Спутники планет земной группы. Интересные факты о луне

Луна сама по себе уже уникальна тем, что это единственный сферический спутник на орбите . Считается, что причиной такой формы является то, что ее масса достаточно велика для равномерного притяжения материи по направлению к центру спутника.

Размер Луны составляет чуть более одной четвертой диаметра Земли (3475 км) и это тоже уникальное явление. Пока еще астрономам не удалось обнаружить у какой-либо планеты спутника с большими или хотя бы такими же размерами относительно размеров планеты.

Однако, не смотря на столь значительные для спутника размеры, масса Луны сравнительно невелика. Это же указывает и на низкую плотность спутника. Объяснение этого явления заключается в причине формирования Луны. У ученых есть версия, что в период зарождения Земли с нашей планетой столкнулось какое-то огромное космическое тело размером с . В результате такого столкновения на орбиту Земли было выброшено большое количество внешней мантии и коры. Постепенно объединяясь под действием гравитационных сил, материал сформировал спутник, который мы сегодня знаем как Луну. Учитывая, что внешняя мантия Земли намного менее плотная, чем внутренние слои, такая концепция позволяет в какой-то мере объяснить низкую плотность Луны.

Наблюдения с Земли позволяют рассмотреть многочисленные кратеры на поверхности Луны. Причина существования такого рельефа достаточно проста. В отличие от Земли, Луна не является геологически активным телом, у нее нет атмосферы, и не наблюдается вулканической активности. Именно поэтому поверхность Луны столетиями остается неизменной.

На приведенной ниже схеме выделены восемь различных фаз Луны: полная Луна, растущий месяц, первая четверть, растущая Луна, полнолуние, убывающая луна, третья четверть и спадающий месяц.

Структура Луны

Луна является дифференцированным космическим телом и по своей структуре подразделяется на кору, мантию и ядро. Несмотря на то, что Луна является вторым (после Ио) по плотности спутником в Солнечной системе, его внутреннее ядро считается очень небольшим по размерам, так как его диаметр составляет всего лишь порядка 700 километров, что является незначительным показателем относительно размеров спутника.

У внутреннего ядра оболочка насыщена железом и имеет радиус около 240 километров. Внешнее же ядро также в основной своей массе состоит из железа, только расплавленного, его толщина составляет примерно 300 километров.

Так же у лунного ядра существует частями расплавленный пограничный слой. Согласно расчетам планетологов, он образовался в результате процессов фракционной кристаллизации огромного магматического океана 4,5 млрд. лет назад. Толщина данного слоя составляет порядка 480 километров.

Как и Земли, мантия Луны состоит в основном из ультраосновных пород, который в отличие от тех, что содержатся в коре, содержат незначительные примеси окислов кремния и достаточно большое количество железа и магния. Оливин и пироксен являются главными породообразующими минералами.

Средняя толщина лунной коры составляет порядка 50 километров. Из-за периодических лунотрясений, вызванных гравитацией Земли, в ней могут появляться трещины.

Первый человек на Луне

На поверхности Луны посчастливилось погулять двенадцати представителям человечества. Начало положил Нил Армстронг в 1969 году в рамках миссии Apollo 11, а последним на текущий момент был Джин Сернан в 1972 году с миссией Apollo 17. С 1972 года полеты людей на Луну были прекращены, а изучение спутника Земли осталось в сфере автоматических космических аппаратов.

В ближайшем будущем человек может вновь посетить Луну. С этим связаны планы ведущих космических агентств, таких как NASA, Роскосмос и ЕКА. Возможно, уже в 2020-х годах на Луне появится первая космическая станция.

Первый шаг человека на Луне

“Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества” , — эту знаменитую фразу произнес Нил Армстронг спустившись на поверхность Луны.

У Луны нет темной стороны. Обе стороны Луны получают одно и то же количество солнечного света, но с учетом того, что Луна связана с Землей приливными силами, земляне всегда могут наблюдать только одну ее сторону. Эта сторона отражает солнечный свет и люди могут рассматривать ее даже невооруженным взглядом, тогда информация о так называемой «темной стороне» была получена при помощи космических аппаратов.

Отливы и приливы на Земле осуществляются именно при помощи Луны. Они возникают как результат ее гравитационного притяжения. Приливы происходят на той стороне Земли, которая в данный момент обращена к Луне, тогда как на другой стороне происходят отливы.

Каждый год Луна медленно удаляется от Земли, примерно на 3,8 сантиметров. По расчетам ученых данный процесс будет продолжаться еще 50 миллиардов лет.

Если бы вы находились на Луне, то весили бы намного меньше. Лунная гравитация гораздо слабее, чем гравитация Земли. Это связано с тем, что ее масса значительно меньше. То есть ваш вес на Луне составил бы всего лишь одну шестую (около 16,5%) от вашего земного веса.

В 50-е годы США планировало взорвать атомную бомбу на Луне. Секретный проект был разработан в разгар холодной войны и носил название «Проект A119». Основной целью такого неординарного плана было продемонстрировать СССР военное и космическое превосходство. К счастью, затея так и не была осуществлена.

У Луны нет атмосферы. Поверхность спутника Земли абсолютно не защищена от космических лучей, метеоритов, астероидов, комет и солнечных ветров. Вот почему на Луне наблюдают такие огромные колебания температуры, а вся ее поверхность покрыта кратерами. Отсутствие атмосферы также означает, на Луне невозможно услышать ни единого звука, а небо всегда черное.

На Луне происходят толчки. Гравитационное притяжение Земли приводит к небольшим лунотрясениям, которые происходят в нескольких километров под поверхностью и образуют небольшие разрывы и трещины. Считается, что Луна имеет расплавленное ядро как у Земли.

Луна является пятым по величине естественным спутником в Солнечной системе. Она намного меньше, чем главные спутники

Земля является третьей по счёту, следующей за Венерой, планетой Солнечной системы. Она является самой крупной, и по размерам, и по массе планетой из всех планет, имеющих твёрдую поверхность (планеты-гиганты состоят из газа и по своему составу подобны скорее Солнцу, чем планетам земной группы).
Земля образовалась около 4,6 млрд. лет назад из того же газопылевого облака, что и Солнце и другие планеты Солнечной системы. С самого начала она обладала рядом уникальных условий, которые выделили её среди других планет Солнечной системы и сделали возможным возникновение на Земле жизни. Первоначально возникнув из холодного твёрдого вещества, в результате сжатия и ядерных реакций распада в её недрах тяжёлых радиоактивных элементов, Земля стала разогреваться, в результате твёрдые породы в её недрах расплавились, а в её центре образовалось жидкое металлическое ядро. На Земле началась крайне интенсивная тектоническая и вулканическая деятельность, сопровождавшаяся выбросом в атмосферу различных газов и водяных паров. Затем Земля несколько остыла и водяные пары выпали из атмосферу на поверхность планеты, сформировав большой океан. В океане, в воде которого было растворено огромное количество органических соединений, возникли идеальные условия для зарождения жизни, и очень скоро, совсем через небольшой промежуток времени после возникновения Земли, на ней появились первые микроорганизмы.
Первоначально в атмосфере Земли было большое количество метана и углекислого газа, однако в результате деятельности живых организмов её состав изменился, в неё было выброшено большое количество кислорода, который закрыл поверхность Земли от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца, и это сделало возможным развитие жизни уже не только в океане, но и на поверхности суши. Сейчас в атмосфере Земли 77% азота, 21% кислорода и небольшое число других газов.

Шарообразность Земли была установлена довольно давно, ещё древнегреческими астрономами. С утверждением гелиоцентрической системы стало понятно, что Земля не является центром мира, а одной из планет Солнечной системы. Стало понятно, что происходящая на Земле смена дня и ночи является следствием вращения Земли вокруг своей оси, а движение Земли по орбите вокруг Солнца является причиной смены времён года. Орбита Земли близка к круговой.

Характеристики Земли

средний радиус орбиты: 149,600,000 км
диаметр: 12,756 км
масса: 5.97*10^24 кг
средняя плотность 5,515 г/куб. см.
наклон плоскости экватора к орбите 23°27"
период обращения по орбите 1 год = 365,256 суток
период обращения вокруг своей оси 1 звёздные сутки = 23 часа 56 мин 4,099 сек

После запуска первых космических аппаратов люди смогли узнать, как выглядит Земля из космоса:

Конечно, о Земле люди знают намного больше, чем о других планетах Солнечной системы. Задолго до современности люди расселились по всем континентам, кроме Антарктиды. В тоже время запуск космических аппаратов позволил нам лучше изучить и свою собственную планету.

Большая часть поверхности Земли (около 70%) покрыта океаном. Кора (твёрдая внешняя оболочка, под которой находится слой расплавенных пород), неоднородна, и если под континентами её толщина может составлять до 60-70 км, под океанами она значительно тоньше - менее 30 км. Кроме этого, кора разделена на большие участки - литосферные плиты, которые медленно перемещаются относительно друг друга, и это приводит к постоянному изменению облика Земли, например, около 200 млн. лет назад отдельных континетов не существовало, а вся суша была объедиена в один огромный суперконтинент - Пангею. Продолжается на Земле и активная вулканическая деятельность - на сегодняшний день действующих вулканов насчитывается более 800.
Наличие достаточно мощной атмосферы и быстрое вращение Земли вокруг своей оси, а также влияние океана приводит к тому, что суточные перепады температур на её поверхности незначительны. В то же время климат в различных её областях может довольно существенно различаться. Зарегистрированные рекорды температуры на поверхности Земли - +58°С (в Сахаре) и -90°С (а Антарктиде). Средняя температура поверхности Земли около +12°С. В настоящее время на Земле наблюдается небольшой парниковый эффект, из-за которого температура повышена примерно на 35 градусов. Происходящее сейчас вследствие деятельности человека увеличение содержания углекислого газа в атмосфере может послужить причиной усиления парникового эффекта и привести к потеплению климата.

По сравнению с другими планетами земной группы Земля имеет мощное магнитное поле. Магнитное поле простирается на многие десятки тысяч километров от Земли, простираясь даже до орбиты Луны. Магнитное поле останавливает частицы солнечного ветра, не позволяя им напрямую долетать до Земли. В периоды солнечной активности поток заряженных частиц, летящих от Солнца увеличивается, наблюдаются их мощные кратковременные выбросы, происходящие в результате солнечных вспышек, эти мощные потоки, влетая в магнитное поле Земли, приводят к возмущениям в нём - магнитным бурям. Вблизи магнитных полюсов часть заряженных частиц, из которых состоит солнечный ветер, влетает в атмосферу Земли, вызывая в ней полярные сияния.

У Земли имеется всего один спутник - Луна. Зато Луна входит в группу крупнейших спутников в Солнечной системе.

Характеристики Луны

Радиус орбиты 384,000 км
Диаметр 3476 км
Масса 7.35*10^22 кг

Луна - второе по яркости светило, после Солнца, на земном небе. Весьма интересен тот факт, что видимый диаметр Луны почти в точности равен видимому диаметру Солнца, во время полных солнечных затмений диск Луны как раз точно закрывает диск Солнца.

Период обращения Луны вокруг Земли 27 сут 7 час 43 мин. Однако, поскольку Земля вращается вокруг Солнца, то при наблюдении с поверхности Земли период смены лунных фаз получается большим - 29 сут 12 час 44 мин (т. н. синодический период, в отличие от первого, сидерического периода). Наблюдения за сменой лунных фаз были использованы при создании календаря (такая единица календаря, как месяц, примерно, равна периоду обращения Луны вокруг Земли). Луна оказывает существенное влияние на процессы, протекаюшие на Земле - под влиянием лунной гравитации происходят приливы и отливы, а процессы жизнедеятельности многих живых организмов синхронизированы со сменой лунных фаз.
Под влиянием приливных сил, вызванных на самой Луне земным тяготением, вращение луны вокруг своей оси замедлилось и теперь Луна повёрнута к Земле всё время только одной стороной (т. е. период обращения Луны вокруг своей оси равен её периоду обращения вокруг Земли). Обратная сторона Луны долгое время была недоступной наблюдению, пока в 1959 г. не была впервые сфотографирована советским космическим аппаратом "Луна-3".

Луна примерно в 4 раза меньше Земли по размерам и в 81 раз по массе. Предположительно, она образовалась в то же время, что и Земля и состоит из точно таких же горных пород. Слабое тяготение Луны не способно удерживать вокруг неё атмосферу. Вследствие этого поверхность Луны представляет собой безжизненную каменную пустыню, с очень большим перепадом температур между освещённой Солнцем частью поверхности и её теневой стороной - от -170°С до +130°С. До посещений Луны космическими аппаратами некоторыми высказывалось предположение о том, что Луна покрыта слоем пыли, в результате постоянной бомбардировки её меторитами, однако после изучения её поверхности было установлено, что поверхность Луны твёрдая, а мелкие частицы пыли и грунта, образовывавшиеся от ударов метеоритов, образовали пористую спёкшуюся массу, обладающую очень низкой теплопроводностью. Благодаря этому уже на сравнительно небольшой глубине в лунном грунте перепад температур значительно меньше, чем на поверхности.
Характерной деталью. лунного рельефа являются кратеры. Считается, что большинство кратеров образовалось очень давно, более 3,5 морд лет назад, в результате столкновений со всякими крупными метеоритами. В те давние времена на Луне протекала и интенсивная вулканическая деятельность - т. н. лунные "моря", т. е. гладкие тёмные участки на лунной поверхности образовались именно в результате вытекания на поверхность Луны расплавленной лавы.

фото - кратер Эратосфен

Луна находится близко к Земле и с начала эры космических полётов была довольно неплохо изучена космическими аппаратами. Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, была "Луна-2", запущенная в 1959 г. Луна до сих пор остаётся единственным небесным телом за пределами Земли, которое решили посетить люди. В 1969-1972 г. американцы осуществили т. н. программу "Апполон", в ходе которой было организовано 6 пилотируемых полётов к Луне. В ходе этих полётов американские астронавты также высадились на поверхность Луны и затем вернулись обратно. Луна также является единственным небесном телом, образцы с поверхности которого были доставлены на Землю (американцами в ходе экспедиций Апполона, а также советскими автоматическими станциями).

фото - образцы лунных пород

Для Луны составлены очень подробные карты поверхности (последнее, наиболее точное картографирование было проведено в 1999 г. запущенным НАСА космическим аппаратом "Лунар Проспектор").