Данные о Луне
Данные о Луне
Орбита Луны наклонена на 5,9 градуса к земной орбите [Марков, 1955]. Линия скрещения плоскостей орбит Земли и Луны совершает оборот за 18,6 года [Марков, 1955].
Орбита Луны приметно эллиптическая, и потому во время затмений Луна или стопроцентно закрывает Солнце, или со всех боков остаётся светящийся солнечный ободок (если Луна далековато от Земли). Расстояние до Луны колеблется в интервале 363 000 — 405 500 км.
Движение Луны по орбите усложнено также притяжением к Солнцу: когда Луна поближе к нему, чем Земля, она притягивается посильнее Земли; когда далее — слабее (приливные силы действуют на систему Земля-Луна аналогично тому, как они действуют на каждое из 2-ух тел в отдельности, но существенно посильнее).
Самое древнее упоминание о затмении Солнца Луной содержится в китайской хронике конца IX века до нашей эпохи. Затмение было особенным, потому что вышло во время восхода Солнца. Это позволило точно датировать событие: 21 апреля 899 г [Двойной восход Солнца, 1987]. Полное совпадение времени затмений по китайским хроникам и по астрономическим вычислениям — одно из опровержений лженаучных попыток «уменьшить» людскую историю в пару раз.
Масса Луны — 0,012 земной массы, либо 7,33*1025 г (Луна в 81,5 раз легче Земли). До недавнешнего времени система Земля-Луна числилась самой двойной планеткой (основное тело и спутник поближе всего друг к другу по размеру), но сейчас первенство по этому показателю перебежало к системе Плутон-Харон.
Поперечник Луны — 3 476 км, приблизительно четверть земного (0,27). Площадь поверхности — 7,5% земной поверхности (площадь Северной и Южной Америк совместно). Объём — в 50 раз меньше Земли.
Плотность Луны существенно меньше плотности Земли — 3,34 г/см3. Это очень принципиальный параметр, на основании которого судят о происхождении Луны (см. ниже).
Сила тяжести в 6 раз слабее, чем на Земле (0,16 земной). По словам Нейла Армстронга: «… чувство притяжения на Луне приятнее, чем земное, и даже приятнее состояния невесомости» [Улубеков, 1984].
Температура колеблется от минус 160 до плюс 120 градусов Цельсия (в полночь и в полдень). По более поздним данным — от минус 155 до плюс 105 градусов Цельсия.
Воды и атмосферы на Луне нет. Конкретно из-за этого есть такие резкие перепады температуры. Из-за этого нет и полутеней. Днем и вечерком приподнятые участки (горы, кратеры) отбрасывают длинноватые чёткие тени и в особенности отлично видны с Земли в телескоп. Линия, разделяющая освещённую и неосвещённую часть Луны, именуется терминатором.
Луна в среднем желтовато-коричневая. Самые калоритные точки отражают 22% света, самые тёмные («моря») — 4 — 5%. Означает, веществ вроде мела либо снега там нет [Марков, 1955]. Луна по цвету сходна с вулканическим пеплом, и спектр цветности там меньше, чем на Земле.
Сверху лунная поверхность покрыта узким слоем пыли (несколько см), под которым до глубины 4 — 12 м лежит лунный реголит — маленький обломочный материал, выброшенный из маленьких кратеров. Дальше до глубины 30 м находятся выбросы из огромных кратеров. Дальше до 1 км — трещиноватый базальт. По последней мере, такое строение имеет лунная поверхность в посадочном месте земных аппаратов [Жарков, 1983].
На поверхности Луны есть «моря» — сухие и поболее тёмные низкие области, «континенты» — более светлые и несколько возвышенные области, горы в виде колец, метеоритные кратеры (с крутой возвышенностью посреди) и метеоритные цирки (без центральной горки), цепочки кратеров (см. ниже). Из «морей» более значительны Океан Бурь, Море Ясности, Море Спокойствия, Море Дождиков, Море Обилия, Море Кризисов. Последние два размещены рядом, что легло в базу неких анекдотов относительно планов Русского Союза по освоению Луны (по ошибке не там сели).
На теоретическом уровне в южной полярной области Луны вероятен лёд в кратерах, потому что Солнце там никогда не светит, и температура составляет минус 230 градусов Цельсия [Лёд на Луне! 1995]. Может быть слой льда и снега в 50 см — от ледяных метеоров. Южноамериканская станция «Клементина» в 1994 г. зафиксировала необыкновенный нрав радиосигналов в районе южного полюса. Таким должно быть отражение от разрозненных пятен снега и льда. Для проверки планировался пуск зонда «Lunar Prospector» в сентябре 1997 г. [В поисках лунной воды, 1997]. Зонд был запущен в январе 1998 г., измерил энергию нейтронов, возникающих в лунном грунте от галлактических лучей. Понятно, что вода замедляет нейтроны. По этим данным считается, что на Луне нет сплошного ледяного покрова нигде, но есть кристаллики льда в лунном реголите (от 0,3 до 1% массы в кратерах на полюсах). Станция через какое-то время была переведена на более низкую орбиту (100 — 20 км), чтобы возросла её разрешающая способность и найдены были кратеры, где воды в особенности много [Бережной, 1999]. Убедительных результатов не было, и станция была ориентирована в один из кратеров, где разбилась со скоростью 1 км/с. Возлагали надежды, что при ударе водяной пар будет выброшен в окололунное место и увиден с Земли, но последствия падения не были видны [«Lunar Prospector»…, 2000].
Основная бомбардировка Луны метеорами происходила от 4,6 до 3,5 млрд годов назад, но есть и относительно недавнешние кратеры, которые отличаются «лучами» — прямыми расходящимися во все стороны выбросами вещества, которые не успели потемнеть. Лучи, к примеру, тянутся от кратеров Коперник и Тихо. Они видны даже в подзорную трубу. Кратер Коперник появился «всего» 800 миллионов годов назад (возраст определяется по количеству более юных маленьких кратеров поверх старенького кратера). Понятно до 300 систем лучей [Марков, 1955].
Некие лунные метеоритные кратеры добиваются поперечника 150 — 200 км, чего нету на Земле. Есть остатки кратеров ещё большего размера. Море Дождиков — это прошлый кратер поперечником 1 000 км, заполнившийся лавой, поднявшейся после удара по трещинкам.
На Луне есть цепочки очевидно взаимосвязанных одновозрастных кратеров. Ранее задумывались, что один из таких кратеров основной, а другие вторичные (падало вещество, выброшенное при первом ударе). После кометной бомбардировки Юпитера в 1994 г. (см. ниже) появилась догадка, аналогично объясняющая эти цепочки: Луна поначалу разрывает подходящее к ней тело приливными силами, осколки выстраиваются один за одним на орбите и, совершив половину витка, бомбардируют крутящуюся Луну один за одним [Происхождение кратерных цепочек на Луне, 1994]. На Луне также известны альбедные аномалии, которые не появляются в рельефе. Может быть, это следы столкновения с кометами [Бережной, 1999].
Самые высочайшие лунные горы добиваются 8 км, другими словами соразмерны самым высочайшим земным горам.
На оборотной стороне Луны несколько меньше «морей», но в остальном обе стороны Луны сходны. Море Восточное — старый кратер поперечником 900 км, который окружён несколькими грядами кольцевых гор, как будто по воде от брошенного камешка побежали и застыли несколько радиальных волн. Другие «моря» (Изобретателей, Москвы) не значительны по площади.
По современным представлениям у Луны есть маленькое и, может быть, стальное ядро (исходя из отсутствия магнитного поля и сравнимо малой плотности). Дальше идёт зона отчасти расплавленного вещества (наличием её разъясняют зарегистрированные устройствами лунотрясения). Дальше — мантия. Дальше — кора. На видимой стороне Луны кора имеет толщину 60 км, на оборотной — 100 км [Жарков, 1998]. Из-за различий в мощности коры центр массы на 2 км смещён к Земле [Жарков, 1983]. Различия в мощности коры пока не объяснены, но неравномерность характеристик на оси Земля-Луна навряд ли случайна.
Сейсмические станции, установленные на Луне экипажами «Аполлон» регистрировали сотрясения от ударов метеоров, падений галлактических аппаратов, также фактически лунотрясения [Кусков, 1998]. Эти данные позволяют утверждать, что плотность лунных недр практически не растет с глубиной, а давление в центре Луны соответствует земному на глубине 150 км. Лунная кора видимой стороны обязана иметь толщину 58 км, верхняя мантия залегать на глубинах 58 — 270 км, средняя мантия — 270 — 500 км, нижняя мантия — от 500. Дальше по нраву распространения сейсмических волн ясно, что до глубины 1000 — 1200 км никакого ядра у Луны нет, но в самом центре всё-таки может быть стальное ядро радиусом 300 — 400 км либо сульфидное ядро (FeS) радиусом 480 — 600 км. В общем, если ядро есть, то оно малюсенькое.
Суммарная годичная энергия лунотрясений на 9 порядков меньше, чем землетрясений [Жарков, 1983].