Атмосфера луны

Интересные факты о Луне

Луна является единственным внеземным астрономическим объектом, на котором побывал человек.

Юридический статус Луны описывает Соглашение о Луне от 1979 года, которое провозглашает принцип исключительно мирного использования Луны и других небесных тел, принцип равных прав всех государств на исследования небесных тел, принцип недопустимости претензии со стороны любого государства на распространение своего суверенитета на какое-либо небесное тело.

Земной диск висит в небе Луны почти неподвижно.

Гравитационное влияние Луны вызывает на Земле морские приливы и отливы. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.

Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть обращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси синхронизировано.

Явление либрации, открытое Галилео Галилеем в 1635 году, позволяет наблюдать около 59 % лунной поверхности.

В отличие от Земли Луна не имеет глобального магнитного поля, однако намагниченные породы на ее поверхности создают небольшие локализованные защитные экраны.

Суперлуние – астрономическое явление, при котором момент прохождения Луной перигея совпадает с ее полной фазой.

Как отражается полнолуние на психике человека?

Луна управляет чувствами, эмоциями людей, заставляет больше полагаться на сердце, чем на разум. Как влияет полнолуние на человека? Нужно отметить, что на каждого по-разному. Одни люди чувствуют прилив сил, чрезмерное возбуждение, другие, наоборот, впадают в депрессию, у них опускаются руки, ничего не хочется делать. На полнолуние приходится наибольшее количество признаний в любви, потому что чувства затмевают голос разума. К сожалению, в этот период случается много суицидов, потому что эмоции выходят из-под контроля, и человек не в состоянии справиться с внутренними демонами.

Психически неуравновешенных людей в полнолуние может обуять беспричинная тоска, беспокойство или ярость. В это время очень сложно держать свои эмоции в узде, поэтому учащаются неконтролируемые вспышки раздражительности и вспыльчивости. Неадекватные поступки, бурную деятельность, излишнюю подверженность искушениям также провоцирует полнолуние. Влияние на психику небесного светила невозможно переоценить. Даже здоровые, спокойные и уравновешенные люди в полнолуние могут вести себя нетипичным образом, предстать перед окружающими в новом свете.

По этой причине в этот период не рекомендуется принимать важных решений, заключать сделки, покупать дорогостоящие товары, потому что в будущем о своем поступке можно горько пожалеть. Когда полнолуние проходит, будто пелена с глаз спадает и все мысли, действия предстают совершенно в ином свете. Защититься от Луны практически невозможно, поэтому нужно просто переждать период ее наибольшего влияния в безопасном месте, стараться не впадать в крайности и твердить себе, что все будет хорошо.

Как продолжительность суток повлияла на кислород в атмосфере

Джудит Клатт с группой исследователей из Мичиганского университета изучали воду в воронке на Мидл-Айленде (острове на озере Гурон). В нее со дна просачиваются грунтовые воды, при этом уровень содержания кислорода крайне низкий. Другими словами, условия напоминают те, которые были на нашей планете в течение миллиардов лет до появления в атмосфере кислорода.

В воде живут в основном два вида микробов — пурпурные цианобактерии, которые производят кислород, а также белые сероокисляющие бактерии. Первые генерируют энергию с помощью солнечного света, вторые — с помощью серы. Чтобы выжить, эти бактерии каждый день исполняют своего рода «танец».

Почти весь кислород в атмосфере появился благодаря цианобактериям

От заката до рассвета бактерии, поедающие серу, находится на поверхности, то есть над цианобактериями, блокируя им доступ к солнечному свету. Когда утром выходит солнце, поедатели серы движутся вниз, а цианобактерии поднимаются на поверхность, чтобы начать фотосинтез и производить кислород. Однако с момента восхода солнца и до того, как начинается процесс фотосинтеза, проходит несколько часов. То есть оказалось, что цианобактерии любят “поздно вставать”. В таком случае продолжительность светового дня непосредственно влияет на количество вырабатываемого бактериями кислорода.

Строение Луны и ее особенности. Поверхность Луны:

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны в среднем составляет около 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Лунная мантия имеет несколько слоев: верхняя мантия (до 200 – 300 км), средняя мантия (до 500 – 600 км), нижняя мантия (до 800 – 900 км). Оболочка внутреннего ядра Луны имеет радиус около 240 км, а жидкое внешнее ядро имеет радиус примерно 300 – 400 километров.

Рис. 3. Строение Луны

Поверхность Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта.

В лунном реголите много кислорода, входящего в состав оксидов, причём самым распространённым из последних является диоксид кремния— 42,8 %.

Химический состав лунного реголита в процентах:

Элементы Доставлен «Луной-20» Доставлен «Луной-16»
Si 20 20
Ti 0,28 1,9
Al 12,5 8,7
Cr 0,11 0,2
Fe 5,1 13,7
Mg 5,7 5,3
Ca 10,3 9,2
Na 0,26 0,32
K 0,05 0,12

Поверхность Луны можно разделить на два типа:

– очень старая гористая местность (лунные материки);

– относительно гладкие и более молодые лунные моря.

Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны, её «моря», под которыми лунными зондами обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне спутника.

Большинство кратеров на обращённой к Земле стороне Луны названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв.

На обратной стороне Луны расположена огромная впадина Бассейн Южный полюс — Эйткен диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

На Луне имеется вода. В регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьирует от 2 до 15 км.

На Луне присутствуют сейсмические колебания поверхности, называемые Лунотрясениями, которые можно разделить на 4 группы:

– приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли;

– тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны;

– метеоритные — из-за падения метеоритов;

– термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
331

Размер имеет значение

Поскольку Плутон обитает в переполненном поясе Койпера, он попадает в третью категорию. Как и Эрис, Хаумеа, Макемаке и Церера. Поэтому, чтобы Солнечной система не стала переполненной, в 2006 году МАС изменил определение планеты.

И несмотря на то, что Плутон обладает спутниками, атмосферой и подвижной поверхностью, ученые по эту сторону дебатов утверждают, что этого недостаточно, чтобы считать Плутон планетой. Многие крупнейшие тела Солнечной системы обладали геологической активностью в прошлом. У комет есть атмосферы и сложные поверхности, говорит планетолог Каролин Порко, а у астероидов есть спутники. Геологические характеристики вообще не входят в определение МАС.

Какие газы присутствуют в атмосфере

Теперь, когда мы установили, что Луна имеет атмосферу, хоть и очень-очень разреженную, можно перейти к следующему, не менее важному вопросу: какие газы входят в ее состав?

Основными компонентами атмосферы являются водород, аргон, гелий и неон. Впервые пробы были взяты экспедицией в рамках проекта «Аполлон». Именно тогда установили, что в состав атмосферы входят гелий и аргон. Уже значительно позже, используя специальное оборудование, астрономы, наблюдавшие за Луной с Земли, смогли установить, что она содержит также водород, калий и натрий.

Возникает вполне закономерный вопрос: если атмосфера Луны состоит из этих газов, то откуда же они взялись? С Землей все просто – многочисленные организмы, начиная от одноклеточных и заканчивая людьми, 24 часа в сутки превращают одни газы в другие.

А вот откуда взялась атмосфера Луны, если там нет и никогда не было живых организмов? На самом деле газы могли образоваться по самым разным причинам.

В первую очередь различные вещества были занесены многочисленными метеоритами, а также солнечным ветром. Все-таки на Луне выпадает значительно большее количество метеоритов, чем на Земле – опять же благодаря практически отсутствующей атмосфере. Кроме газа они могли принести на наш спутник даже воду! Имея большую плотность, чем газ, она не улетучивалась, а просто собиралась в кратеры. Поэтому сегодня ученые прилагают немало усилий, пытаясь отыскать хотя бы незначительные запасы – это может стать настоящим прорывом.

Насколько она плотная?

К сожалению, атмосфера Луны очень разреженная. К тому же показатель плотности сильно меняется в зависимости от времени суток. Например, ночью на один кубический сантиметр лунной атмосферы приходится около 100 000 молекул газа. Днем этот показатель значительно изменяется – в десять раз. Из-за того что поверхность Луны сильно нагревается, плотность атмосферы падает до 10 тысяч молекул.

Кому-то этот показатель покажется впечатляющим. Увы, даже для самых неприхотливых существ с Земли такая концентрация воздуха будет смертельной. Ведь на нашей планете плотность составляет 27 х 10 в восемнадцатой степени, то есть 27 квинтиллионов молекул.

Если собрать весь газ на Луне и взвесить его, то получится удивительно маленькое число – всего-навсего 25 тонн. Поэтому, оказавшись на Луне без специального снаряжения, ни одно живое существо не сможет долгое время протянуть – хватит его в лучшем случае на несколько секунд.

Как влияет разреженная атмосфера

Теперь, когда мы разобрались, какая атмосфера на Луне, можно внимательнее изучить вопрос о том, какое влияние она оказывает на ближайшее к нам космическое тело. Впрочем, точнее будет признать, что она практически никак не влияет на Луну. А вот к чему это приводит?

Начнем с того, что наш спутник совершенно не защищен от солнечной радиации. В результате, «прогулявшись» по его поверхности без специального, довольно мощного и громоздкого защитного оборудования, вполне можно получить радиоактивное облучение за считаные минуты.

Также спутник беззащитен перед метеоритами. Большинство из них, входя в атмосферу Земли, практически без остатка сгорают от трения об воздух. За год на планету выпадает около 60 000 килограммов космической пыли — вся она была метеоритами разного размера. На Луну же они падают в первозданном виде, так как ее атмосфера слишком разреженная.

Наконец, суточные перепады температуры просто огромные. Например, на экваторе днем почва может нагреваться до +110 градусов по Цельсию, а ночью — остывать до -150 градусов. На Земле этого не происходит благодаря тому, что плотная атмосфера играет роль своеобразного «одеяла», не пропускающего часть солнечных лучей до поверхности планеты, а также не позволяя теплу испариться ночью.

Состав [ править ]

Та небольшая атмосфера, которую имеет Луна, состоит из некоторых необычных газов, включая натрий и калий , которых нет в атмосферах Земли, Марса или Венеры . На уровне моря на Земле каждый кубический сантиметр атмосферы содержит примерно 10 19 молекул; для сравнения, лунная атмосфера содержит менее 10 6 молекул в том же объеме. На Земле это считается очень хорошим вакуумом. Фактически, плотность атмосферы у поверхности Луны сравнима с плотностью самых внешних краев атмосферы Земли, где вращается Международная космическая станция .

Элементы натрия и калий были обнаружены в атмосфере Луны с помощью земных спектроскопических методов , а изотопы радона-222 и полония-210 были определены на основе данных, полученных с помощью спектрометра альфа-частиц Lunar Prospector . Аргон-40 , гелий-4 , кислород и / или метан ( CH 4), азот ( N2) и / или оксид углерода ( CO ) и диоксид углерода ( CO2)) были обнаружены наземными детекторами, установленными астронавтами Аполлона .

Средние дневные содержания элементов, которые, как известно, присутствуют в лунной атмосфере, в атомах на кубический сантиметр, следующие:

  • Аргон : 20 000–100 000
  • Гелий : 5 000–30 000
  • Неон : до 20 000
  • Натрий : 70
  • Калий : 17
  • Водород : менее 17

Это дает около 80 000 общих атомов на кубический сантиметр, что незначительно превышает количество, которое, как предполагается, существует в атмосфере Меркурия . Хотя это намного превышает плотность солнечного ветра, которая обычно составляет всего несколько протонов на кубический сантиметр, это фактически вакуум по сравнению с атмосферой Земли.

На Луне также может быть тонкая «атмосфера» из электростатически левитирующей пыли. Подробнее см. .

Когда Плутон перестал считаться планетой?

Как бы то ни было, Плутон перестал считаться планетой в 2006 году. Мы должны смириться с этим и жить с осознанием этого факта. Не получается? Хорошо, тогда давайте забудем о чувствах и попытаемся взглянуть на ситуацию с точки зрения логики, к чему нас всегда призывает наука.

Разжалование Плутона произошло на 26-ой генеральной ассамблее Международного астрономического общества, состоявшейся в Праге, и это решение вызвало множество споров и возражений. Некоторые учёные хотели сохранить за ним статус планеты, но единственный аргумент, который они могли привести в обоснование своего желания, заключался в том, что «это нарушит традицию». Дело в том, что нет, и никогда не было каких-либо научных оснований считать Плутон планетой. Это просто один из объектов пояса Койпера — огромного скопления разнородных небесных тел, находящихся за орбитой Нептуна. Их там, этих объектов, около триллиона. И все они представляют собой глыбы камня и льда, как, собственно, и Плутон. Он просто первый из тех, что нам удалось разглядеть.

Плутон, Луна, Эрида, Хаумеа, Макемаке, Церера

Он, конечно, очень большой по сравнению с большинством своих соседей, но это не самый крупный объект в поясе Койпера. Таковым является Эрида, которая, если и уступает Плутону в размере, то совсем немного, настолько мало, что споры о том, кто из них больше, продолжаются до сих пор. Зато она на четверть тяжелее. Находится этот объект в два раза дальше от Солнца, чем Плутон. В Солнечной системе есть немало и других подобных небесных тел. Это и Хаумеа, и Макемане, и Церера, которая располагается в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. По мнению учёных, всего у нас может оказаться около сотни таких крепышей. Дожидающихся, когда их заметят.

Земля, Луна, Плутон, Харон

Тут никакой фантазии не хватит. Ни мультипликаторам, ни химикам. Астрологам должно хватить, но их интересы мало кого из серьёзных людей волнуют. Вот как раз в этом-то и кроется основная причина того, почему мы перестали считать Плутон планетой. Потому что вместе с ним мы, по идее, должны возвести в этот ранг столько небесных тел, что само слово «планета» потеряет свой нынешний смысл. В связи с этим в том же 2006 году астрономы определили чёткие критерии для объектов, претендующих на этот статус.

Пыль над Луной

В будущих лунных исследованиях, на посадочных модулях станций «Луна-25» и «Луна-27» предполагается разместить аппаратуру, которая будет и непосредственно детектировать пылевые частицы над поверхностью Луны, и проводить оптические измерения.

Пыль в приповерхностном слое над Луной имеет свои особенности. Прежде всего, там преобладают электростатические и плазменно-пылевые процессы. Поверхность Луны заряжается под действием электромагнитного излучения Солнца, плазмы солнечного ветра, плазмы хвоста магнитосферы Земли. При взаимодействии с солнечным излучением и поверхность Луны, и частицы пыли испускают электроны вследствие фотоэффекта, таким образом над поверхностью формируется слой фотоэлектронов. Но в то же время и пылевые частицы, и поверхность поглощают фотоэлектроны, фотоны солнечного излучения, электроны и ионы солнечного ветра, а если Луна находится в хвосте магнитосферы Земли, то электроны и ионы плазмы магнитосферы. Все эти процессы приводят к зарядке пылевых частиц, их взаимодействию с заряженной поверхностью Луны, подъему и движению пыли.

Интерес к описанию плазменно-пылевой системы в окрестности Луны возрос в конце 1990-х годов, когда были разработаны методы исследования пылевой плазмы. Удалось, в частности, изучить плазменно-пылевую систему в приповерхностном слое освещенной части Луны, в том числе и в области высоких широт — предполагаемой зоне прилунения посадочных модулей станций «Луна-25» и «Луна-27».

Исследование освещенной части Луны важно для этих проектов, поскольку станции, питающиеся от солнечных батарей, будут работать в основном во время лунного дня. Представленные на рис. 7, а–в гистограммы описывают расчеты концентраций пылевых частиц над поверхностью Луны для углов между местной нормалью и направлением на Солнце, равных 77°, 82° и 87°

Видно, что поведение частиц сильно зависит от этого угла. На рис. 7, г показано, до каких максимально возможных высот могут подняться пылевые частицы. Полученные данные опровергают выводы более ранних работ о существовании так называемой мертвой зоны, где пылевые частицы не поднимаются с поверхности, в области лунных широт около 80° — тех самых, где планируется прилунение станций.

При расчете параметров плазменно-пылевой системы важен квантовый выход лунного реголита, то есть количество электронов, выбиваемых с поверхности реголита одним фотоном. Имеющиеся данные пока недостаточно надежны. Так, даже при экспериментальных исследованиях частиц реголита, доставленных в миссиях Apollo-14, 15, не было возможности работать с образцами, хранившимися до этого в высоком вакууме. Манипуляции с частицами проводили в инертной атмосфере, содержащей примеси. Поверхность образцов подвергалась воздействию чужеродных веществ, ее квантовый выход и работа выхода могли измениться.

Эти параметры надо определить методами, исключающими взаимодействие образцов с земным воздухом. Однако обеспечить доставку лунного грунта без контакта с земной атмосферой довольно сложно. Идеальным решением проблемы было бы проведение исследования непосредственно на Луне. Возможная схема эксперимента представлена на рис. 8. Источником электромагнитного излучения служит Солнце, для концентрации излучения используются зеркала. Правда, при этом несколько изменяется спектр излучения, но зато усиление его интенсивности позволит получить более надежные результаты. В качестве источника излучения можно было бы взять светодиоды или газоразрядную лампу, но их спектр отличается от солнечного гораздо сильнее. Для измерения параметров плазмы предлагается использовать зонд Ленгмюра, детектировать поток фотоэлектронов как при освещении источником света лунной поверхности, так и в его отсутствие, и регистрировать их энергетический спектр. Оборудование для этого эксперимента, возможно, будет размещено на спускаемом модуле станции «Луна-27» — на штанге, позволяющей отдалить его от посадочного модуля, — это снизит влияние фотоэлектронов, испускаемых модулем, на результаты. Для этой же цели предполагается покрасить части аппарата, прилегающие к штанге, красителем, уменьшающим генерацию фотоэлектронов.

Изменения видимой формы Луны

Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.

Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.

Луна проходит следующие фазы освещения:

  • новолуние — состояние, когда Луна не видна.
  • молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
  • первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
  • прибывающая луна
  • полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком.
  • убывающая луна
  • последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны.
  • старая луна

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Мнемоническое правило определения фаз Луны

Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть. Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р» — луна «Растущая», то есть это первая четверть.

Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.

Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лёжа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы.

В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С», а убывающий (от полнолуния до новолуния) похож на букву «D» без палочки.

Если по направлению движения луны передний край освещённый — луна растущая, затенённый — убывающая.