Zem a Mesiac sa neustále otáčajú okolo vlastnej osi a okolo Slnka. Mesiac sa točí aj okolo našej planéty. V tomto ohľade môžeme na oblohe pozorovať početné javy spojené s nebeskými telesami.

najbližšie vesmírne teleso

Mesiac je prirodzený satelit Zeme. Vidíme ho ako svietiacu guľu na oblohe, hoci sama o sebe svetlo nevyžaruje, ale iba odráža. Zdrojom svetla je Slnko, ktorého žiara osvetľuje mesačný povrch.

Zakaždým môžete na oblohe vidieť iný mesiac, jeho rôzne fázy. Je to priamy dôsledok rotácie Mesiaca okolo Zeme, ktorá sa zase otáča okolo Slnka.

Prieskum Mesiaca

Mnoho vedcov a astronómov pozoruje Mesiac po mnoho storočí, ale štúdium družice Zeme začalo v roku 1959 skutočne, takpovediac „naživo“. Potom sovietska medziplanetárna automatická stanica "Luna-2" dosiahla toto nebeské telo. Toto zariadenie sa v tom čase nebolo schopné pohybovať po povrchu Mesiaca, ale pomocou prístrojov dokázalo iba zaznamenávať niektoré údaje. Výsledkom bolo priame meranie slnečného vetra, prúdu ionizovaných častíc vychádzajúcich zo Slnka. Potom bola na Mesiac doručená guľová vlajka so znakom Sovietskeho zväzu.

Kozmická loď Luna-3, ktorá vyštartovala o niečo neskôr, urobila z vesmíru prvú fotografiu odvrátenej strany Mesiaca, ktorá nie je viditeľná zo Zeme. O niekoľko rokov neskôr, v roku 1966, pristála na zemskom satelite ďalšia automatická stanica s názvom „Luna-9“. Podarilo sa jej mäkké pristátie a prenášať telepanorámy na Zem. Pozemšťania prvýkrát videli televíznu šou priamo z Mesiaca. Pred spustením tejto stanice prebehlo niekoľko neúspešných pokusov o mäkké „lunárne pristátie“. Pomocou štúdií vykonaných s týmto prístrojom bola potvrdená teória meteorickej trosky o vonkajšej štruktúre satelitu Zeme.

Cestu zo Zeme na Mesiac uskutočnili Američania. Prví ľudia, ktorí kráčali po Mesiaci, boli Armstrong a Aldrin. Táto udalosť sa odohrala v roku 1969. Sovietski vedci si priali skúmať nebeské teleso len s pomocou automatizácie, použili na to mesačné vozidlá.

Charakteristika Mesiaca

Priemerná vzdialenosť medzi Mesiacom a Zemou je 384 000 kilometrov. Keď je satelit najbližšie k našej planéte, tento bod sa nazýva Perigee, vzdialenosť je 363 tisíc kilometrov. A keď je medzi Zemou a Mesiacom maximálna vzdialenosť (tento stav sa nazýva apogeum), je to 405 tisíc kilometrov.

Obežná dráha Zeme má vzhľadom na obežnú dráhu jej prirodzeného satelitu sklon - 5 stupňov.

Mesiac sa na svojej obežnej dráhe okolo našej planéty pohybuje priemernou rýchlosťou 1,022 kilometra za sekundu. A za hodinu preletí približne 3681 kilometrov.

Polomer Mesiaca je na rozdiel od Zeme (6356) približne 1737 kilometrov. Toto je priemerná hodnota, pretože sa môže líšiť v rôznych bodoch na povrchu. Napríklad na lunárnom rovníku je polomer o niečo väčší ako priemer - 1738 kilometrov. A v oblasti pólu je to o niečo menej – 1735. Mesiac je tiež skôr elipsoid ako guľa, akoby bol trochu „sploštený“. Rovnaká vlastnosť existuje aj na našej Zemi. Tvar našej domovskej planéty sa nazýva geoid. Je to priamy dôsledok rotácie okolo osi.

Hmotnosť Mesiaca v kilogramoch je približne 7,3 * 1022, Zem váži 81-krát viac.

Fázy mesiaca

Fázy mesiaca sú rôzne polohy satelitu Zeme vzhľadom na Slnko. Prvou fázou je nový mesiac. Potom príde prvý štvrťrok. Potom príde spln mesiaca. A potom posledný štvrťrok. Čiara oddeľujúca osvetlenú časť satelitu od tmavej časti sa nazýva terminátor.

Nový mesiac je fáza, keď satelit Zeme nie je viditeľný na oblohe. Mesiac nie je viditeľný, pretože je bližšie k Slnku ako naša planéta, a preto jeho strana privrátená k nám nie je osvetlená.

Vidno prvú štvrtinu – polovicu nebeského telesa, hviezda osvetľuje len jej pravú stranu. Medzi novom a splnom Mesiac „rastie“. Práve v tomto čase vidíme na oblohe žiariaci polmesiac a nazývame ho „rastúci mesiac“.

Spln - Mesiac je viditeľný ako jasný kruh, ktorý všetko osvetľuje svojim strieborným svetlom. Svetlo nebeského tela v tomto čase môže byť veľmi jasné.

Posledná štvrť - satelit Zeme je viditeľný len čiastočne. V tejto fáze sa Mesiac nazýva „starý“ alebo „ubúdajúci“, pretože je osvetlená len jeho ľavá polovica.

Je ľahké rozlíšiť rastúci mesiac od ubúdajúceho mesiaca. Keď Mesiac ubúda, pripomína písmeno „C“. A keď vyrastie, ak dáte palicu na mesiac, dostanete písmeno "P".

Rotácia

Keďže Mesiac a Zem sú dostatočne blízko pri sebe, tvoria jeden systém. Naša planéta je oveľa väčšia ako jej satelit, takže na ňu pôsobí svojou príťažlivou silou. Mesiac je k nám neustále otočený jednou stranou, takže pred vesmírnymi letmi v dvadsiatom storočí nikto nevidel druhú stranu. Je to spôsobené tým, že Mesiac a Zem sa otáčajú okolo svojej osi rovnakým smerom. A rotácia satelitu okolo svojej osi trvá rovnako dlho ako rotácia okolo planéty. Navyše spolu urobia revolúciu okolo Slnka, ktorá trvá 365 dní.

No zároveň sa nedá povedať, akým smerom sa Zem a Mesiac otáčajú. Zdalo by sa, že ide o jednoduchú otázku, či už v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek, ale odpoveď môže závisieť iba od referenčného bodu. Rovina, na ktorej sa nachádza obežná dráha Mesiaca, je mierne naklonená voči Zemi, uhol sklonu je približne 5 stupňov. Body, v ktorých sa pretínajú dráhy našej planéty a jej satelitu, sa nazývajú uzly lunárnej dráhy.

Siderický a synodický

Hviezdny alebo hviezdny mesiac je čas potrebný na to, aby Mesiac obehol okolo Zeme a vrátil sa na to isté miesto, z ktorého začal, vzhľadom na hviezdy. Tento mesiac trvá na planéte 27,3 dní.

Synodický mesiac je obdobie, počas ktorého Mesiac vykoná úplnú revolúciu, iba vo vzťahu k Slnku (čas, počas ktorého sa menia mesačné fázy). Trvá 29,5 pozemského dňa.

Synodický mesiac je o dva dni dlhší ako hviezdny mesiac v dôsledku rotácie Mesiaca a Zeme okolo Slnka. Keďže satelit sa točí okolo planéty a tá sa točí okolo hviezdy, ukázalo sa, že na to, aby satelit prešiel všetkými svojimi fázami, je potrebný ďalší čas, ktorý presahuje úplnú otáčku.

Prirodzeným satelitom Zeme je Mesiac, nesvietivé teleso, ktoré odráža slnečné svetlo.

Štúdium Mesiaca sa začalo v roku 1959, keď sovietsky prístroj Luna-2 prvýkrát pristál na Mesiaci a prístroj Luna-3 ako prvý urobil fotografie odvrátenej strany Mesiaca z vesmíru.

V roku 1966 Luna-9 pristála na Mesiaci a vytvorila pevnú pôdnu štruktúru.

Prvými ľuďmi, ktorí kráčali po Mesiaci, boli Američania Neil Armstrong a Edwin Aldrin. Stalo sa tak 21. júla 1969. Na ďalšie štúdium Mesiaca sovietski vedci radšej použili automatické vozidlá – lunárne vozidlá.

Všeobecná charakteristika Mesiaca

Hmotnosť Mesiaca je 1/81 hmotnosti Zeme. Poloha Mesiaca na obežnej dráhe zodpovedá jednej alebo druhej fáze (obr. 1).

Ryža. 1. Fázy Mesiaca

Fázy mesiaca- rôzne polohy vzhľadom na Slnko - nov, prvá štvrť, spln a posledná štvrť. Počas splnu je viditeľný osvetlený kotúč Mesiaca, pretože Slnko a Mesiac sú na opačných stranách Zeme. Počas novu je Mesiac na strane Slnka, takže strana Mesiaca privrátená k Zemi nie je osvetlená.

Mesiac je vždy otočený k Zemi jednou stranou.

Čiara, ktorá oddeľuje osvetlenú časť mesiaca od neosvetlenej, sa nazýva tzv terminátor.

V prvej štvrti je Mesiac viditeľný v uhlovej vzdialenosti 90" od Slnka a slnečné lúče osvetľujú len pravú polovicu Mesiaca privrátenú k nám. Vo zvyšných fázach je pre nás Mesiac viditeľný v podobe Preto, aby sme rozlíšili rastúci Mesiac od starého, musíme pamätať na to, že starý Mesiac sa podobá písmenu „C“ a ak Mesiac rastie, môžete si v duchu nakresliť zvislú čiaru pred Mesiac a dostanete písmeno „P“.

Vďaka blízkosti Mesiaca k Zemi a jeho veľkej hmotnosti tvoria systém Zem-Mesiac. Mesiac a Zem sa otáčajú okolo svojich osí rovnakým smerom. Rovina obežnej dráhy Mesiaca je naklonená k rovine obežnej dráhy Zeme pod uhlom 5°9“.

Miesta, kde sa pretínajú obežné dráhy Zeme a Mesiaca, sa nazývajú uzly lunárnej obežnej dráhy.

Hviezdny(z lat. sideris - hviezda) mesiac je obdobie rotácie Zeme okolo svojej osi a rovnaká poloha Mesiaca na nebeskej sfére voči hviezdam. Je to 27,3 pozemského dňa.

synodický(z gréckeho synoda - spojenie) mesiac je obdobie úplnej zmeny lunárnych fáz, to znamená obdobie návratu Mesiaca do pôvodnej polohy vzhľadom na Mesiac a Slnko (napríklad od novu do nového mesiaca). V priemere je to 29,5 pozemského dňa. Synodický mesiac je o dva dni dlhší ako hviezdny mesiac, pretože Zem a Mesiac sa otáčajú okolo svojich osí rovnakým smerom.

Gravitačná sila na Mesiaci je 6-krát menšia ako gravitačná sila na Zemi.

Reliéf satelitu Zeme je dobre študovaný. Viditeľné tmavé oblasti na povrchu Mesiaca sa nazývajú „moria“ – sú to rozsiahle nížiny bez vody (najväčšia je „Oksan Bur“) a svetlé oblasti – „kontinenty“ – to sú horské, vyvýšené oblasti. Hlavnými planetárnymi štruktúrami mesačného povrchu sú prstencové krátery s priemerom do 20-30 km a viackruhové cirkusy s priemerom 200 až 1000 km.

Pôvod prstencových štruktúr je rôzny: meteorit, vulkanický a nárazovo výbušný. Okrem toho sú na povrchu Mesiaca trhliny, posuny, kupoly a zlomové systémy.

Štúdie kozmických lodí Luna-16, Luna-20, Luna-24 ukázali, že povrchové klastické horniny Mesiaca sú podobné pozemským magmatickým horninám - bazaltom.

Význam mesiaca v živote Zeme

Hoci hmotnosť Mesiaca je 27 miliónov krát menšia ako hmotnosť Slnka, je 374 krát bližšie k Zemi a má na ňu silný vplyv, pretože na niektorých miestach spôsobuje stúpanie (príliv) vody a inde odliv. Stáva sa to každých 12 hodín a 25 minút, pretože Mesiac urobí kompletnú rotáciu okolo Zeme za 24 hodín a 50 minút.

V dôsledku gravitačného vplyvu Mesiaca a Slnka na Zem, prílivy a odlivy(obr. 2).

Ryža. 2. Schéma výskytu prílivov a odlivov na Zemi

Najvýraznejšie a vo svojich dôsledkoch najdôležitejšie sú slapové javy vo vlnovej obálke. Sú to periodické vzostupy a poklesy hladiny oceánov a morí, spôsobené príťažlivými silami Mesiaca a Slnka (2,2-krát menej ako lunárny).

V atmosfére sa slapové javy prejavujú v poldenných zmenách atmosférického tlaku a v zemskej kôre - v deformácii pevnej hmoty Zeme.

Na Zemi sú 2 prílivy v bode najbližšom a najvzdialenejšom od Mesiaca a 2 odlivy v bodoch umiestnených v uhlovej vzdialenosti 90 ° od čiary Mesiac-Zem. Prideliť veľký príliv a odliv, ktoré sa vyskytujú pri novom mesiaci a splne a kvadratúra v prvom a poslednom štvrťroku.

Na otvorenom oceáne sú prílivové javy malé. Kolísanie hladiny vody dosahuje 0,5-1 m.Vo vnútrozemských moriach (Čierne, Baltské atď.) ich takmer necítiť. V závislosti od zemepisnej šírky a obrysov pobrežia kontinentov (najmä v úzkych zátokách) môže voda počas prílivu stúpnuť až o 18 m (záliv Fundy v Atlantickom oceáne pri pobreží Severnej Ameriky) , 13 m na západnom pobreží Okhotského mora. To vytvára prílivové prúdy.

Hlavný význam prílivových vĺn spočíva v tom, že pri pohybe z východu na západ po zdanlivom pohybe Mesiaca spomaľujú osovú rotáciu Zeme a predlžujú deň, menia tvar Zeme znížením polárnej kompresie, spôsobujú pulzáciu Zeme. zemské škrupiny, vertikálne posuny zemského povrchu, poldenné zmeny atmosférického tlaku, menia podmienky organického života v pobrežných častiach oceánov a napokon ovplyvňujú aj ekonomickú aktivitu prímorských krajín. V mnohých prístavoch môžu lode vstúpiť iba pri prílive.

Po určitom čase na Zemi opakujte zatmenia Slnka a Mesiaca. Môžete ich vidieť, keď sú Slnko, Zem a Mesiac na rovnakej čiare.

Eclipse- astronomická situácia, pri ktorej jedno nebeské teleso zakrýva svetlo z iného nebeského telesa.

Zatmenie Slnka nastane, keď sa Mesiac dostane medzi pozorovateľa a Slnko a zablokuje ho. Keďže Mesiac pred zatmením je obrátený k nám neosvetlenou stranou, pred zatmením je vždy nový mesiac, t. j. Mesiac nie je viditeľný. Zdá sa, že Slnko je pokryté čiernym kotúčom; pozorovateľ zo Zeme vidí tento jav ako zatmenie Slnka (obr. 3).

Ryža. 3. Zatmenie Slnka (relatívne veľkosti telies a vzdialenosti medzi nimi sú podmienené)

Zatmenie Mesiaca nastane, keď Mesiac, ktorý je v priamej línii so Slnkom a Zemou, spadne do kužeľovitého tieňa vrhaného Zemou. Priemer škvrny zemského tieňa sa rovná minimálnej vzdialenosti Mesiaca od Zeme – 363 000 km, čo je asi 2,5-násobok priemeru Mesiaca, takže Mesiac môže byť úplne zakrytý (pozri obr. 3).

Lunárne rytmy sú opakované zmeny intenzity a charakteru biologických procesov. Existujú lunárne-mesačné (29,4 dňa) a lunárne-denné (24,8 hodiny) rytmy. Mnoho zvierat a rastlín sa počas určitej fázy lunárneho cyklu rozmnožuje. Lunárne rytmy sú charakteristické pre mnohé morské živočíchy a rastliny pobrežnej zóny. Ľudia si teda všimli zmenu v blahobyte v závislosti od fáz lunárneho cyklu.

Základné informácie o mesiaci

© Vladimír Kalanov,
stránky"Poznanie je moc".

Mesiac je najbližšie veľké kozmické teleso k Zemi. Mesiac je jediným prirodzeným satelitom Zeme. Vzdialenosť od Zeme k Mesiacu: 384 400 km.

V strede povrchu Mesiaca, obráteného k našej planéte, sa nachádzajú veľké moria (tmavé škvrny).
Sú to oblasti, ktoré sú už veľmi dlho zaplavené lávou.

Priemerná vzdialenosť od Zeme: 384 000 km (min. 356 000 km, max. 407 000 km)
Priemer rovníka - 3480 km
Gravitácia - 1/6 zeme
Obdobie obehu Mesiaca okolo Zeme je 27,3 pozemského dňa
Doba rotácie Mesiaca okolo svojej osi je 27,3 pozemského dňa. (Obdobie otáčania okolo Zeme a obdobie otáčania Mesiaca sú rovnaké, čo znamená, že Mesiac je vždy obrátený k Zemi jednou stranou; obe planéty sa otáčajú okolo spoločného stredu umiestneného vo vnútri zemegule, takže sa všeobecne uznáva, že Mesiac obieha okolo Zeme.)
Hviezdny mesiac (fázy): 29 dní 12 hodín 44 minút 03 sekúnd
Priemerná obežná rýchlosť: 1 km/s.
Hmotnosť Mesiaca je 7,35 x 10 22 kg. (1/81 zemskej hmotnosti)
Povrchová teplota:
- maximum: 122 °C;
- minimum: -169°C.
Priemerná hustota: 3,35 (g/cm³).
Atmosféra: chýba;
Voda: nie je k dispozícii.

Predpokladá sa, že vnútorná štruktúra Mesiaca je podobná štruktúre Zeme. Mesiac má tekuté jadro s priemerom asi 1500 km, okolo ktorého je plášť hrubý asi 1000 km a horná vrstva je kôra pokrytá na vrchu vrstvou mesačnej pôdy. Najvrchnejšiu vrstvu pôdy tvorí regolit, šedá pórovitá látka. Hrúbka tejto vrstvy je asi šesť metrov a hrúbka mesačnej kôry je v priemere 60 km.

Ľudia túto úžasnú nočnú hviezdu pozorujú už tisíce rokov. Každý národ má piesne, mýty a rozprávky o Mesiaci. Navyše, piesne sú väčšinou lyrické, úprimné. Napríklad v Rusku je nemožné stretnúť človeka, ktorý by nepoznal ruskú ľudovú pieseň „The Moon Shines“ a na Ukrajine všetci milujú krásnu pieseň „Nich ​​Yaka Misyachna“. Nemôžem sa však zaručiť za všetkých, najmä za mladých ľudí. Predsa len, môžu sa, žiaľ, nájsť aj takí, ktorým sa „Rolling Stones“ a ich fatálne účinky viac pozdávajú. Ale neodbiehajme od témy.

Záujem o Mesiac

Ľudia sa o Mesiac zaujímali už od staroveku. Už v 7. storočí pred n. Čínski astronómovia zistili, že časové intervaly medzi rovnakými fázami mesiaca sú 29,5 dňa a dĺžka roka je 366 dní.

Približne v rovnakom čase v Babylone publikovali hviezdni hviezdy akúsi klinopisnú knihu o astronómii na hlinených tabuľkách, ktorá obsahovala informácie o mesiaci a piatich planétach. Pozorovatelia z Babylonu už prekvapivo vedeli vypočítať časové úseky medzi zatmeniami Mesiaca.

Nie oveľa neskôr, v VI. storočí pred naším letopočtom. Už grécky Pytagoras tvrdil, že Mesiac nesvieti vlastným svetlom, ale odráža slnečné svetlo na Zem.

Na základe pozorovaní boli už dávno zostavené presné lunárne kalendáre pre rôzne oblasti Zeme.

Pri pozorovaní tmavých oblastí na povrchu Mesiaca si prví astronómovia boli istí, že vidia jazerá alebo moria podobné tým na Zemi. To ešte nevedeli, že sa nedá hovoriť o žiadnej vode, pretože na povrchu Mesiaca dosahuje teplota cez deň plus 122°C a v noci mínus 169°C.

Pred príchodom spektrálnej analýzy a potom vesmírnych rakiet sa štúdium Mesiaca v podstate zredukovalo na vizuálne pozorovanie alebo, ako sa teraz hovorí, na monitorovanie. Vynález ďalekohľadu rozšíril možnosti štúdia Mesiaca aj iných nebeských telies. Prvky mesačnej krajiny, početné krátery (rôzneho pôvodu) a „moria“ následne začali dostávať mená významných ľudí, väčšinou vedcov. Na viditeľnej strane Mesiaca sa objavili mená vedcov a mysliteľov rôznych období a národov: Platón a Aristoteles, Pytagoras a Darwin a Humboldt a Amundsen, Ptolemaios a Koperník, Gauss a, Struve a Keldysh a Lorentz a ďalší.

V roku 1959 sovietska automatická stanica odfotografovala odvrátenú stranu Mesiaca. K existujúcim lunárnym hádankám pribudla ďalšia: na rozdiel od viditeľnej strany nie sú na odvrátenej strane Mesiaca takmer žiadne tmavé oblasti „morí“.

Krátery objavené na odvrátenej strane Mesiaca boli na návrh sovietskych astronómov pomenované po Julesovi Vernovi, Giordano Brunovi, Edisonovi a Maxwellovi a jedna z temných oblastí sa volala Moskevské more.. Názvy sú schválené Medzinárodnou astronomickou úniou.

Jeden z kráterov na viditeľnej strane Mesiaca sa volá Hevelius. Tak sa volal poľský astronóm Jan Hevelius (1611-1687), ktorý ako jeden z prvých prezrel Mesiac cez ďalekohľad. V rodnom meste Gdansk Hevelius, vzdelaný právnik a vášnivý milovník astronómie, vydal v tom čase najpodrobnejší atlas mesiaca, ktorý nazval „Selenografia“. Táto práca mu priniesla svetovú slávu. Atlas pozostával zo 600 fóliových strán a 133 rytín. Hevelius sám písal texty, robil rytiny a sám vytlačil vydanie. Nezačal hádať, ktorý zo smrteľníkov je hodný a ktorý nie je hodný vtlačiť svoje meno na večnú tabuľku lunárneho disku. Hevelius dal pozemské mená pohorím objaveným na povrchu Mesiaca: Karpaty, Alpy, Apeniny, Kaukaz, Rifeské (t. j. Ural) pohoria.

Veda nazhromaždila veľa poznatkov o Mesiaci. Vieme, že Mesiac svieti slnečným žiarením odrazeným od jeho povrchu. Mesiac je neustále na jednej strane otočený k Zemi, pretože jeho úplná rotácia okolo vlastnej osi a rotácia okolo Zeme sú rovnako dlhé a rovnajú sa 27 pozemským dňom a ôsmim hodinám. Ale prečo, z akého dôvodu vznikla taká synchronicita? Toto je jedna zo záhad.

Fázy mesiaca

Keď sa Mesiac otáča okolo Zeme, lunárny disk mení svoju polohu voči Slnku. Preto pozorovateľ na Zemi vidí Mesiac postupne ako úplný jasný kruh, potom ako kosáčik, ktorý sa stáva tenším kosáčikom, až kým kosák úplne nezmizne z dohľadu. Potom sa všetko opakuje: tenký kosáčik Mesiaca sa znova objaví a zväčší sa na polmesiac a potom na celý kotúč. Fáza, keď mesiac nie je vidieť, sa nazýva nový mesiac. Fáza, počas ktorej tenký "mesiac", objavujúci sa na pravej strane mesačného disku, rastie do polkruhu, sa nazýva prvá štvrtina. Osvetlená časť disku rastie a zachytáva celý disk – prišla fáza splnu. Potom sa osvetlený kotúč zmenšuje do polkruhu (posledná štvrtina) a ďalej klesá, až kým nezmizne zo zorného poľa úzky „mesiac“ na ľavej strane mesačného kotúča, t.j. opäť prichádza nový mesiac a všetko sa opakuje.

Úplná zmena fáz nastáva za 29,5 pozemského dňa, t.j. asi do mesiaca. Preto sa v ľudovej reči mesiac nazýva mesiac.

Vo fenoméne zmeny fáz mesiaca teda nie je nič zázračné. Tiež nie je zázrak, že Mesiac nespadne na Zem, hoci zažíva silnú gravitáciu Zeme. Nepadá, pretože gravitačná sila je vyvážená zotrvačnou silou pohybu Mesiaca na obežnej dráhe okolo Zeme. Funguje tu zákon univerzálnej gravitácie, ktorý objavil Isaac Newton. Ale ... prečo vznikol pohyb Mesiaca okolo Zeme, pohyb Zeme a iných planét okolo Slnka, aký bol dôvod, aká sila spočiatku prinútila tieto nebeské telesá sa takto pohybovať? Odpoveď na túto otázku treba hľadať v procesoch, ktoré prebiehali pri vzniku Slnka a celej slnečnej sústavy. Kde však možno získať informácie o tom, čo sa stalo pred mnohými miliardami rokov? Ľudská myseľ môže nahliadnuť do nepredstaviteľne vzdialenej minulosti aj do budúcnosti. Dokazujú to úspechy mnohých vied vrátane astronómie a astrofyziky.

Pristátie človeka na Mesiaci

Najpôsobivejšie a bez preháňania epochálne úspechy vedeckého a technického myslenia v 20. storočí boli: vypustenie prvej umelej družice Zeme v ZSSR 7. októbra 1957, prvý let človeka do vesmíru, ktorý vykonal Jurij Alekseeviča Gagarina 12. apríla 1961 a pristátie človeka na Mesiaci, ktoré uskutočnili Spojené štáty americké 21. júla 1969.

K dnešnému dňu sa po Mesiaci prešlo už 12 ľudí (všetci sú občanmi USA), no sláva vždy patrí tomu prvému. Neil Armstrong a Edwin Aldrin boli prví ľudia, ktorí kráčali po Mesiaci. Na Mesiac pristáli z kozmickej lode Apollo 11, ktorú pilotoval astronaut Michael Collins. Collins bol na kozmickej lodi, ktorá bola na obežnej dráhe okolo Mesiaca. Po dokončení prác na mesačnom povrchu odštartovali Armstrong a Aldrin z Mesiaca na lunárnom oddelení kozmickej lode a po zakotvení na lunárnej obežnej dráhe sa presunuli do kozmickej lode Apollo 11, ktorá potom zamierila k Zemi. Na Mesiaci astronauti robili vedecké pozorovania, fotili povrch, zbierali vzorky mesačnej pôdy a nezabudli na Mesiac zasadiť štátnu vlajku svojej domoviny.

Zľava doprava: Neil Armstrong, Michael Collins, Edwin "Buzz" Aldrin.

Prví astronauti ukázali odvahu a skutočné hrdinstvo. Tieto slová sú štandardné, ale plne platia pre Armstronga, Aldrina a Collinsa. Nebezpečenstvo by ich mohlo čakať v každej fáze letu: pri štarte zo Zeme, pri vstupe na obežnú dráhu Mesiaca, pri pristávaní na Mesiaci. A kde bola záruka, že sa vrátia z Mesiaca na loď pilotovanú Collinsom a potom bezpečne dosiahnu Zem? To však nie je všetko. Nikto dopredu nevedel, aké podmienky stretnú ľudí na Mesiaci, ako sa budú správať ich skafandre. Jediné, čoho sa astronauti nemohli báť, bolo, že sa neutopia v mesačnom prachu. Sovietska automatická stanica "Luna-9" v roku 1966 pristála na jednej z mesačných plání a jej prístroje hlásili: nie je žiadny prach! Mimochodom, generálny konštruktér sovietskych vesmírnych systémov Sergej Pavlovič Korolev ešte skôr, v roku 1964, výlučne na základe svojej vedeckej intuície, uviedol (a písomne), že na Mesiaci nie je žiadny prach. To samozrejme neznamená úplnú absenciu akéhokoľvek prachu, ale absenciu vrstvy prachu citeľnej hrúbky. V skutočnosti niektorí vedci skôr predpokladali prítomnosť vrstvy voľného prachu na Mesiaci s hĺbkou až 2-3 metre alebo viac.

Ale Armstrong a Aldrin boli osobne presvedčení o správnosti akademika S.P. Koroleva: Na Mesiaci nie je prach. Ale to už bolo po pristátí a pri vstupe na povrch Mesiaca bolo vzrušenie veľké: Armstrongova pulzová frekvencia dosiahla 156 úderov za minútu, skutočnosť, že pristátie sa uskutočnilo v „mori pokoja“, nebola veľmi upokojujúce.

Zaujímavý a neočakávaný záver založený na štúdiu vlastností povrchu Mesiaca urobili pomerne nedávno niektorí ruskí geológovia a astronómovia. Podľa ich názoru je reliéf strany Mesiaca privrátenej k Zemi veľmi podobný povrchu Zeme, ako tomu bolo v minulosti. Všeobecné obrysy mesačných „morí“ sú akoby odtlačkom kontúr zemských kontinentov, ktorými boli pred 50 miliónmi rokov, keď mimochodom takmer celá zem Zem vyzerala ako jeden obrovský kontinent. Ukazuje sa, že z nejakého dôvodu bol „portrét“ mladej Zeme vtlačený na povrch Mesiaca. Pravdepodobne sa to stalo, keď bol mesačný povrch v mäkkom, plastickom stave. Aký bol tento proces (ak nejaký bol, samozrejme), v dôsledku ktorého došlo k takémuto „fotografovaniu“ Zeme Mesiacom? Kto odpovie na túto otázku?

Vážení návštevníci!

Mesiac je satelitom našej planéty, ktorý od nepamäti priťahuje pohľady vedcov a len zvedavcov. V starovekom svete jej astrológovia aj astronómovia venovali pôsobivé pojednania. Básnici za nimi nezaostávali. Dnes sa v tomto zmysle zmenilo len málo: astronómovia starostlivo študujú obežnú dráhu Mesiaca, vlastnosti jeho povrchu a vnútra. Zostavovatelia horoskopov z nej tiež nespúšťajú oči. Vplyv satelitu na Zem skúmajú obaja. Astronómovia skúmajú, ako interakcia dvoch kozmických telies ovplyvňuje pohyb a ďalšie procesy každého z nich. Počas štúdia Mesiaca sa poznatky v tejto oblasti výrazne zvýšili.

Pôvod

Podľa vedcov Zem a Mesiac vznikli približne v rovnakom čase. Obe telesá majú 4,5 miliardy rokov. Existuje niekoľko teórií o pôvode satelitu. Každý z nich vysvetľuje určité črty Mesiaca, no ponecháva niekoľko nevyriešených otázok. Teória obrích kolízií sa dnes považuje za najbližšiu k pravde.

Podľa hypotézy sa planéta, veľkosťou podobná Marsu, zrazila s mladou Zemou. Náraz bol tangenciálny a spôsobil uvoľnenie do vesmíru väčšiny hmoty tohto kozmického telesa, ako aj určitého množstva pozemského „materiálu“. Z tejto látky vznikol nový objekt. Polomer obežnej dráhy Mesiaca bol pôvodne šesťdesiattisíc kilometrov.

Hypotéza obrovskej kolízie dobre vysvetľuje mnohé vlastnosti štruktúry a chemického zloženia satelitu, väčšinu charakteristík systému Mesiac-Zem. Ak však vezmeme za základ teóriu, niektoré fakty stále zostávajú nepochopiteľné. Nedostatok železa na satelite teda možno vysvetliť len tým, že v čase zrážky došlo na oboch telesách k diferenciácii vnútorných vrstiev. K dnešnému dňu neexistuje žiadny dôkaz, že sa niečo také stalo. A napriek tomu, napriek takýmto protiargumentom, je hypotéza o obrovskej zrážke považovaná za hlavnú na celom svete.

možnosti

Mesiac, rovnako ako väčšina ostatných mesiacov, nemá atmosféru. Našli sa len stopy kyslíka, hélia, neónu a argónu. Povrchová teplota v osvetlených a tmavých oblastiach je preto veľmi rozdielna. Na slnečnej strane môže stúpať na +120 ºС a na tmavej strane môže klesnúť na -160 ºС.

Priemerná vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom je 384 000 km. Tvar satelitu je takmer dokonalá guľa. Rozdiel medzi rovníkovým a polárnym polomerom je malý. Ich dĺžka je 1738,14 a 1735,97 km.

Úplná revolúcia Mesiaca okolo Zeme trvá o niečo viac ako 27 dní. Pohyb družice po oblohe je pre pozorovateľa charakterizovaný zmenou fáz. Čas od jedného splnu k druhému je o niečo dlhší ako uvedené obdobie a je približne 29,5 dňa. Rozdiel vzniká, pretože Zem a satelit sa tiež pohybujú okolo Slnka. Mesiac, aby bol vo svojej pôvodnej polohe, musí prekonať trochu viac ako jeden kruh.

Systém Zem-Mesiac

Mesiac je satelit, trochu odlišný od iných podobných objektov. Jeho hlavnou črtou v tomto zmysle je jeho hmotnosť. Odhaduje sa na 7,35 * 10 22 kg, čo je približne 1/81 rovnakého parametra Zeme. A ak samotná hmotnosť nie je vo vesmíre niečím nezvyčajným, potom je jej vzťah s charakteristikami planéty atypický. Hmotnostný pomer v systémoch satelitných planét je spravidla o niečo menší. Podobným pomerom sa môže pochváliť len Pluto a Cháron. Tieto dve vesmírne telesá sa pred časom začali charakterizovať ako sústava dvoch planét. Zdá sa, že toto označenie platí aj v prípade Zeme a Mesiaca.

Obežná dráha Mesiaca

Satelit vykoná jednu otáčku okolo planéty vzhľadom na hviezdy v hviezdnom mesiaci, ktorý trvá 27 dní, 7 hodín a 42,2 minúty. Obežná dráha Mesiaca má eliptický tvar. V rôznych obdobiach sa satelit nachádza buď bližšie k planéte, alebo ďalej od nej. Vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom sa mení z 363 104 na 405 696 kilometrov.

Pri dráhe satelitu je tu ešte jeden dôkaz v prospech predpokladu, že Zem so satelitom treba považovať za systém pozostávajúci z dvoch planét. Dráha Mesiaca sa nenachádza v blízkosti rovníkovej roviny Zeme (ako je typické pre väčšinu satelitov), ​​ale prakticky v rovine rotácie planéty okolo Slnka. Uhol medzi ekliptikou a trajektóriou satelitu je o niečo väčší ako 5º.

Obeh Mesiaca okolo Zeme ovplyvňuje mnoho faktorov. V tomto smere nie je určenie presnej trajektórie satelitu jednoduchou úlohou.

Trochu histórie

Teória vysvetľujúca pohyb Mesiaca vznikla v roku 1747. Autorom prvých výpočtov, ktoré vedcom priblížili pochopenie vlastností dráhy satelitu, bol francúzsky matematik Clairaut. Potom, vo vzdialenom osemnástom storočí, bola revolúcia Mesiaca okolo Zeme často uvádzaná ako argument proti Newtonovej teórii. Výpočty vykonané s použitím silne sa líšili od zdanlivého pohybu satelitu. Clairaut tento problém vyriešil.

Štúdiu tejto problematiky sa venovali takí známi vedci ako d'Alembert a Laplace, Euler, Hill, Puiseux a ďalší. Moderná teória revolúcie Mesiaca v skutočnosti začala prácou Browna (1923). Výskum britského matematika a astronóma pomohol odstrániť nezrovnalosti medzi výpočtami a pozorovaním.

Nie je to ľahká úloha

Pohyb Mesiaca pozostáva z dvoch hlavných procesov: rotácia okolo svojej osi a obeh okolo našej planéty. Nebolo by také ťažké odvodiť teóriu vysvetľujúcu pohyb satelitu, keby jeho dráhu neovplyvňovali rôzne faktory. Toto je príťažlivosť Slnka a vlastnosti tvaru Zeme a iných planét. Takéto vplyvy narúšajú obežnú dráhu a predpovedanie presnej polohy Mesiaca v určitom období sa stáva ťažkou úlohou. Aby sme pochopili, o čo tu ide, zastavme sa pri niektorých parametroch obežnej dráhy satelitu.

Vzostupný a zostupný uzol, línia apsid

Ako už bolo spomenuté, dráha Mesiaca je naklonená k ekliptike. Trajektórie dvoch telies sa pretínajú v bodoch nazývaných vzostupné a zostupné uzly. Sú umiestnené na opačných stranách obežnej dráhy vzhľadom k stredu systému, teda k Zemi. Pomyselná čiara, ktorá spája tieto dva body, sa označuje ako čiara uzlov.

Satelit je najbližšie k našej planéte v bode perigea. Maximálna vzdialenosť oddeľuje dve vesmírne telesá, keď je Mesiac vo svojom apogeu. Čiara spájajúca tieto dva body sa nazýva čiara apsidov.

Poruchy obežnej dráhy

V dôsledku vplyvu veľkého množstva faktorov na pohyb satelitu v skutočnosti ide o súčet viacerých pohybov. Pozrime sa na najvýraznejšie z vznikajúcich porúch.

Prvým z nich je regresia uzlov. Priamka spájajúca dva priesečníky roviny lunárnej obežnej dráhy a ekliptiky nie je upevnená na jednom mieste. Pohybuje sa veľmi pomaly opačným smerom (preto sa nazýva regresia) ako je pohyb satelitu. Inými slovami, rovina obežnej dráhy Mesiaca sa v priestore otáča. Jedna úplná revolúcia trvá 18,6 roka.

Posúva sa aj línia apsid. Pohyb priamky spájajúcej apocentrum a periapsis je vyjadrený rotáciou obežnej roviny v rovnakom smere ako sa pohybuje Mesiac. To sa deje oveľa rýchlejšie ako v prípade radu uzlov. Úplná revolúcia trvá 8,9 roka.

Okrem toho má lunárna dráha kolísanie určitej amplitúdy. Postupom času sa mení uhol medzi jeho rovinou a ekliptikou. Rozsah hodnôt je od 4°59" do 5°17". Rovnako ako v prípade línie uzlov je obdobie takýchto výkyvov 18,6 roka.

Nakoniec obežná dráha Mesiaca mení svoj tvar. Trochu sa natiahne a potom sa opäť vráti do pôvodnej konfigurácie. V tomto prípade sa excentricita obežnej dráhy (miera odchýlky jej tvaru od kruhu) mení z 0,04 na 0,07. Zmeny a návrat do pôvodnej polohy trvajú 8,9 roka.

Nie také jednoduché

V podstate štyri faktory, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri výpočtoch, nie je až tak veľa. Nevyčerpávajú však všetky poruchy obežnej dráhy satelitu. V skutočnosti každý parameter pohybu Mesiaca neustále ovplyvňuje veľké množstvo faktorov. To všetko komplikuje úlohu predpovedania presnej polohy satelitu. A zohľadnenie všetkých týchto parametrov je často najdôležitejšou úlohou. Napríklad výpočet dráhy Mesiaca a jeho presnosť ovplyvňuje úspešnosť misie kozmickej lode, ktorá je naň vyslaná.

Vplyv mesiaca na Zem

Satelit našej planéty je relatívne malý, no jeho dopad je jasne viditeľný. Snáď každý vie, že práve Mesiac tvorí príliv a odliv na Zemi. Tu musíme okamžite urobiť rezerváciu: Slnko tiež spôsobuje podobný efekt, ale kvôli oveľa väčšej vzdialenosti je slapový efekt hviezdy málo viditeľný. Okrem toho je zmena hladiny vody v moriach a oceánoch spojená aj so zvláštnosťami rotácie samotnej Zeme.

Gravitačný vplyv Slnka na našu planétu je asi dvestokrát väčší ako vplyv Mesiaca. Slapové sily však primárne závisia od nehomogenity poľa. Vzdialenosť oddeľujúca Zem a Slnko ich vyhladzuje, takže dopad Mesiaca blízko nás je mohutnejší (dvakrát výraznejší ako v prípade hviezdy).

Na tej strane planéty, ktorá je momentálne otočená k nočnej hviezde, sa vytvára prílivová vlna. Na opačnej strane je tiež príliv. Ak by bola Zem nehybná, vlna by sa pohybovala zo západu na východ a nachádzala by sa presne pod Mesiacom. Jeho úplná revolúcia by bola dokončená za 27 dní, teda za hviezdny mesiac. Obdobie okolo osi je však o niečo menej ako 24 hodín.V dôsledku toho vlna prechádza po povrchu planéty z východu na západ a jednu rotáciu dokončí za 24 hodín a 48 minút. Keďže sa vlna neustále stretáva s kontinentmi, pohybuje sa vpred v smere pohybu Zeme a vo svojom behu predbieha satelit planéty.

Vymazanie obežnej dráhy Mesiaca

Prílivová vlna spôsobí pohyb obrovskej masy vody. To priamo ovplyvňuje pohyb satelitu. Impozantná časť hmoty planéty je posunutá od spojnice oboch telies a priťahuje Mesiac k sebe. Výsledkom je, že satelit zažije vplyv momentu sily, ktorý urýchli jeho pohyb.

Zároveň kontinenty, ktoré narazia na prílivovú vlnu (pohybujú sa rýchlejšie ako vlna, keďže Zem rotuje vyššou rýchlosťou ako Mesiac), zažívajú silu, ktorá ich spomaľuje. To vedie k postupnému spomaľovaniu rotácie našej planéty.

V dôsledku slapovej interakcie dvoch telies, ako aj pôsobenia a uhlovej hybnosti sa satelit presunie na vyššiu obežnú dráhu. To znižuje rýchlosť Mesiaca. Na obežnej dráhe sa začína pohybovať pomalšie. Niečo podobné sa deje so Zemou. Spomaľuje, čo má za následok postupné predlžovanie dĺžky dňa.

Mesiac sa od Zeme vzďaľuje približne o 38 mm za rok. Štúdie paleontológov a geológov potvrdzujú výpočty astronómov. Proces postupného spomaľovania Zeme a odsunu Mesiaca sa začal asi pred 4,5 miliardami rokov, teda od momentu, keď sa vytvorili dve telesá. Údaje výskumníkov svedčia v prospech predpokladu, že skôr bol lunárny mesiac kratší a Zem sa otáčala vyššou rýchlosťou.

Prílivová vlna sa vyskytuje nielen vo vodách oceánov. Podobné procesy sa vyskytujú v plášti aj v zemskej kôre. Sú však menej nápadné, pretože tieto vrstvy nie sú také tvárne.

Odstránenie Mesiaca a spomalenie Zeme sa nestane navždy. Nakoniec sa doba rotácie planéty bude rovnať obdobiu rotácie satelitu. Mesiac sa bude „vznášať“ nad jednou oblasťou povrchu. Zem a satelit budú vždy otočené rovnakou stranou k sebe. Tu je vhodné pripomenúť, že časť tohto procesu už bola ukončená. Práve slapová interakcia viedla k tomu, že na oblohe je vždy viditeľná rovnaká strana Mesiaca. Vo vesmíre existuje príklad systému, ktorý je v takejto rovnováhe. Tie sa už volajú Pluto a Cháron.

Mesiac a Zem sú v neustálej interakcii. Nedá sa povedať, ktoré z telies má väčší vplyv na to druhé. Zároveň sú obe vystavené slnku. Významnú úlohu zohrávajú aj iné, vzdialenejšie, vesmírne telesá. Ak vezmeme do úvahy všetky takéto faktory, je dosť ťažké presne zostaviť a opísať model pohybu satelitu na obežnej dráhe okolo našej planéty. Obrovské množstvo nahromadených vedomostí, ako aj neustále sa zdokonaľujúce vybavenie však umožňuje kedykoľvek viac či menej presne predpovedať polohu satelitu a predpovedať budúcnosť, ktorá čaká každý objekt jednotlivo a systém Zem-Mesiac ako celý.

Vyzerá to ako hlúpa otázka a možno na ňu dokáže odpovedať aj stredoškolák. Napriek tomu nie je režim rotácie našej družice opísaný dostatočne presne a navyše je vo výpočtoch hrubá chyba – neberie sa do úvahy prítomnosť vodného ľadu na jej póloch. Stojí za to objasniť túto skutočnosť, ako aj pripomenúť, že veľký taliansky astronóm Gian Domenico Cassini bol prvým, kto poukázal na skutočnosť podivnej rotácie našej prirodzenej družice.

Ako sa mesiac otáča?

Je všeobecne známe, že zemský rovník je sklonený o 23° a 28' k rovine ekliptiky, teda k rovine najbližšie k Slnku, a práve táto skutočnosť spôsobuje striedanie ročných období, ktoré je mimoriadne dôležité pre život na našej planéte. Vieme tiež, že rovina obežnej dráhy Mesiaca je voči rovine ekliptiky naklonená pod uhlom 5° 9'. Vieme tiež, že Mesiac má vždy jednu stranu k Zemi. Práve od toho závisí pôsobenie slapových síl na Zemi. Inými slovami, Mesiac sa točí okolo Zeme za rovnaký čas, ktorý potrebuje na dokončenie úplnej rotácie okolo svojej vlastnej osi. Automaticky tak dostávame časť odpovede na otázku, ktorá je naznačená v nadpise: "Mesiac sa otáča okolo svojej osi a jeho perióda sa presne rovná perióde úplnej rotácie okolo Zeme."

Kto však pozná smer rotácie osi Mesiaca? Tento fakt nie je zďaleka známy každému a navyše astronómovia priznávajú svoju chybu vo vzorci na výpočet smeru rotácie, a to z dôvodu, že výpočty nezohľadnili prítomnosť vodného ľadu na póloch náš satelit.

Na povrchu Mesiaca v tesnej blízkosti pólov sú krátery, ktoré nikdy nedostávajú slnečné svetlo. V tých miestach je neustále chladno a je dosť možné, že v týchto miestach by sa mohli ukladať zásoby vodného ľadu dodávaného na Mesiac kométami dopadajúcimi na jeho povrch.

Pravdivosť tejto hypotézy dokázali aj vedci z NASA. Je to ľahko pochopiteľné, no vynára sa ďalšia otázka: „Prečo existujú oblasti, ktoré nie sú nikdy osvetlené Slnkom? Krátery nie sú dostatočne hlboké na to, aby skryli svoje rezervy, za predpokladu, že existuje celkovo priaznivá geometria."

Pozrite sa na fotografiu južného pólu Mesiaca:

Tento obrázok urobila sonda NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, kozmická loď na obežnej dráhe okolo Mesiaca, ktorá neustále fotografuje povrch Mesiaca, aby mohla lepšie plánovať budúce misie. Každá fotografia nasnímaná na južnom póle počas obdobia šiestich mesiacov bola binarizovaná tak, že každému pixelu osvetlenému Slnkom bola priradená hodnota 1, zatiaľ čo pixelom v tieni bola priradená hodnota 0. Tieto fotografie boli potom spracované určením pre každý pixel. percento pixelov času, kedy bola osvetlená. V dôsledku „osvetlenia mapy“ vedci zistili, že niektoré oblasti zostávajú vždy v tieni a niekoľko (sopečné hrebene alebo vrcholy) zostáva pre Slnko vždy viditeľné. Odtiene šedej namiesto toho, aby odrážali oblasti, ktoré prešli obdobím osvetlenia, ktoré sa stmieva. Naozaj pôsobivé a poučné.

Vráťme sa však k našej otázke. Na dosiahnutie tohto výsledku, konkrétne prítomnosti veľkých plôch neustále v úplnej tme, je potrebné, aby os rotácie Mesiaca smerovala doprava najmä vzhľadom na Slnko, ktoré je prakticky kolmé na ekliptiku.

Lunárny rovník je však voči ekliptike naklonený iba o 1° 32'. Zdalo by sa to ako bezvýznamný ukazovateľ, no naznačuje, že na póloch nášho satelitu je voda, ktorá je vo fyzickom stave – ľad.

Túto geometrickú konfiguráciu už študoval a preložil do zákona astronóm Gian Domenico Cassini v roku 1693 v Ligúrii počas štúdia prílivov a odlivov a ich vplyvu na satelit. Pokiaľ ide o mesiac, znejú takto:

1) Rotačná perióda Mesiaca je synchronizovaná s periódou rotácie okolo Zeme.
2) Os rotácie Mesiaca je udržiavaná v pevnom uhle voči rovine ekliptiky.
3) Osi rotácie, normály k obežnej dráhe a normály k ekliptike ležia v rovnakej rovine.

Po troch storočiach boli tieto zákony nedávno testované pomocou modernejších metód nebeskej mechaniky, čo potvrdilo ich presnosť.