на тлі зірок є наслідок дійсного руху Місяця навколо Землі. Місяць протягом зоряного місяця переміщається серед зірок завжди в одну і ту ж сторону - з заходу на схід, або прямим рухом. Видимий шлях Місяця на небі - не замикається крива, постійно змінює своє положення серед зірок зодіакальних сузір'їв. Видимий рух Місяця супроводиться неперервною зміною її зовнішнього вигляду, що характеризується фазою Місяця (Фаза Ф дорівнює відношенню найбільшої ширини освітленої частини d `місячного диска до його діаметру d).

Місяць рухається навколо Землі із середньою швидкістю 1,02 км / сек по приблизно еліптичній орбіті в тім же напрямку, у якому рухається переважна більшість інших тіл Сонячної системи, тобто проти годинникової стрілки, селі дивитися на орбіту Місяця з боку Північного полюса світу. Велика піввісь орбіти Місяця, рівний середній відстані між центрами Землі і Місяця, складає 384 400 км (приблизно 60 земних радіусів). Внаслідок еліптичності орбіти і збурювань відстань до Місяця коливається між 356 400 і 406 800 км. Період обертання Місяця навколо Землі, так називаний сидеричний (зоряний) місяць дорівнює 27,32166 доби, але підданий невеликим коливанням і дуже малому віковому скороченню. Рух Місяця навколо Землі дуже складно, і його вивчення складає одну з найскладніших задач небесної механіки. Еліптичний рух являє собою лише грубе наближення, на нього накладаються багато збурювань, обумовлені притяганням Сонця, планет і сплюснутістю Землі. Найголовніші з цих збурювань, чи нерівностей, минулого відкриті зі спостережень задовго до теоретичного висновку їх із закону всесвітнього тяжіння. Притягання Місяця Сонцем у 2,2 рази сильніше, ніж Землею, так що, строго кажучи, слід було б розглядати рух Місяця навколо Сонця і збурювання цього руху Землею. Однак, оскільки дослідника цікавить рух Місяця, яким воно видно з Землі, гравітаційна теорія, що розробляли багато найбільших учених, починаючи з І. Ньютона, розглядає рух Місяця саме навколо Землі. У 20 столітті користаються теорією американського математика Дж. Хилла, на основі, якої американський астроном Е. Браун обчислив (1919) математичні, ряди і склав таблиці, що містять широту, довготу і паралакс Місяця. Аргументом служить час.

Площина орбіти Місяця нахилена до екліптики під кутом 5про8 "43", підданим невеликим коливанням. Точки перетину орбіти з екліптикою, називаються висхідним і спадним вузлами, мають нерівномірний зворотній рух і роблять повний оборот по екліптиці за 6794 доби (близько 18 років), унаслідок чого Місяць повертається до тому самому вузла через інтервал часу - так званий драконічний місяць, - більш короткий, чим сидеричний і в середньому рівний 27.21222 доби, з цим місяцем зв'язана періодичність сонячних і місячних затемнень. Місяць обертається навколо осі, нахиленої до площини екліптики під кутом 88 ° 28 ', з періодом, точно рівним сидеричному місяцю, унаслідок чого вона повернена до Землі завжди однієї і тією ж стороною. Такий збіг періодів осьового обертання й орбітального звертання не випадково, а викликана тертям припливів, що Земля робила у твердій чи ніколи рідкій оболонці Місяця. Однак сполучення рівномірного обертання з нерівномірним рухом по орбіті викликає невеликі періодичні відхилення від незмінного напрямку до Землі, що досягають 7 ° 54 'по довготі, а нахил осі обертання Місяця до площини її орбіти обумовлює відхилення до 6 ° 50' по широті, унаслідок чого в різний час із Землі можна бачити до 59% всієї поверхні Місяця (хоча області біля країв місячного диска видні лише в сильному перспективному ракурсі); такі відхилення називаються лібрацією Місяця. Площини екватора Місяця, екліптики і місячної орбіти завжди перетинаються по однієї прямої (закон Кассіні).

Форма Місяця.

У деякі дні Місяць зовсім не видно на небі. В інші дні вона має вигляд вузького серпа, півкола і повного кола. Місяць подібно до Землі є темним, непрозорим круглим тілом. Форма Місяця дуже близька до кулі з радіусом 1737 км, що дорівнює 0,2724 екваторіального радіуса Землі. Площа поверхні Місяця складає 3,8 * 107 км2, а обсяг 2,2 * 10 25 см 3. Більш детальне визначення фігури Місяця утруднене тим, що на Місяці, через відсутність океанів, немає явно вираженої вирівняній поверхні по відношенню, до якої можна було б визначити висоти і глибини; крім того, оскільки Місяць повернений до Землі однією стороною, вимірювати з Землі радіуси крапок поверхні видимої півкулі Місяця (крім крапок на самому краї місячного диска) представляється можливим лише на підставі слабкого стереоскопічного ефекту, обумовленого лібрацією. Вивчення либрации дозволило оцінити різницю головних півосей еліпсоїда Місяця. Полярна вісь менше екваторіальної, спрямованої убік Землі, приблизно на 700 м і менше екваторіальній осі, перпендикулярної напрямку на Землю, на 400 м. Таким чином, Місяць під впливом приливних сил, небагато витягнутий убік Землі. Маса Місяця точніше всього визначається зі спостережень її штучних супутників. Вона в 81 разів менше маси землі, що відповідає 7.35 * 1025 р. Середня щільність Місяця дорівнює 3,34 р. см3 (0.61 середньої щільності Землі). Прискорення сили тяжіння на поверхні Місяця в 6 разів більше, ніж на Землі, складає 162.3 см. сек2 і зменшується на 0.187 див. сек2 при підйомі на 1 кілометр. Перша космічна швидкість 1680 м / сек, друга 2375 м / сек. Унаслідок малого притягання Місяць не зміг удержати навколо себе газової оболонки, а також воду у вільному стані.

Фази Місяця.

Різні видимі форми Місяця називаються її фазами. Повний цикл фаз закінчується і починає повторюватися через кожні 29,59 діб.

Не будучи самосвітної, Місяць видний тільки в тій частині, куди падають сонячні промені, або промені, відбиті Землею. Цим пояснюються фази Місяця. Через віддаленість Сонця сонячні промені, що падають на Місяць, майже паралельні і завжди висвітлюють рівно половину Місячного кулі; інша його половина залишається темною. До Землі звичайно звернені частина світлого півкулі і частина темного, тому Місяць найчастіше здається нам неповним колом. Лінія, що відокремлює темну частину диска Місяця від світлої, називається термінатором і завжди є напівеліпса. Кут між напрямками від Сонця до Місяця і від Місяця до Землі називається фазовим кутом. Розрізняються чотири основні фази Місяця, які поступово переходять одна в іншу в наступній послідовності: молодик, перша чверть, повний місяць і остання чверть.

Кожен місяць Місяць, рухаючись по орбіті, проходить між Землею і Сонцем і звернена до нас темною стороною, у цей час відбувається молодик. Через 1 - 2 дні після цього на західній частині неба з'являється вузький яскравий серп молодого Місяця. Інша частина місячного диска буває в цей час слабко освітлена Землею, поверненої до Місяця своєю денною півкулею. Тоді люди кажуть, що "нова Місяць знаходиться в руках старої". Місячний серп, звернений опуклістю до Сонця, день від дня поступово розширюється. Через 7 діб після молодика Місяць приймає форму півкола і відходить від Сонця на 900, настає перша чверть, коли освітлена рівно половина диска Місяця і термінатор, тобто лінія розділу світлої і темної сторони, стає прямої - діаметром місячного диска. У наступні дні термінатор стає опуклим, вид Місяця наближається до світлого кола і через 14 - 15 доби настає повня.

Повна Місяць видно на небі всю ніч; сходить вона приблизно під час заходу Сонця, а заходить - близько моменту його сходу.

На 22-а доба спостерігається остання чверть. Кутова відстань Місяця від сонця зменшується, вона знову стає серпом і через 29.5 доби знову настає молодик. Проміжок між двома послідовними молодиками називається синодичним місяцем, що має середню тривалість 29.5 доби. Синодичний місяць більше сидеричного, тому що Земля за цей час проходить приблизно 113 своєї орбіти і Місяць, щоб знову пройти між Землею і Сонцем, повинна пройти додатково ще 113-у частину своєї орбіти, на що витрачається не набагато більше 2 доби. Астрономи розрізняють ще драконічний і Аномалістичний місяці. Драконічний місяць - це період обертання Місяця відносно вузлів її орбіти, тобто точок перетину нею площини екліптики. Він грає важливу роль при передобчислювання сонячних і місячних затемнень. Аномалістичний місяць - це період обертання Місяця відносно перигея, найближчої до Землі точці її орбіти.

Якщо молодик відбувається поблизу одного з вузлів місячної орбіти, відбувається сонячне затьмарення, а повня біля вузла супроводжується місячним затемненням. Легко спостерігається система фаз Місяця послужила основою для ряду календарних систем.

4. Покриття світил Місяцем.

При русі навколо Землі Місяць проходить перед більш далекими світилами і своїм диском може їх заступити. Це явище носить загальну назву покриттів світил Місяцем. Визначення точних моментів початку і кінця покриттів має велике значення для вивчення руху Місяця і форми її диска. Найчастіше відбуваються покриття зірок, рідше трапляються покриття планет.

4.1. Сонячні затемнення.

Сонце в 400 разів більший за Місяць і приблизно в 400 разів далі від нас, ніж Місяць. Завдяки цьому випадковим збігом, розміри Сонця і Місяця, як ми бачимо їх на небі, здаються нам майже однаковими. Внаслідок цього Місяць може повністю закрити від нас Сонце, якщо, рухаючись по своїй орбіті, вона опиниться в точності між Сонцем і Землею. Коли Земля, Місяць і Сонце виявляються точно на одній прямій, настає повне сонячне затемнення. Кожен місяць, в молодика, Місяць проходить в просторі між Сонцем і Землею, але вибудовування точно на одній прямій, яка необхідна для сонячного затемнення, відбувається не так часто. І навіть коли це трапляється, на поверхні Землі є лише довга, вузька область, звідки можна спостерігати повне сонячне затемнення. Смуга сонячного затемнення ніколи не буває ширше 264 км, але в довжину може тягнутися на тисячі кілометрів. Повне сонячне затемнення може спостерігатися в одному місці Землі не більше восьми хвилин. Повне сонячне затемнення - видовище настільки драматичне, що деякі люди готові перетнути половину земної кулі спеціально, щоб його побачити. Починається сонячне затемнення з того, що передній край Місяця злегка накриває сонячний диск. Виглядає це так, наче від Сонця відкусили шматочок. У цей час спостерігається лише часткове затемнення Сонця. При деяких сонячних затемнення сяюче кільце Сонця залишається видимим навколо всього темного диска Місяця. Справа в тому, що відстані між Землею і Сонцем і між Землею і Місяцем, хоча і в невеликих межах, але все таки змінюються. Якщо Місяць трохи далі від Землі, ніж у середньому, її кутовий розмір стає менше, а якщо Земля трохи ближче до Сонця, ніж у середньому, кутовий розмір Сонця трохи збільшується. І якщо все це трапляється в той час, коли має спостерігається повне сонячне затемнення, Місяць виявляється досить великий, щоб цілком закрити Сонце. При сонячному кільцеподібному затьмаренні небо залишається світлим і сонячна корона не видно. Затемнення сонця можуть відбуватися тільки під час молодика.

Світить повний Місяць. "Що це вона сьогодні надзвичайно яскрава?" - Подумали ви, глянули і побачили: по лівому краю її сріблястого диска ніби хтось мазнув червоною фарбою. Почалося місячне затемнення. Протягом години щось кругле й червоне, наче великий диск пофарбованого скла, поступово накочує на нічне світило, поки все воно не сховається в цій червоності. І довго ще Місяць буде залишатися в такому вигляді, а потім червоний коло почне сповзати з її правого краю. Різні почуття викликає місячне затемнення. Можна милуватися мідно-червоним диском Місяця, голубуватим обідком по краю тіні, радіючи з того, яке нині видалося світле і яскраве затемнення. За старих часів темно-Богрова, криваве місячне "затміще" пугало. Не кажучи вже про ті випадки, коли Місяць, на подив і тривогу очевидців, взагалі зникла з неба! А раптом назавжди?!

Давні мешканці Південної Америки інки думали, що Місяць почервоніла від хвороби і якщо вона помре, то, мабуть, зірветься з неба і впаде. Знаючи, що Місяць - велика приятелька собак, інки тягали псів за вуха, волаючи: "Матінка Місяць, матінка Місяць!". Бідна Місяць, зачувши виски і благання, збирала всі свої сили, щоб перемогти хворобу і воскреснути з колишньою яскравістю.

Норманнам ж уявлялося, що червоний вовк Мангарм знову осмілів і напав на Місяць. Відважні воїни, звичайно, розуміли, що не можуть заподіяти шкоди небесному хижакові, але, знаючи, що вовки не виносять шуму, кричали, свистіли, били в барабани. Шумова атака тривала 2-3 години без перерви.

А в Центральній Азії затемнення проходило в повній тиші. Люди байдуже дивилися, як злий дух Раху проковтує Місяць. Ніхто не галасував і не махав руками. Відомо, що добрий дух Очервані колись відсік демону полтуловіща і Місяць, пройшовши крізь Раху, як через рукав, засвітить знову.

На Русі завжди вважалося, що затемнення віщує біду: "Місяць загине і бути крові". І згадує літописець, як хитали головами мудрі старі люди і рекли: "Не благо є таке затемнення".

Місячні затемнення.

Земля відкидає в просторі довгу тінь, загороджуючи світло Сонця. Коли Місяць потрапляє в тінь Землі, відбувається місячне затемнення. Якби під час місячного затемнення ми перебували на Місяці, то побачили б, що Земля проходить перед Сонцем, закриваючи його. Нерідко при цьому Місяць залишається слабо видимою, світися тьмяним червонуватим світлом. Так як Місяць рухається із заходу на схід, то першим входить в земну тінь лівий край Місяця. На ньому з'являється збиток, який поступово збільшується, і видимий диск Місяця приймає форму серпа. Якщо Місяць повністю увійде у земну тінь, то відбудеться повне затемнення Місяця, якщо в тіні виявиться тільки частина Місяця, то затемнення буде приватним. Повне місячне затемнення може тривати до 1 години 44 хвилин. Повного або приватному місячним затемненню передує (і завершує їх) напівтіньове місячне затемнення, коли Місяць проходить крізь земну півтінь. Місячні затемнення можуть відбуватися тільки під час повних місяців. На відміну від сонячних, місячні затемнення можна спостерігати з будь-якого місця на Землі, де Місяць знаходиться над горизонтом.

Повні Місячні Затемнення

1995 - 2005 рр..

Дата Тривалість

4 квітня 1 год 24 хв

1996 27 вересня 1 год 12 хв

1997 16 1 вересня год 6 хв

2000 21 1 січня год 16 хв

2000 16 1 липня год

2001 9 січня 1930 хв

2003 16 травня 1926 хв

2004 4 травня 1938 хв

2004 28 жовтня 1940 хв

Урожайна Місяць.

Щоосені в північній півкулі наступає повний місяць, найближчим до дня осіннього рівнодення, 23 вересня, і відоме в народі під назвою "урожайна луна". Кілька днів поспіль Місяць сходить майже в один і той же час кожен вечір, як раз на заході Сонця. Так що коли день закінчується, фермери мають можливість продовжувати збиральні роботи при світлі Місяця - тому і називали цей час днями "врожайною місяця". Коли Місяць стоїть низько над горизонтом, вона здається більше, але це всього лише зорова ілюзія.

Затемнення в колишні часи.

У давнину затемнення Сонця і Місяця надзвичайно цікавили людей. Філософи Стародавньої Греції були переконані, що Земля є кулею, оскільки вони помітили, що тінь Землі, що падає на Місяць, завжди має форму кола. Більше того, вони підрахували, що Земля приблизно втричі більший за Місяць, просто виходячи з тривалості затемнень. Дані археології дозволяють припустити, що багато древніх цивілізацій намагалися передбачати затемнення. Результати спостережень в Стоунхендж, в Південній Англії, могли давати можливість людям пізнього кам'яного віку, 4000 років тому, передбачати деякі затемнення. Вони вміли обчислювати час приходу літнього та зимового сонцестояння. У Центральній Америці 1000 років тому астрономи майя могли передбачати затемнення, вибудовуючи довгий ряд спостережень і відшукуючи повторювані поєднання факторів. Майже однакові затемнення повторюються кожні 1954 34 дні.

4.4. Як часто ми можемо бачити затемнення.

Хоча Місяць проходить по своїй орбіті навколо Землі раз на місяць, затемнення не можуть відбуватися щомісяця з-за того, що площина орбіти Місяця нахилена відносно площини орбіти Землі навколо Сонця. Найбільше, за рік може відбутися сім затемнень, з яких два або три повинні бути місячними. Сонячні затемнення відбуваються тільки в молодика, коли Місяць знаходиться в точності між Землею і Сонцем. Місячні ж затемнення завжди бувають в повний місяць, коли Земля знаходиться між Землею і Сонцем. За все життя ми можемо сподіватися побачити 40 місячних затемнень (за умови, що небо буде ясним). Спостерігати сонячні затемнення важко через вузькість смуги затемнень Сонця.

Вінці.

Часто, глянувши на Місяць, просвічує через перисті хмари або прозору серпанок, можна побачити, що її диск оточений невеликими райдужними кільцями. Ці кільця називають вінцями. Вони утворюються внаслідок дифракції світла на найдрібніших крапельках води. Чим більше краплі, тим менше діаметр вінців. Здавна люди помітили, що малі вінці віщують дощ, а великі - поліпшення погоди. А ще в народі про це явище говорять "місяць в теремі".

Поверхня Місяця.

Атмосфери на Місяці немає. Небо над Місяцем завжди чорне, навіть серед дня, тому що для розсіювання сонячного світла і освіти блакитного неба, як на Землі, необхідне повітря, який там відсутній. Звукові хвилі у вакуумі не поширюються, так що на Місяці панує повна тиша. Погоди теж немає, дощ, річки і лід не формують місячного ландшафту, як це відбувається на нашій планеті. У денний час температура місячної поверхні під прямими променями Сонця піднімається значно вище точки кипіння води. Щоб захиститися від нестерпної спеки, люди, які прибули на Місяць для проведення досліджень, носять спеціальні космічні костюми, всередині яких знаходиться повітря і підтримується звичні для людини фізичні параметри. А по ночах температура на Місяці падає до 1500 нижче точки замерзання води.

Астрономічні спостереження вказують на пористий характер місячного поверхневого матеріалу. Зразки доставленого на Землю місячного грунту схожі по складу на земні породи. Моря складені з базальтів, континенти з анортозитів (силікатна порода, збагачена оксидами алюмінію). Зустрічається особливий тип порід, збагачених калієм і рідкісноземельними елементами. Вік місячних вивержених гірських порід дуже високий, їх кристалізація відбувалася чотири мільярди років тому, найбільш древні зразки мають вік 4,5 мільярда років. Характер місячної поверхні (наявність оплавлених частинок і уламків) свідчать про безперервну метеоритного бомбардування, але швидкість руйнування нею поверхні невелика, близько 10 -7 см / рік.

Поверхня Місяця досить темна, її альбедо дорівнює 0.073, тобто вона відбиває в середньому лише 7.3% світлових променів Сонця. Візуальна зоряна величина повного Місяця на середній відстані дорівнює - 12.7; вона посилає в повню на Землю в 465 000 разів менше світла, ніж Сонце. У залежності від фаз, ця кількість світла зменшується набагато швидше, ніж площа освітленої частини Місяця, так що коли Місяць знаходиться у чверті, і ми бачимо половину її диска світлої, вона посилає нам не 50%, а лише 8% світла від повного Місяця. Показник кольору місячного світла дорівнює + 1.2, тобто він помітно червоно сонячного. Місяць обертається щодо Сонця з періодом, рівним синодичному місяцю, тому день на Місяці триває майже 1.5 доба і стільки ж продовжується ніч. Не будучи захищена атмосферою, поверхня Місяця нагрівається вдень до + 1100С, а вночі остигає до-1200С, проте, як показали радионаблюдения, ці величезні коливання температури проникають усередину лише на кілька дециметрів унаслідок надзвичайно слабкої теплопровідності поверхневих шарів. З тієї ж причини і під час повних місячних затемнень нагріта поверхня швидко прохолоджується, хоча деякі місця довше зберігають тепло, імовірно, унаслідок великої теплоємності (так звані "гарячі плями").

Навіть неозброєним оком на Місяці видні неправильні протяжні темнуваті плями, які були прийняті за моря; назва збереглася, хоча і було встановлено, що ці утворення нічого загального з земними морями не мають. Телескопічні спостереження, яким поклали початок у 1610 М. Галилей, дозволили знайти гористу будівлю поверхні Місяця. З'ясувалося, що моря - це рівнини більш темного відтінку, чим інші області, іноді називані континентальними (чи материковими), що буяють горами, більшість яких має кільцеподібну форму (кратери). Великі світлі ділянки місячної поверхні, звані материками, займають близько 60% видимого із Землі диска. Це нерівні, гористі райони. Інші 40% поверхні - моря, рівні гладкі області. Материки пересічені гірськими хребтами. Вони розташовані головним чином вздовж "узбереж" морів. Найбільша висота місячних гір досягає 9 км.

За багаторічними спостереженнями були складені докладні карти Місяця. Перші такі карти видав у 1647 Я. Гевелій в Ланцеті (Гданськ). Зберігши термін "моря", він привласнив назви також і найголовнішим місячним хребтам - по земним аналогічним утворенням: Апенніни, Кавказ, Альпи, Алтай. Дж. Риччоли в 1651г. дав великим темним низменностям фантастичні назви: Океан Бур, Море Криз, Море Спокою, Море Дощів і так далі, що менше примикають до морів темні області він назвав затоками, наприклад, Залив Веселки, а невеликі неправильні плями - болотами, наприклад Болото Гниття. Окремі гори, головним чином кільцеподібні, він назвав іменами видатних учених: Коперник, Кеплер, Тихо Бразі й іншими. Ці назви збереглися на місячних картах і понині, причому додано багато нових імен видатних людей, учених більш пізнього часу. На картах зворотної сторони Місяця, складених за спостереженнями, виконаним з космічних зондів і штучних супутників Місяця, з'явилися імена К. Е. Ціолковського, С. П. Корольова, Ю. А. Гагаріна й інших. Докладні і точні карти Місяця були складені за телескопічними спостереженнями в XIX столітті німецькими астрономами И. Медлером, Й. Шмідтом та інших Карти складалися в ортографической проекції для середньої фази либрации, тобто приблизно такими, який Місяць видний із Землі. У кінці XIX століття почалися фотографічні спостереження Місяця.

У 1896-1910 великий атлас Місяця був виданий французькими астрономами М. Леви і П. П'єзо по фотографіях, отриманим на Паризькій обсерваторії; пізніше фотографічний альбом Місяця виданий Лікської обсерваторією в США, а в середині 20 століття Дж. Койпер (США) склав кілька детальних атласів фотографій Місяця, отриманих на великих телескопах різних астрономічних обсерваторій. За допомогою сучасних телескопів на Місяці можна помітити, але не розглянути кратери розміром близько 0,7 кілометрів і тріщини шириною в перші сотні метрів. Зворотний бік Місяця має певні відмінності від сторони, зверненої до Землі. Низинні райони на зворотному боці Місяця представляють собою не темні, а світлі області, і вони, на відміну від звичайних морів, були названі талассоідамі (мореподобнимі). На видимій із Землі стороні низовини залиті темної лавою; на зворотному боці цього не сталося, за винятком окремих дільниць. Пояс морів триває на зворотному боці талассоідамі. Кілька невеликих темних областей (подібних звичайним морів), знайдених на зворотному боці, розташовані в центрі талассоідов.

Рельєф місячної поверхні.

Рельєф місячної поверхні був в основному з'ясований у результаті багаторічних телескопічних спостережень. "Місячного моря", що займають близько 40% видимої поверхні Місяця, являють собою рівнинні низовини, пересічені тріщинами і невисокими звивистими валами; великих кратерів на морях порівняно мало. Багато морів оточені концентричними кільцевими хребтами. Інша, більш світла поверхня покрита численними кратерами, кільцеподібними хребтами, борознами і так далі. Кратери менш 15-20 кілометрів мають просту чашоподібну форму, більш великі кратери (до 200 кілометрів) складаються з округлого вала з крутими внутрішніми схилами, мають порівняно плоске дно, більш заглиблене, чим навколишня місцевість, часто з центральною гіркою. Висоти гір над навколишньою місцевістю визначаються по довжині тіней на місячній чи поверхні фотометричним способом. Таким шляхом були складені гіпсометричні карти масштабу 1: 1 000000 на велику частину видимої сторони. Однак абсолютні висоти, відстані крапок поверхні Місяця від центра чи фігури маси Місяця визначаються дуже невпевнено, і засновані на них гіпсометричні карти дають лише загальне уявлення про рельєф Місяця. Набагато докладніше і точніше вивчений рельєф крайової зони Місяця, що, в залежності від фази либрации, обмежує диск Місяця. Для цієї зони німецький учений Ф. Хайн, радянський вчений А. А. Нефедьєв, американський учений Ч. Уотс склали гіпсометричні карти, які використовуються для обліку нерівностей краю Місяця при спостереженнях з метою визначення координат Місяця (такі спостереження виробляються меридіанними колами і по фотографіях Місяця на тлі навколишніх зірок, а також за спостереженнями покрить зірок). Мікрометричними вимірами визначені стосовно місячного екватора і середнього меридіана Місяця селенографічні координати декількох основних опорних точок, які служать для прив'язки великого числа інших крапок поверхні Місяця. Основною вихідною точкою при цьому є невеликої правильної форми і добре видимий біля центра місячного диска кратер Местинг. Структура поверхні Місяця був в основному вивчена фотометричними і поляриметричними спостереженнями, доповненими радіоастрономічними дослідженнями.

Місячні кратери.

Кратери на місячній поверхні мають різний відносний вік: від древніх, ледь помітних, сильно перероблених утворень до дуже чітких в обрисах молодих кратерів, іноді оточених "світлими променями". При цьому молоді кратери перекривають більш древні. В одних випадках кратери врізані в поверхню місячних морів, а в інших - гірські породи морів перекривають кратери. Тектонічні розриви те розсікають кратери і моря, те самі перекриваються більш молодими утвореннями. Ці й інші співвідношення дозволяють установити послідовність виникнення різних структур на місячній поверхні; у 1949 радянський вчений А. В. Хабаков розділив місячні утворення на кілька послідовних вікових комплексів. Подальший розвиток такого підходу дозволило до кінця 60-х років скласти середньомасштабні геологічні карти на значну частину поверхні Місяця. Абсолютний вік місячних утворень відомий поки лише в декількох точках, але, використовуючи деякі непрямі методи, можна встановити, що вік найбільш молодих великих кратерів складає десятки і сотні мільйонів років, а основна маса великих кратерів виникла в "до морської" період, 3-4 млрд. років тому.

В утворенні форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, так і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що незабаром після її утворення надра були розігріті радіоактивним теплом і значною мірою розплавлені, що привело до інтенсивного вулканізму на поверхні. У результаті утворилися гігантські лавові полючи і деяка кількість вулканічних кратерів, а також численні тріщини, уступи й інше. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах випадала величезна кількість метеоритів і астероїдів - залишків протопланетного хмари, при вибухах яких виникали кратери - від мікроскопічних лунок до кільцевих структур поперечником у багато десятків, а можливо і до декількох сотень кілометрів. Через відсутність атмосфери і гідросфери значна частина цих кратерів збереглася до наших днів. Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканізм також в основному припинився, оскільки Місяць витратив багато теплової енергії, а радіоактивні елементи були винесені в зовнішні шари Місяця. Про залишковий вулканізм свідчать витікання вуглецевих газів у місячних кратерах, спектрограми яких були вперше отримані радянським астрономом Н. А. Козирєв.

Лавові потоки і нищівні удари.

Найбільш древні камені на Місяці знаходяться в гірських районах. Вік порід, взятих з морів застиглої лави, значно менше. Коли Місяць був зовсім молодий, її зовнішній шар був рідким з-за дуже високої температури. У міру того як Місяць остигала, формувався її зовнішній покрив або кора, частини якої знаходяться тепер в гірських районах. У наступні півмільярда років місячна кора піддавалася безперервної бомбардуванню астероїдами, тобто маленькими планетами, і гігантськими каменями, що виникли при формуванні Сонячної системи. Після найсильніших ударів на поверхні залишалися величезні вм'ятини, поступово перетворювалися в моря. Подібної ж бомбардуванню піддавалися й планети, але на Землі майже всі сліди цих катаклізмів зникли завдяки ерозії. У міру того як зовнішні шари Місяця продовжували остигати, внутрішні її області під впливом радіоактивності розігрівалися. У проміжках між 4,2 і 3,1 млрд років тому лава витікала через отвори в корі, затоплюючи кругові басейни, що залишилися на поверхні після ударів колосальної сили. Лава була зовсім рідкої і, затоплюючи обширні плоскі кругові території, створювала місячні моря. Так що Галілей був частково має рацію, коли назвав ці ділянки Місяця "морями", оскільки вони являють собою затверділі океани породи, яка колись була рідкою. Закінчення лави тривало близько мільярда років. Ми дізналися про це завдяки вивченню віку каменів. Близько двох мільярдів років тому вулканічна діяльність на Місяці підійшла до завершення. Зовнішні шари породи стали досить потужними, щоб витримувати натиск лави, не випускаючи її на поверхню. З цього часу всі зміни поверхні Місяця відбувалися тільки за рахунок ударів падаючих на неї тел. Кратери великого розміру та відходять у сторони променями - це результат дуже сильних ударів, від яких виникали вибухи; уламки породи розносилися радіально на сотні кілометрів. Зіткнення з більш дрібними шматками породи приводили до розламування поверхні, до вибивання в ній кратерів меншої величини.

Походження Місяця.

Походження Місяця остаточно ще не встановлено. Найбільш розроблені три різні гіпотези. В кінці XIX ст. Дж. Дарвін висунув гіпотезу, згідно з якою Місяць і Земля спочатку складали одну загальну розплавлену масу, швидкість обертання якої збільшувалася в міру її остигання і стиску; в результаті ця маса розірвалася на дві частини: велику - Землю і меншу - Місяць. Ця гіпотеза пояснює малу щільність Місяця, утвореної з зовнішніх шарів первісної маси. Однак вона зустрічає серйозні заперечення з погляду механізму подібного процесу; крім того, між породами земної оболонки і місячних порід є істотні геохімічні розходження.

Гіпотеза захоплення, розроблена німецьким ученим К. Вейцзеккером, шведським ученим Х. Альфвеном і американським ученим Г. Юри, припускає, що Місяць спочатку була малою планетою, яка при проходженні поблизу Землі в результаті впливу тяжіння останньої перетворилася в супутник Землі. Імовірність такої події дуже мала, і, крім того, в цьому випадку слід було б очікувати більшого розходження земних і місячних порід.

Відповідно до третьої гіпотези, що розроблялася радянськими вченими - О. Ю. Шмідтом і його послідовниками в середині XX століття, Місяць і Земля утворилися одночасно шляхом об'єднання й ущільнення великого роя дрібних часток. Але Місяць у цілому має меншу щільність, чим Земля, тому речовина протопланетного хмари мало розділитися з концентрацією важких елементів у Землі. У зв'язку з цим виникло припущення, що першою почала формуватися Земля, оточена могутньою атмосферою, збагаченої відносно летучими силікатами; при наступному охолодженні речовина цієї атмосфери сконденсировалось в кільце планетезималей, з яких і утворився Місяць. Остання гіпотеза на сучасному рівні знань (70-і роки 20 століття) представляється найбільш кращої. Не так давно виникла четверта теорія, яка і прийнята зараз як найбільш правдоподібна. Це гіпотеза гігантського зіткнення. Основна ідея полягає в тому, що, коли планети, які ми бачимо тепер, тільки ще формувалися, якесь небесне тіло завбільшки з Марс з величезною силою врізалося в молоду Землю під ковзаючим кутом. При цьому більш легкі речовини зовнішніх шарів Землі повинні були б відірватися від неї і розлетітися в просторі, утворивши навколо Землі кільце з уламків, в той час як ядро ​​Землі, що складається з заліза, збереглося б в цілості. Зрештою, це кільце з уламків злиплося, утворивши Місяць. Теорія гігантського зіткнення пояснює, чому Земля містить велику кількість заліза, а на Місяці його майже немає. Крім того, з речовини, яка повинна була перетворитися на Місяць, в результаті цього зіткнення виділилося багато різних газів - зокрема кисень.

Новий етап дослідження Місяця.

Не дивно, що перший політ космічного апарата вище навколоземної орбіти був спрямований до Місяця. Ця честь належить радянському космічному апарату "Місяць-l", запуск якого був здійснений 2 січня 1958 року. Відповідно до програми польоту через кілька днів він пройшов на відстані 6000 кілометрів від поверхні Місяця. Пізніше в тому ж році, в середині вересня подібний апарат серії "Місяць" досяг поверхні природного супутника Землі.

Ще через рік, у жовтні 1959 року автоматичний апарат "Місяць-3", оснащений апаратурою для фотографування, провів зйомку зворотної сторони Місяця (близько 70% поверхні) і передав її зображення на Землю. Апарат мав систему орієнтації з датчиками Сонця і Місяця і реактивних двигунів, що працювали на стиснутому газі, систему керування і терморегулювання. Його маса 280 кілограм. Створення "Місяця-3" було технічним досягненням для того часу, принесло інформацію про зворотну сторону Місяця: виявлені помітні розходження з видимою стороною, насамперед відсутність протяжних місячних морів.

У лютому 1966 року апарат "Місяць-9" доставив на Місяць автоматичну місячну станцію, що зробила м'яку посадку на місячну поверхню в Океані Бур, на захід від кратерів Марій і Рейнер, і передала на Землю кілька панорам прилеглої поверхні - похмурої кам'янистої пустелі. Система керування забезпечувала орієнтацію апарата, включення гальмової ступіні по команді від радіолокатора на висоті 75 кілометрів над поверхнею Місяця і відділення станції від її безпосередньо перед падінням. Амортизація забезпечувалася надувним гумовим балоном. Маса "Місяця-9" близько 1800 кілограм, маса станції близько 100 кілограм.

Наступним кроком у радянській місячній програмі були автоматичні станції "Місяць-16, -20, -24", призначені для забору грунту з поверхні Місяця і доставки його зразків на Землю. Їхня маса була близько 1900 кілограм. Крім гальмової рухової установки і чотирипалі посадкового пристрою, до складу станцій входили грунтозабірний пристрій, злітна ракетна ступінь з апаратом для доставки грунту. Польоти відбулися в 1970, 1972 і 1976 роках, на Землю були доставлені невеликі кількості грунту.

Ще одну задачу вирішували "Луна-17, -21" (1970, 1973 року). Вони доставили на Місяць самохідні апарати - місяцеходи, керовані з Землі по стереоскопічному телевізійному зображенню поверхні. "Місяцехід-1" пройшов шлях близько 10 кілометрів за 10 місяців, "Місяцехід-2" - близько 37 кілометрів за 5 міс. Крім панорамних камер на місяцеходах були встановлені: грунтозабірний пристрій, спектрометр для аналізу хімічного складу грунту, вимірник шляху. Маси місяцеходів 756 і 840 кг.

Космічні апарати "Рейнджер" розроблялися для одержання знімків під час падіння, починаючи з висоти близько 1600 кілометрів до кількох сотень метрів над поверхнею Місяця. Вони мали систему триосьової орієнтації і були оснащені шістьма телевізійними камерами. Апарати при посадці розбивалися, тому одержувані зображення передавалися відразу ж, без запису. Під час трьох удалих польотів були отримані великі матеріали для вивчення морфології місячної поверхні. Зйомки "Рейнджерів" поклали початок американській програмі фотографування планет.

Конструкція апаратів "Рейнджер" подібна з конструкцією перших апаратів "Маринер", які були запущені до Венери в 1962 році. Однак подальше конструювання місячних космічних апаратів не пішло цим шляхом. Для отримання докладної інформації про місячну поверхню використовувалися інші космічні апарати - "Лунар, Орбитер". Ці апарати з орбіт штучних супутників Місяця фотографували поверхня з високим дозволом.

Одна з цілей польотів складалася в одержанні високоякісних знімків із двома дозволами, високим і низьким, з метою вибору можливих місць посадки апаратів "Сервейор" і "Аполлон" за допомогою спеціальної системи фотокамер. Знімки виявлялися на борті, сканувалися фотоелектричним способом і передавалися на Землю.

Перші три "Орбітера" були виведені на кругові орбіти з невеликим нахилом і малою висотою; на кожному з них проводилася стереозйомки обраних ділянок на видимій стороні Місяця з дуже високим дозволом і зйомка великих ділянок зворотної сторони з низьким дозволом. Четвертий супутник працював на набагато більш високій полярній орбіті, він вів зйомку всієї поверхні видимої сторони, п'ятий, останній "Орбитер" вів спостереження теж з полярної орбіти, але з менших висот. "Лунар орбитер-5" забезпечив зйомку з високим дозволом багатьох спеціальних мет на видимій стороні, здебільшого на середніх широтах, і зйомку значної частини зворотної з малим дозволом. У кінцевому рахунку, зйомкою із середнім дозволом була покрита майже вся поверхня Місяця, одночасно йшла цілеспрямована зйомка, що мало неоціненне значення для планування посадок на Місяць і її фотогеологических досліджень.

Додатково було проведене точне картування гравітаційного поля, при цьому були виявлені регіональні концентрації мас (що важливо і з наукового погляду, і для цілей планування посадок) і встановлений значний зсув центра мас Місяця від центра її фігури. Вимірювалися також потоки радіації і мікрометеоритів.

Апарати "Лунар орбитер" мали систему триосьової орієнтації, їхня маса становила близько 390 кілограмів. Після завершення картографування ці апарати розбивалися об місячну поверхню, щоб припинити роботу їхніх радіопередавачів.

Польоти космічних апаратів "Сервейор", що призначалися для одержання наукових даних і інженерної інформації (такі механічні властивості, як, наприклад, несуча здатність місячного грунту), внесли великий внесок у розуміння природи Місяця, у підготовку посадок апаратів "Аполлон".

Автоматичні посадки з використанням послідовності команд, керованих радаром із замкнутим контуром, були великим технічним досягненням того часу. "Сервейори" запускалися за допомогою ракет "Атлас-Центавр" (криогенні верхні ступіні "Атлас" були іншим технічним успіхом того часу) і виводилися на перелітні орбіти до Місяця. Посадкові маневри починалися за 30 - 40 хвилин до посадки, головний гальмовий двигун включався радаром на відстані близько 100 кілометрів до крапки посадки. Кінцевий етап (швидкість зниження близько 5 м / с) проводився після закінчення роботи головного двигуна і скидання його на висоті 7500 метрів. Маса "Сервейора" при запуску складала близько 1 тонни і при посадці - 285 кілограм. Головний гальмівний двигун був твердопаливну ракету масою близько 4 тонн. Космічний апарат мав тривісну систему орієнтації.

Прекрасний інструментарій уключав двох камер для панорамного огляду місцевості, невеликий ківш для риття траншеї в грунті і (в останніх трьох апаратах) альфа-аналізатор для виміру зворотного розсіювання альфа - часток з метою визначення елементного складу грунту під посадковим апаратом. Ретроспективно результати хімічного експерименту багато чого прояснили в природі поверхні Місяця і її історії. П'ять із семи запусків "Сервейорів" були успішними, усі опустилися в екваторіальній зоні, крім останнього, котрий сіл у районі викидів кратера Тихо на 41 ° пд.ш. "Сервейор-6" був у деякому змісті піонером - першим американським космічним апаратом, запущеним з іншого небесного тіла (але всього лише до другого місця посадки в декількох метрах осторонь від першого).

Пілотовані космічні апарати "Аполлон" були наступними в американській програмі досліджень Місяця. Після "Аполлона" польоти на Місяць не проводилися. Ученим довелося задовольнятися продовженням обробки даних від автоматичних і пілотованих польотів у 1960 - е і 1970 - е роки. Деякі з них передбачали експлуатацію місячних ресурсів у майбутньому і направили свої зусилля на розробку процесів, які змогли б перетворити місячний грунт у матеріали, придатні для будівництва, для виробництва енергії і для ракетних двигунів. При плануванні повернення до досліджень Місяця без сумніву знайдуть застосування як автоматичні, так і пілотовані космічні апарати. На Місяць були доставлені також сейсмографи. Вони відзначили багато невеликих "лунотрясений", в основному пов'язаних з падіннями метеоритів. На Місяці відзначалися яскраві спалахи, пов'язані, можливо, з виверження вулканів, і був сфотографований спектр газової хмари, викинутого в районі центральної гірки кратера Альфонс.

Вік Місяця.

Вивчаючи радіоактивні речовини, що містяться в місячних породах, вчені зуміли обчислити вік Місяця. Наприклад, уран повільно перетворюється в свинець. У шматочку урану-238 половина атомів перетворюється на атоми свинцю за 4,5 млрд. років. Таким чином, вимірявши пропорцію урану і свинцю, що містяться в породі, можна обчислити її вік: чим більше свинцю, тим вона старша. Камені на Місяці стали твердими близько 4,4 млрд. років тому. Місяць сформувався, мабуть, незадовго до цього; її найбільш ймовірний вік - близько 4,65 млрд. років. Це узгоджується з віком метеоритів, а також з оцінками віку Сонця. До виконання програми "Аполлон" про вік Місяця можна було тільки здогадуватися.

Людина на Місяці.

Робота над цією програмою почалася в США наприкінці 60 - х років. Було прийнято рішення здійснити політ людини на Місяць і його успішне повернення на Землю протягом найближчих десяти років. Влітку 1962 року після тривалих дискусій прийшли до висновку, що найбільш ефективним і надійним способом є вивід на навколомісячну орбіту комплексу в складі командно - обчислювального модуля, до складу якого входять командний і допоміжний модулі, і місячного посадкового модуля. Першочерговим завданням було створення ракети носія, здатної вивести не менш 300 тонн на навколоземну орбіту і не менш 100 тонн на навколомісячну орбіту. Одночасно велася розробка космічного корабля "Аполлон", призначеного для польоту американських астронавтів на Місяць. У лютому 1966 року "Аполлон" був випробуваний у безпілотному варіанті. Однак те, що відбулося 27 січня 1967 року, перешкодило успішному проведенню програми в життя. У цей день астронавти Е. Уайт, Р. Гаффі, В. Гриссом загинули при спалаху полум'я під час тренуванню на Землі. Після розслідування причин іспити відновилися й ускладнилися. У грудні 1968 року "Аполлон - 8" (ще без місячної кабіни) був виведений на селеноцентричну орбіту з наступним поверненням в атмосферу Землі з другою космічною швидкістю. Це був пілотований політ навколо Місяця. Знімки допомогли уточнити місце майбутньої посадки на Місяць людей. 16 липня "Аполон-11" стартував до Місяця і 19 липня вийшов на місячну орбіту. 21 липня 1969 на Місяці уперше висадилися люди - американські астронавти Н. Армстронг і Е. Олдрін, доставлені туди космічним кораблем "Аполлон-11". Космонавти доставили на Землю кілька сотень кілограмів зразків і провели на Місяці ряд досліджень: виміру теплового потоку, магнітного поля, рівня радіації, інтенсивності і складу сонячного вітру (потоку часток, що приходять від Сонця). Виявилося, що тепловий потік з надр Місяцю приблизно втроє менше, ніж з надр Землі. У породах Місяця виявлена ​​залишкова намагніченість, що вказує на існування в Місяця в минулому магнітного поля. На Місяці були залишені прилади, що автоматично передають інформацію на Землю, у сейсмометри, що реєструють коливання в тілі Місяця. Сейсмометри зафіксували удари від падінь метеоритів і "лунотрясения" внутрішнього походження. По сейсмічним даним було встановлено, що до глибини в кілька десятків кілометрів Місяць складений щодо легкою "корою", а нижче залягає більш щільна "мантія". Це було видатне досягнення в історії освоєння космічного простору - уперше людин досяг поверхні іншого небесного тіла, і пробув на ньому більш двох годин.

Усього на Місяці побувало 12 астронавтів, деякі пробули на Місяці кілька доби, у тому числі до 22 годин поза кабіною, проїхали на самохідному апараті кілька десятків кілометрів. Ними був виконаний досить великий обсяг наукових досліджень, зібрано понад 380 кілограмів зразків місячного грунту, вивчення яких займалися лабораторії США й інших країн. Роботи над програмою польотів на Місяць велися й у СРСР, але в силу декількох причин не були доведені до кінця. Тривалість сейсмічних коливань на Місяці в кілька разів більша, ніж на Землі, видимо, зв'язана із сильною тріщиною верхньої частини місячної кори.

У листопаді 1970 АМС "Луна-17" доставила на Місяць у Море Дощів місячний самохідний апарат "Луноход-1", який за 11 місячних днів (чи 10.5 місяців) пройшов відстань у 10 540 м і передав велику кількість панорам, окремих фотографій поверхні Місяця й іншу наукову інформацію. Встановлений на ньому французький відбивач дозволив за допомогою лазерного променя вимірити відстань до Місяця з точністю до часток метра. У лютому 1972 АМС "Луна-20" доставила на Землю зразки місячного грунту, вперше узяті у важкодоступному районі Місяця. У січні 1973 АМС "Луна-21" доставила в кратер Лемонье (Море Ясності) "Місяцехід-2" для комплексного дослідження перехідної зони між морськими і материковими рівнинами. "Місяцехід-2" працював 5 місячних днів (4 місяці), пройшов відстань близько 37 кілометрів.

Місячний грунт.

Усюди, де робили посадки космічні апарати, Місяць покритий так званим реголітом. Це різнозернистий обломочно-пиловий шар товщиною від декількох метрів до декількох десятків метрів. Він виник у результаті дроблення, перемішування і спікання місячних порід при падіннях метеоритів і мікрометеоритів. Внаслідок впливу сонячного вітру реголіт насичений нейтральними газами. Серед уламків реголіту знайдені частинки метеоритної речовини. За радиоизотопам було встановлено, що деякі уламки на поверхні реголіту перебували на одному і тому ж місці десятки і сотні мільйонів років. Серед зразків, доставлених на Землю, зустрічаються породи двох типів: вулканічні (лави) і породи, що виникли за рахунок роздроблення і розплавлювання місячних утворень при падіннях метеоритів. Основна маса вулканічних порід подібна з земними базальтами. Мабуть, такими породами складені всі місячні моря. Крім того, у місячному грунті зустрічаються уламки інших порід, подібних із земними і так званим KREEP - порода, збагачена калієм, рідкісноземельними елементами і фосфором. Очевидно, ці породи являють собою уламки речовини місячних материків. "Місяць-20" і "Аполлон-16", що зробили посадки на місячних материках, привезли відтіля породи типу анортозитів. Усі типи порід утворилися в результаті тривалої еволюції в надрах Місяця. По ряду ознак місячні породи відрізняються від земних: у них дуже мало води, мало калію, натрію й інших летучих елементів, у деяких зразках дуже багато титана і заліза. Вік цих порід, обумовлений по співвідношеннях радіоактивних елементів, дорівнює 3 - 4.5 млрд. років, що відповідає найдавнішим періодам розвитку Землі.

Внутрішня будова Місяця

Структура надр Місяця також визначається з урахуванням обмежень, які накладають на моделі внутрішньої будови дані про фігуру небесного тіла і, особливо про характер поширення Р. - і S. - Хвиль. Реальна фігура Місяця, виявилася близькою до сферично рівноважної, а з аналізу гравітаційного потенціалу зроблений висновок про те, що її щільність несильно змінюється з глибиною, тобто на відміну від Землі немає великої концентрації мас у центрі.

Самий верхній шар представлений корою, товщина якої, визначена тільки в районах улоговин, складає 60 км. Досить імовірно, що на великих материкових площах зворотної сторони Місяця кора приблизно в 1,5 рази потужніша. Кора складена виверженими кристалічними гірськими породами - базальтами. Однак за своїм мінералогічним складом базальти материкових і морських районів мають помітні відмінності. У той час як найбільш древні материкові райони Місяця переважно утворені світлою гірською породою - анортозитами (майже цілком складаються із середнього й основного плагіоклазу, з невеликими домішками піроксену, олівіну, магнетиту, титаномагнетита та ін), кристалічні породи місячних морів, подібно земним базальтам, складені в основному плагіоклазу і моноклінні піроксенами (авгита). Ймовірно, вони утворилися при охолодженні магматичного розплаву на поверхні або поблизу неї. При цьому, оскільки місячні базальти менш окислені, ніж земні, це означає, що вони кристалізувалися з меншим відношенням кисню до металу. У них, крім того, спостерігається менший вміст деяких летучих елементів і одночасно обогащенность багатьма тугоплавкими елементами в порівнянні з земними породами. За рахунок домішок олівінів і особливо ільменіту райони морів виглядають більш темними, а щільність що становлять їх порід вище, ніж на материках.

Під корою розташована мантія, у якій, подібно земний, можна виділити верхню, середню і нижню. Товщина верхньої мантії близько 250 км, а середньої приблизно 500 км, і її границя з нижньою мантією розташована на глибині близько 1000 км. До цього рівня швидкості поперечних хвиль майже постійні, і це означає, що речовина надр знаходиться у твердому стані, представляючи собою могутню і відносно холодну літосферу, у якій довго не загасають сейсмічні коливання. Склад верхньої мантії може бути олівін-піроксеновий, а на більшій глибині присутні шніцель і зустрічається в ультраосновних лужних породах мінерал мелилит. На кордоні з нижньою мантією температури наближаються до температур плавлення, звідси починається сильне поглинання сейсмічних хвиль. Ця область є місячну астеносферу.

У самому центрі, очевидно, знаходиться невелике рідке ядро ​​радіусом менш 350 кілометрів, через яке не проходять поперечні хвилі. Ядро може бути залізо-сульфідним або залізним; в останньому випадку воно повинно бути менше, що краще погодиться з оцінками розподілу щільності по глибині. Його маса, імовірно, не перевищує 2% від маси всієї Місяця. Температура в ядрі залежить від його складу і, видимо, укладена в межах 1300 - 1900 К. Нижній границі відповідає припущення про збагаченість важкій фракції місячного протовещества сіркою, переважно у вигляді сульфідів, і утворенні ядра з евтектики Fe - FeS з температурою плавлення (слабко залежної від тиску) близько 1300 К. З верхньою границею краще погодиться припущення про збагаченість протовещества Місяця легкими металами (Mg, Са, Na, Аl), що входять разом із кремнієм і киснем до складу найважливіших породоутворюючих мінералів основних і ультраосновних порід - піроксенів і оливинов. Останньому припущенню сприяє і знижений зміст у Місяці заліза і нікелю, на що вказує її низька середня площа.

Повернення на Місяць

Забруднення природного середовища на Землі робить все більш важким спостереження неба. Світло, що виходить від великих міст, дим і вулканічні виверження забруднюють небо, а телевізійні станції створюють перешкоди для радіоастрономії. До того ж із Землі не можна робити спостереження інфрачервоного, ультрафіолетового та рентгенівського випромінювань. Наступним важливим кроком у вивченні Всесвіту могло б бути створення наукового поселення на Місяці.

У багатьох відносинах Місяць був би ідеальним місцем для обсерваторії. Для проведення спостережень за межами атмосфери зараз використовуються телескопи, що літають по орбіті навколо Землі, такі, як космічний телескоп "Хаббл"; але телескопи на Місяці набагато перевершували б їх у всіх відносинах. Прилади, що знаходяться на зворотному боці Місяця, захищені від відбитого Землею світла, а повільне обертання Місяця навколо осі означає, що місячні ночі тривають протягом 14 наших доби. Це дозволило б астрономам вести безперервні спостереження якої-небудь зірки або галактики значно довше, ніж це можливо зараз.

Особливо важко проводити на Землі дослідження, пов'язані з нейтринної астрономії та вивченню гравітаційних хвиль. Нейтрино - це найдрібніші частинки, що випускаються Сонцем і зірками. Гравітаційні хвилі створюються двома чорними дірами, що обертаються за взаємними орбітах, або ж вибухами в центрах галактик.

Місячні ресурси.

Місяць міг би стати чудовим майданчиком для проведення самих складних спостережень по всіх розділах астрономії. Тому астрономи, швидше за все, стануть першими вченими, які повернуться на Місяць. Місяць міг би стати базовою станцією для досліджень космосу за межами її орбіти. Завдяки невеликій силі місячного тяжіння, запуск величезної космічної станції з Місяця був би в 20 разів дешевше і легше, ніж Землі. Вода і гази, придатні для дихання могли б вироблятися на Місяці, оскільки в місячних породах міститься водень і кисень. Багаті запаси алюмінію, заліза і кремнію з'явилися б джерелом будівельних матеріалів.

Місячна база була б дуже важлива для подальших пошуків цінної сировини, наявного на Місяці, для вирішення різних інженерних завдань і для космічних досліджень, проведених в умовах Місяця.

Роботи в астрономії

У 1994 році за програмою "Клементина" на орбіту навколо Місяця був запущений невеликий супутник. Це перший крок з відновлення досліджень Місяця після 20-річної перерви. Наступна стадія, мабуть, буде включати будівництво автоматичних обсерваторій з працюючими роботами. Астрономи вже накопичили великий досвід з управління телескопами в космосі. Польоти на Місяць без участі людини стануть початком дослідження і використання Місяця. Місячні обсерваторії будуть розташовуватися на зворотному боці Місяця, тому на місячну орбіту будуть запущені супутники, щоб приймати сигнали і передавати їх на Землю. Одна з ідей, яку розробляють в університеті Арізони (США), - створення стаціонарного телескопа майже без рухомих деталей. Завдяки повільному осьовому обертанню Місяця і її орбітальному руху навколо Землі, напрям огляду такого телескопа буде поступово змінюватися з тривалістю циклу на 18,6 років. З плином часу цей телескоп зможе вивчити мільйони зірок та галактик. На Місяці можна також побудувати великі радіотелескопи. Це вперше дасть можливість приймати йдуть з Всесвіту радіохвилі дуже великої довжини. Зіставлення і об'єднання даних, отриманих від телескопів, розташованих на Землі і на Місяці, дозволить вченим заглянути в центральну частину найбільш потужних галактик Всесвіту.

Місяць перебуває на відстані всього лише 380 000 км від Землі. Це єдиний позаземної світ в космосі, який відвідали люди. На Місяці немає ні повітря, ні води, ні погоди. Поверхня покрита горами, кратерами, морями затверділої лави і шарами пилу. Можливо в наступному столітті ми побудуємо космічні станції для наукової роботи на Місяці.

Список літератури

Велика Радянська енциклопедія.

Б. А. Воронцов - Вельямінов. Нариси про Всесвіт. М., "Наука", 1975 р.

Болдуін Р. Що ми знаємо про Місяць. М., "Мир", 1967 р.

Уіппл Ф. Земля, Місяць і планети. М., "Наука", 1967 р.

Космічна біологія і медицина. М., "Наука", 1994 р.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat2000.bizforum.ru/


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат | 112.6кб. | скачати

Схожі роботи:
Місяць 2
Пильняк б. а. - Погашена місяць
Місяць супутник Землі
Місяць - супутник Землі
Місяць - природний супутник Землі 2
Місяць - природний супутник Землі
Місяць і планування статі дитини
Ніч Місяць Зоря і Сонце
Роздуми про Місяць і Незнайку
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru