Dom, projekt, remont, wystrój.  Dziedziniec i ogród.  Własnymi rękami

Dom, projekt, remont, wystrój. Dziedziniec i ogród. Własnymi rękami

» Olesya to odległość od Ziemi do Księżyca. Odległość od ziemi do księżyca

Olesya to odległość od Ziemi do Księżyca. Odległość od ziemi do księżyca

Księżyc jest sferycznym, skalistym ciałem kosmicznym. Brak w nim atmosfery i jakichkolwiek oznak życia. W porównaniu z naszą planetą, której jest jedynym satelitą. Średnica satelity wynosi około jednej czwartej średnicy Ziemi. Na długo przed rozpoczęciem wszelkiego rodzaju badań ludzie zdali sobie sprawę, że księżyc jest pełen tajemnic i tajemnic.

W kontakcie z

Należy do największych naturalnych satelitów planet Układu Słonecznego. Gęstość gleby jest stosunkowo niska, a próbki pobrane z powierzchni do szczegółowej analizy do dziś dezorientują naukowców. Zgodnie z teorią pochodzenia „narodził się” około 4,1 miliarda lat temu.

Ruch drogowy

Średnia odległość od księżyca do Ziemi wynosi 384 400 km, liczba ta obejmuje w przybliżeniu 60 promieni naszej planety. W zależności od momentu ruchu jedynego satelity Ziemi na orbicie eliptycznej zmienia się stopień jego bliskości do planety oraz widoczne dla obserwatora wymiary. W perygeum satelita jest oddalony od Ziemi o 363104 kilometry. Kiedy ciało niebieskie osiąga punkt kulminacyjny, najkrótszy odległość między środkami Ziemi i Księżyca wynosi 406.696 kilometrów. Zasięg różnicy odległości sięga 43592 km.

Obserwując ruch tego ciała niebieskiego po firmamencie, można wpaść pod wpływ złudzenia optycznego. Kiedy znajduje się wysoko i jest otoczony nieskończoną przestrzenią, jego wymiary są postrzegane jako znacznie mniejsze niż w rzeczywistości. W bliskiej odległości od ziemskiego horyzontu Księżyc może wydawać się mieć dużą średnicę.

Ze względu na to, że satelita zbliża się do planety, a następnie od niej oddala, zmienia się również jasność powierzchni księżyca. Badania dowodzą, że satelita nie tworzy poświaty, ale odbija około siedmiu procent rozproszonego światła słonecznego. Cecha ta charakteryzuje się warstwą regolitu powstałą w wyniku zderzeń z meteorytami. Cząsteczki gruzu mają wielkość od najmniejszej do największej i mogą pokryć powierzchnię od kilku mikronów do kilkudziesięciu metrów.

Od czego zależy ruch?

Ruch Księżyca po jego orbicie wynika z wpływu na niego przyciągania Ziemi i Słońca. Co więcej, Słońce przyciąga je do siebie w znacznie większym stopniu niż nasza planeta. Oprócz najjaśniejszej gwiazdy w Układzie Słonecznym, ruch Księżyca to połączenie wielu parametrów:

Ruch Księżyca po orbicie można porównać do spirali, która stopniowo się rozwija.

Odległość między Ziemią a Księżycem

Odległość między Ziemią a Księżycem wartość nie jest stała. Starożytny naukowiec Hipparch z Nicei w II wieku p.n.e. był w stanie obliczyć tę odległość. Otrzymał liczbę równą trzydziestu ziemskim średnicom, czyli 384 000 kilometrów.

Wielkość średnicy był w stanie zmierzyć inny starożytny grecki matematyk i astronom Eratostenes z Cyreny. Postawił słup pionowo w pobliżu budynku biblioteki i zmierzył długość rzucanego przez niego cienia. Następnie określił najmniejszy kąt, jaki tworzy promień słońca, gdy spada na słup. Rezultatem jest stopień równy siódmym. Wiedząc, że w dniu przesilenia letniego w mieście Siena Słońce znajduje się w zenicie, a odległość od Sieny do Aleksandrii wynosi 5000 stadiów, Eratostenes stwierdził: 5000 stadiów to 7 stopni południka Ziemi. Pełny południk to 360 stopni, czyli około 250 000 stadiów.

Jak znaleźć odległość do satelity?

Istnieje kilka metod pomiaru odległość od ziemi do księżyca:

  • Najprostszy opiera się na ich wymiarach kątowych.

Wymiary te są takie same, ponieważ podczas całkowitego zaćmienia Słońca dysk słoneczny jest całkowicie przesłonięty przez dysk księżycowy. Do pomiaru nadaje się zwykła drzazga. Jeśli umieścisz drzazgę w wyciągniętej dłoni, to stosunek jej szerokości do długości do oka jest wielkością kątową Księżyca w radianach. Ta wartość to 0,0087. Zamiana radianów na stopnie daje około 0,5. Znając promień Ziemi i wielkość kątową naszego satelity, łatwo się o tym dowiedzieć odległość do ciała niebieskiego... Za pomocą obliczeń geometrycznych jest odległość równa 30 średnicom naszej planety.

  • Korzystanie z laserowej metody dalmierza.

Wiązka laserowa jest kierowana z powierzchni Ziemi do odblaskowych reflektorów zainstalowanych na Księżycu przez astronautów ponad czterdzieści lat temu. Porusza się ze znaną prędkością światła i po dotarciu do reflektora wraca. Ścieżka wiązki wynosi około jednej sekundy. Naukowcy rejestrują określony czas i obliczają dokładną odległość do naszego satelity. Ta metoda pomiaru pomogła ustalić, co zmienia trajektorię oddalania się od planety o kilka centymetrów rocznie.

  • Metoda triangulacji (z dwóch równoodległych punktów na powierzchni Ziemi).

Średnia odległość do księżyca: wikipedia

Najbliższy punkt orbity Księżyca znajduje się średnio w odległości 362 000 kilometrów. Najbardziej odległy punkt orbity Księżyca znajduje się w odległości 405 000 kilometrów.

Co najmniej dwa razy w roku w nowiu, kiedy satelita maksymalnie zbliży się do węzła (punkt przecięcia z ekliptyką), następuje zaćmienie Słońca. Przez resztę czasu jego ruch odbywa się pod słońcem lub nad nim. Zaćmienia Księżyca występują podczas pełni księżyca, a naturalny satelita Ziemi również musi znajdować się w pobliżu węzła.

Linia prosta łącząca węzły oplata naszą planetę co 18 lat i 224 dni. Kierunek obrotu w tym przypadku jest przeciwny do kierunku księżyca.

Posłowie

W ciągu stulecia czas trwania ziemskiego dnia wydłuża się o jedną tysięczną sekundy. Zjawisko to powoduje ciało niebieskie najbliżej Ziemi w wyniku działania sił grawitacji. W oceanach na świecie przypływy i odpływy następują z powodu przyciągania grawitacyjnego Księżyca, a procesy te spowalniają obrót Ziemi.

Pole grawitacyjne wpłynęło na kształt ciała niebieskiego. Po stronie zwróconej w stronę Ziemi dochodzi do deformacji, chociaż możliwe jest, że ta ostatnia powstała w wyniku budowy wewnętrznych warstw satelity.

Wpływ Ziemi i Słońca na Księżyc, modyfikacje trajektorii jego ruchu po orbicie eliptycznej po milionach lat odsuną tajemnicze ciało niebieskie i optycznie je zmniejszą. Całkowite zaćmienia Słońca również staną się legendą.

Jedną z głównych cech charakteru każdej osoby jest ciekawość. To właśnie jej ludzkość zawdzięcza większość odkryć naukowych i oparte na nich korzyści postępu technicznego. Od najdawniejszych czasów ludzie z zainteresowaniem spoglądali na nocne niebo, na którym świeciły niezliczone gwiazdy, a księżyc powoli unosił się po niebie. Nic dziwnego, że od tego czasu marzenie o odwiedzeniu jakiegoś ciała niebieskiego nie opuściło człowieka.

Wynalezienie teleskopu potwierdziło założenie, że Księżyc znajduje się w minimalnej odległości od Ziemi. Od tego momentu pisarze science fiction w swoich powieściach wysyłali nieustraszonych podróżników do tego ciała niebieskiego. Interesujące jest to, że zaproponowane metody były w pełni zgodne z duchem swoich czasów: pocisk, rakieta oparta na silniku odrzutowym, substancja antygrawitacyjna Słowo kluczowe (H. Wells) itp. Co prawda nikt nie potrafił dokładnie powiedzieć, jak długo lecieć na Księżyc.

Od tego czasu minęło sporo czasu. Wprawdzie określenie „dużo” odnosi się do czasu trwania ludzkiego życia, ale dla historii minęła tylko chwila. Obecnie to, co naturalne, jest coraz częściej postrzegane nie tylko jako abstrakcyjny cel lotu, ale jako podstawa podstaw przyszłości. Należą do nich osady pod kopułą o dużej wytrzymałości, zamknięte miasta pod powierzchnią, automatyczne obserwatoria i stacje paliwowe dla statków kosmicznych. Naprawdę lot fantazji nie ma granic. Co zaskakujące, podczas gdy wielu nawet nie zgaduje, ile do księżyca.

Teraz odległość od Ziemi do satelity jest obliczana z dużą precyzją. Dlatego znając prędkość, możesz obliczyć, ile czasu zajmuje lot na Księżyc. Wiadomo, że odległość między centralnymi punktami tych ciał niebieskich wynosi 384 400 km. Ale ponieważ musisz znać ścieżkę między powierzchniami, aby określić czas podróży, musisz odjąć wartości promieni. Dla Ziemi jest to 6378 km, a dla satelity 1738 km. Dokładna odpowiedź na pytanie: „Jak długo lecieć na Księżyc?” sugeruje konieczność uwzględnienia cech orbity naszego naturalnego satelity. Jak wiecie, Księżyc jest zbliżony do owalu (czyli eliptycznego), więc długość drogi zmienia się nawet o 12%, a to całkiem sporo. Tak więc przy najbliższym podejściu (perygeum) odległość wynosi 363 104 km, ale w dalekim punkcie (apogeum) jest to już 405 696 km. Biorąc pod uwagę sumę ich promieni, od mniejszej liczby odejmujemy znane wartości i w efekcie otrzymujemy 354 988 km. Jest to odległość od Ziemi do powierzchni Księżyca.

Na podstawie podanej powyżej odległości z pewnością możesz określić, jak długo lecisz na Księżyc. Pozostaje wziąć pod uwagę tylko prędkość, z jaką planuje się odbyć tak upragnioną podróż. Tak więc czas lotu na powierzchnię naturalnego satelity zależy od wybranego pojazdu i wynosi:

160 dni podczas jazdy samochodem jadącym z prędkością około 100 km/h;

W związku z tym samolot lecący z prędkością co najmniej 800 km na godzinę zajmie „tylko” 20 dni;

Statki amerykańskiego programu Apollo dotarły na powierzchnię naszego satelity w trzy dni i cztery godziny;

Po rozwinięciu drugiego z prędkością 11,2 km/s będzie można pokonać dystans w 9,6 godziny;

Zamieniwszy się w czystą energię (przypomnijcie sobie „Odyseję kosmiczną”) Arthura Clarke'a i ruszywszy z 300 000 km/s, cel można osiągnąć w zaledwie 1,25 s;

Cóż, dla zwolenników powiedzenia: „Im ciszej idziesz - tym dalej będziesz!” będziesz musiał spędzić co najmniej dziewięć lat, jeśli będziesz stale chodzić w regularnym tempie z prędkością 5 km/h.

Oczywiście pytanie brzmi: „Jak długo lecieć na Księżyc?” w chwili obecnej można ją już uznać za rozwiązaną. Pozostaje tylko wybrać pojazd, następnie w zależności od podjętej decyzji zaopatrzyć się w odpowiednią cierpliwość, wymaganą ilość prowiantu i ruszyć w drogę.

Nie jest tajemnicą, że ludzie od dawna marzyli o lataniu w kosmos – niezbadane, rozległe przestrzenie fascynują i kuszą, ale turystyka kosmiczna nie stała się jeszcze przemysłem masowym. Dlaczego? Ponieważ dostanie się na inną planetę nie jest takie łatwe. Nawet Księżyc, który w nocy wydaje się być rzutem kamieniem, ma wiele kilometrów. Ile czasu zajmuje dotarcie na księżyc?

Odległość od Ziemi do Księżyca

Średnia odległość Ziemi od Księżyca wynosi 384 399 km.

Mówimy przeciętnie, ponieważ orbita Księżyca nie jest kołowa, lecz eliptyczna, co oznacza, że ​​zmienia się odległość między Ziemią a Księżycem. W perygeum - najbliższym punkcie Ziemi - odległość wynosi 363 104 km, w apogeum - punkcie najbardziej odległym - 405 696 km.

Znamy więc odległość, co oznacza, że ​​aby obliczyć czas potrzebny na dotarcie na Księżyc, wystarczy podzielić go przez prędkość. Na podstawie tego faktu otrzymujemy:

  • Spaceruj na Księżyc przez 9 lat (a będziesz musiał chodzić nieprzerwanie z prędkością 5 km / h).
  • Samochodem (jeśli jedziesz ze średnią prędkością 100 km/h i znowu nie zatrzymujesz się), możesz dostać się na Księżyc w 160 dni.
  • Samolot (średnia prędkość 800 km/h) poleci za 20 dni.
  • Nowoczesny statek kosmiczny klasy Apollo będzie w stanie dotrzeć na Księżyc w ciągu trzech dni.

Jak widać droga nie jest krótka i nie każdy jest w stanie wytrzymać tyle czasu ciągłego lotu, warto jednak wziąć pod uwagę, że lot kosztowałby bajecznie pieniądze.

Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi. Jego główny wpływ ma głównie postać przypływów i odpływów, ponieważ grawitacja tworzy dwa wybrzuszenia po przeciwnych stronach planety. Znajduje się również blisko i daleko od Ziemi. Ile czasu zajmuje dotarcie na Księżyc Naukowcy musieli poświęcić mnóstwo czasu na obliczenie optymalnych torów lotu. Duże znaczenie ma zarówno sam samolot, jak i rodzaj używanego paliwa, duży wpływ ma również wybrana technika startu i lądowania. W rezultacie dotarcie na powierzchnię satelity może zająć człowiekowi od kilku dni do ośmiu godzin.

niuanse lotu

Dokładny pomiar odległości stał się możliwy dzięki zastosowaniu sprzętu laserowego, ale już w dawnych czasach astronom Hipparchus był w stanie obliczyć, że odległość od Ziemi do Księżyca wynosi około 380 000 kilometrów, co jest najbardziej zbliżone do prawdy. To odległość, a także położenie ciała niebieskiego, są głównymi kryteriami przy obliczaniu czasu trwania lotu. W poszukiwaniu optymalnego rozwiązania naukowcy stworzyli kilka teorii, zgodnie z którymi możliwa jest optymalizacja ilości zużytego paliwa i zwiększenie ostatecznej dokładności lądowania.

Orbita Księżyca jest eliptyczna, dlatego odległość między satelitą a Ziemią stale się zmienia. To wygląda tak:

  • perygeum to najbliższy punkt, w którym satelita zbliża się jak najbliżej planety, w przypadku Księżyca odległość wynosi od 356 400 do 370 400 km;
  • apogeum - przeciwny punkt orbity, gdy przeciwnie Księżyc jest najbardziej oddalony od Ziemi, w tej wersji odległość wyniesie ponad 404 000 km;
  • średnia odległość, czyli półoś wielka, wynosi 384 999 km.

Pokonanie tak „małego” jak na standardy Kosmosu dystansu samolotem z prędkością 800 km/h zajmie około 20 dni. Wiadomo, że statki Apollo mogłyby dotrzeć na Księżyc w zaledwie trzy dni, czyli już znacznie szybciej. Jeśli uda ci się przyspieszyć urządzenie do drugiej prędkości kosmicznej (11 km/s), osoba będzie mogła dotrzeć na powierzchnię satelity w ciągu 10 godzin.

Najbardziej zaawansowanym technologicznie lotem na Księżyc było wystrzelenie sondy ESA SMART-1. Dotarcie do satelity zajęło mu 410 dni. Rewolucyjny w 2003 roku silnik jonowy został wykorzystany jako elektrownia, której główną zaletą była efektywność w zużyciu paliwa. Przez całą podróż sonda zużyła tylko 82 kilogramy paliwa, zapewniając sobie tytuł najbardziej ekonomicznej i jednocześnie najdłuższej dla tej metody.

Chiński satelita Chang'e-1 potrzebował pięciu dni na dotarcie na orbitę księżycową przy użyciu zwykłych silników rakietowych. Musiał jednak pozostać na orbicie Ziemi przez jakiś czas, aby uzyskać prawidłowe współrzędne punktu startowego. Można to uznać za bardzo dobry wynik, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że jest to standardowa technologia.

Najszybszym lotem załogowym była misja Apollo. Astronauci wyruszyli „Saturn-5” i po trzech dniach dotarli na powierzchnię Księżyca. W wyprawie uczestniczył słynny Neil Armstrong. Lot ten miał ogromne znaczenie dla Stanów Zjednoczonych, ponieważ na nim opierała się cała idea narodowa, co wymagało wykonania zadania podboju satelity Ziemi. Jego pomyślna realizacja oznaczała zwycięstwo Ameryki nad ZSRR w wyścigu kosmicznym.

Jednak loty można wykonywać znacznie szybciej. Satelita wystrzelony zgodnie z projektem NASA New Horizons, związanym z eksploracją Plutona, zdołał pokonać 380 000 kilometrów w zaledwie 8 godzin i 35 minut. Stało się to możliwe dzięki temu, że satelita od samego początku miał duże przyspieszenie 58 000 km/h, krok ten był spowodowany zadaniem pokonania grawitacji słonecznej, co umożliwiło dotarcie do Księżyca w mniej lub bardziej akceptowalnym czas dla ludzi. Należy jednak liczyć się z przeciążeniem, jakiego doświadcza organizm podczas takiego lotu, a to z kolei poważnie komplikuje całe zadanie, czyniąc z niego prawdziwą zagadkę dla inżynierów.

Wniosek

Niemniej jednak żadne przeszkody i trudności nie mogłyby uniemożliwić powstania biur podróży, które są w stanie wysłać osobę do Space na weekend. Takich wycieczek jest tylko kilka, a wśród nich są zarówno długie, z silnikami jonowymi, jak i szybkie, w których klient zostanie zwrócony już za kilka dni. Należy jednak wziąć pod uwagę, jakie środki są przeznaczone na realizację przynajmniej jednego lotu. W tej chwili Space jest zbyt drogi nawet dla stanów, więc nie warto mówić o zwykłych, nawet stosunkowo zamożnych ludziach.

Rozwój nowoczesnych technologii postępuje w bardzo szybkim tempie. Wkrótce ludzkość będzie mogła rozpocząć kolonizację i budowę długoterminowych baz na najbliższych obiektach kosmicznych. Niemniej jednak pytanie „Jak długo trwa lot na Księżyc?” będzie otwarta na pojawienie się nowych, wydajniejszych pojazdów, a także lepszego paliwa, które zapewni znacznie więcej energii, co znacznie zwiększy prędkość obecnych statków kosmicznych.

W 1609 roku, po wynalezieniu teleskopu, ludzkość po raz pierwszy mogła szczegółowo zbadać swojego satelitę kosmicznego. Od tego czasu Księżyc jest najlepiej zbadanym ciałem kosmicznym, a także pierwszym, które człowiek był w stanie odwiedzić.

Pierwszą rzeczą, którą należy się zająć, jest - czym jest nasz satelita? Odpowiedź jest nieoczekiwana: chociaż Księżyc jest uważany za satelitę, technicznie jest tak samo pełnoprawną planetą jak Ziemia. Jest duży – 3476 kilometrów średnicy na równiku – i waży 7,347 × 10 22 kilogramów; Księżyc jest tylko nieznacznie gorszy od najmniejszej planety w Układzie Słonecznym. Wszystko to sprawia, że ​​jest pełnoprawnym uczestnikiem układu grawitacyjnego Księżyc-Ziemia.

Inny taki tandem jest znany w Układzie Słonecznym i Charon. Chociaż cała masa naszego satelity to nieco ponad jedna setna masy Ziemi, Księżyc nie krąży wokół samej Ziemi – mają wspólny środek masy. A bliskość satelity do nas daje kolejny interesujący efekt, przechwytywanie pływów. Dzięki niemu Księżyc jest zawsze zwrócony w stronę Ziemi tą samą stroną.

Co więcej, od wewnątrz Księżyc jest ułożony jak pełnoprawna planeta - ma skorupę, płaszcz, a nawet rdzeń, a w odległej przeszłości znajdowały się na nim wulkany. Jednak ze starożytnych krajobrazów nie pozostało nic – w ciągu czterech i pół miliarda lat historii Księżyca spadły na niego miliony ton meteorytów i asteroid, które pokryły go bruzdami, pozostawiając kratery. Niektóre ciosy były tak silne, że przebiły się przez jej korę aż do płaszcza. Doły z takich zderzeń tworzyły morza księżycowe, ciemne plamy na Księżycu, od których łatwo odróżnić. Ponadto występują wyłącznie po widocznej stronie. Czemu? Porozmawiamy o tym dalej.

Wśród ciał kosmicznych Księżyc najbardziej wpływa na Ziemię - może z wyjątkiem Słońca. Pływy księżycowe, które regularnie podnoszą poziom wody w oceanach na świecie, są najbardziej oczywistym, ale nie najpotężniejszym wpływem satelity. Tak więc, stopniowo oddalając się od Ziemi, Księżyc spowalnia obrót planety - dzień słoneczny urósł z pierwotnych 5 do obecnych 24 godzin. Satelita służy również jako naturalna bariera przed setkami meteorytów i asteroid, przechwytując je w drodze na Ziemię.

I bez wątpienia Księżyc to smakowity obiekt dla astronomów, zarówno amatorów, jak i profesjonalistów. Chociaż odległość do Księżyca została zmierzona z dokładnością do metra za pomocą technologii laserowej, a próbki gleby z niej były wielokrotnie przynoszone na Ziemię, wciąż jest miejsce na odkrycia. Na przykład naukowcy polują na anomalie księżycowe - tajemnicze rozbłyski i zorze polarne na powierzchni Księżyca, z których nie wszystkie można wyjaśnić. Okazuje się, że nasz satelita kryje o wiele więcej niż widać na powierzchni – wspólnie odkryjmy tajemnice Księżyca!

Mapa topograficzna Księżyca

Charakterystyka Księżyca

Naukowe badania księżyca mają już ponad 2200 lat. Ruch satelity na niebie ziemskim, fazy i odległość od niego do Ziemi zostały szczegółowo opisane przez starożytnych Greków - a wewnętrzną strukturę Księżyca i jego historię wciąż badają statki kosmiczne. Niemniej jednak stulecia pracy filozofów, a potem fizyków i matematyków dostarczyły bardzo dokładnych danych o tym, jak wygląda i porusza się nasz księżyc oraz dlaczego tak jest. Wszystkie informacje o satelicie można podzielić na kilka kategorii, wzajemnie od siebie płynących.

Charakterystyka orbitalna Księżyca

Jak księżyc porusza się po ziemi? Gdyby nasza planeta była nieruchoma, satelita obracałby się po niemal idealnym okręgu, od czasu do czasu lekko zbliżając się i oddalając od planety. Ale sama Ziemia wokół Słońca – Księżyc musi stale „dogonić” planetę. A jednak nasza Ziemia nie jest jedynym ciałem, z którym oddziałuje nasz satelita. Słońce, które jest 390 razy dalej od Ziemi od Księżyca, jest 333 tys. razy masywniejsze niż Ziemia. A nawet biorąc pod uwagę prawo odwrotnego kwadratu, zgodnie z którym intensywność dowolnego źródła energii gwałtownie spada wraz z odległością, Słońce przyciąga Księżyc 2,2 raza silniej niż Ziemia!

Dlatego ostateczna trajektoria ruchu naszego satelity przypomina spiralę, a nawet trudną. Oś orbity Księżyca ulega wahaniom, sam Księżyc okresowo zbliża się i oddala, a w skali globalnej całkowicie odlatuje od Ziemi. Te same fluktuacje prowadzą do tego, że widoczna strona Księżyca nie jest tą samą półkulą satelity, ale różnymi jej częściami, które na przemian obracają się w kierunku Ziemi z powodu „kołysania się” satelity na orbicie. Te ruchy Księżyca w długości i szerokości geograficznej nazywane są libracjami i pozwalają zajrzeć za tylną stronę naszego satelity na długo przed pierwszym przelotem statku kosmicznego. Księżyc obraca się o 7,5 stopnia ze wschodu na zachód i 6,5 stopnia z północy na południe. Dlatego z Ziemi można łatwo zobaczyć oba bieguny Księżyca.

Specyficzne właściwości orbitalne Księżyca są przydatne nie tylko dla astronomów i astronautów – fotografowie na przykład szczególnie cenią superksiężyc: fazę księżyca, w której osiąga on swój maksymalny rozmiar. To jest pełnia księżyca, podczas której księżyc znajduje się w perygeum. Oto główne parametry naszego satelity:

  • Orbita Księżyca jest eliptyczna, jego odchylenie od idealnego okręgu wynosi około 0,049. Biorąc pod uwagę wahania orbit, minimalna odległość satelity od Ziemi (perygeum) wynosi 362 tys. km, a maksymalna (apogeum) 405 tys. km.
  • Wspólny środek masy Ziemi i Księżyca znajduje się 4,5 tys. km od środka Ziemi.
  • Miesiąc gwiezdny – pełne przejście Księżyca na jego orbicie – trwa 27,3 dnia. Jednak do pełnego obrotu wokół Ziemi i zmiany faz Księżyca potrzeba 2,2 dnia więcej – w końcu w czasie, gdy Księżyc znajduje się na swojej orbicie, Ziemia przelatuje przez trzynastą część swojej własnej orbity wokół Ziemi. Słońce!
  • Księżyc jest w pływowym uścisku Ziemi - obraca się wokół własnej osi z taką samą prędkością, jak wokół Ziemi. Z tego powodu Księżyc jest stale zwrócony w stronę Ziemi tą samą stroną. Ten stan jest typowy dla satelitów znajdujących się bardzo blisko planety.

  • Noc i dzień na Księżycu są bardzo długie – pół miesiąca ziemskiego.
  • W tych okresach, kiedy księżyc wychodzi zza kuli ziemskiej, jest widoczny na niebie – cień naszej planety stopniowo zsuwa się z satelity, pozwalając słońcu go oświetlić, a następnie zamyka go z powrotem. Nazywa się to zmianami w oświetleniu Księżyca widocznymi z Ziemi. W czasie nowiu satelita nie jest widoczny na niebie, w fazie młodego księżyca pojawia się jego cienki sierp przypominający zawijanie się litery „P”, w pierwszej kwadrze księżyc jest oświetlony dokładnie w połowie, a podczas w pełni księżyca jest zauważalnie najlepszy. Kolejne fazy - druga kwadra i stary księżyc - zachodzą w odwrotnej kolejności.

Ciekawostka: ponieważ miesiąc księżycowy jest krótszy niż kalendarzowy, czasami w jednym miesiącu mogą być dwie pełnie - drugi nazywa się "niebieskim księżycem". Jest tak jasny jak zwykły las – oświetla Ziemię 0,25 luksa (np. zwykłe oświetlenie w domu to 50 luksów). Sama Ziemia oświetla Księżyc 64 razy mocniej – aż 16 luksów. Oczywiście każde światło nie jest własne, ale odbite światło słoneczne.

  • Orbita Księżyca jest nachylona do płaszczyzny orbity Ziemi i regularnie ją przecina. Nachylenie satelity stale się zmienia, wahając się między 4,5° a 5,3°. Zmiana nachylenia księżyca zajmuje ponad 18 lat.
  • Księżyc porusza się wokół Ziemi z prędkością 1,02 km/s. To znacznie mniej niż prędkość ruchu Ziemi wokół Słońca – 29,7 km/s. Maksymalna prędkość statku kosmicznego osiągana przez sondę do badania Słońca „Helios-B” wynosiła 66 kilometrów na sekundę.

Parametry fizyczne księżyca i jego skład

Ludziom zajęło dużo czasu zrozumienie, jak duży jest księżyc i z czego jest zrobiony. Dopiero w 1753 r. naukowiec R. Boskovich był w stanie udowodnić, że Księżyc nie ma istotnej atmosfery, podobnie jak płynnych mórz – gdy Księżyc jest zakryty, gwiazdy znikają natychmiast, gdy obecność umożliwiałaby ich obserwację. stopniowe „blaknięcie”. Kolejne 200 lat zajęło radzieckiej stacji „Łuna-13” w 1966 roku pomiar mechanicznych właściwości powierzchni Księżyca. I nic nie było wiadomo o odległej stronie Księżyca aż do 1959 roku, kiedy aparat Luna-3 nie był w stanie wykonać pierwszych zdjęć.

Załoga Apollo 11 przyniosła pierwsze próbki na powierzchnię w 1969 roku. Stali się także pierwszymi osobami, które odwiedziły Księżyc – do 1972 r. wylądowało na nim 6 statków, a 12 astronautów. Często poddawano w wątpliwość wiarygodność tych lotów – jednak wiele punktów krytyki wynikało z ich ignorancji w sprawach kosmicznych. Flaga amerykańska, która według zapewnień teoretyków spiskowych „nie mogła latać w bezwietrznej przestrzeni księżyca”, jest w rzeczywistości solidna i statyczna – została specjalnie wzmocniona solidnymi nićmi. Zrobiono to specjalnie po to, aby robić piękne zdjęcia - obwisłe płótno nie jest tak spektakularne.

Wiele zniekształceń koloru i kształtu w odbiciach na hełmach skafandrów kosmicznych, w których szukano podróbki, było spowodowanych złoceniem szkła odpornego na promieniowanie UV. Sowieccy kosmonauci, którzy w czasie rzeczywistym oglądali transmisję z lądowania astronautów, również potwierdzili prawdziwość tego, co się dzieje. A któż może oszukać eksperta w swojej dziedzinie?

A do dziś powstają kompletne mapy geologiczne i topograficzne naszego satelity. W 2009 roku stacja kosmiczna LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) nie tylko dostarczyła najbardziej szczegółowe zdjęcia Księżyca w historii, ale także wykazała obecność na nim dużej ilości zamarzniętej wody. Położył też kres dyskusji o tym, czy ludzie byli na Księżycu, filmując ślady zespołu Apollo z niskiej orbity Księżyca. Urządzenie zostało wyposażone w sprzęt z kilku krajów świata, w tym z Rosji.

Ponieważ nowe państwa kosmiczne, takie jak Chiny i prywatne firmy, dołączają do eksploracji Księżyca, codziennie napływają nowe dane. Zebraliśmy główne parametry naszego satelity:

  • Powierzchnia Księżyca zajmuje 37,9x106 kilometrów kwadratowych - około 0,07% całej powierzchni Ziemi. To niewiarygodne, że to tylko 20% więcej niż powierzchnia wszystkich zamieszkanych przez ludzi obszarów na naszej planecie!
  • Średnia gęstość księżyca wynosi 3,4 g/cm3. To o 40% mniej niż gęstość Ziemi – przede wszystkim ze względu na fakt, że satelita pozbawiony jest wielu ciężkich pierwiastków, takich jak żelazo, w które bogata jest nasza planeta. Ponadto 2% masy Księżyca przypada na regolit - mały okruch kamienia powstały w wyniku kosmicznej erozji i uderzeń meteorytów, którego gęstość jest mniejsza niż w przypadku zwykłej skały. Jego grubość w niektórych miejscach sięga dziesiątek metrów!
  • Wszyscy wiedzą, że Księżyc jest znacznie mniejszy od Ziemi, co wpływa na jego grawitację. Przyspieszenie swobodnego spadania na nią wynosi 1,63 m/s 2 - tylko 16,5 proc. całej grawitacji Ziemi. Skoki astronautów na Księżycu były bardzo wysokie, mimo że ich kombinezony ważyły ​​35,4 kg – prawie jak zbroja rycerska! Jednocześnie nadal byli powściągliwi: upadek w próżni był dość niebezpieczny. Poniżej znajduje się wideo astronauty skaczącego z transmisji na żywo.

  • Morza Księżycowe pokrywają około 17% całego Księżyca - głównie jego widoczną stronę, która stanowi prawie jedną trzecią ich powierzchni. Są to ślady uderzeń szczególnie ciężkich meteorytów, które dosłownie oderwały jego skorupę od satelity. W tych miejscach powierzchnię od płaszcza księżycowego oddziela jedynie cienka, półkilometrowa warstwa zastygłej lawy – bazaltu. Ponieważ koncentracja ciał stałych wzrasta bliżej środka każdego dużego ciała kosmicznego, w morzach księżycowych jest więcej metalu niż gdziekolwiek indziej na Księżycu.
  • Główną formą terenu na Księżycu są kratery i inne pochodne uderzeń i fal uderzeniowych, które są sterydami. Góry i cyrki księżycowe zostały zbudowane ogromnie i zmieniły strukturę powierzchni Księżyca nie do poznania. Ich rola była szczególnie silna na początku historii Księżyca, kiedy był jeszcze płynny - upadki unosiły całe fale stopionego kamienia. Spowodowało to również powstanie mórz księżycowych: strona zwrócona w stronę Ziemi była bardziej gorąca ze względu na koncentrację w niej ciężkich substancji, dlatego asteroidy wpłynęły na nią bardziej niż chłodna tylna strona. Powodem tego nierównomiernego rozmieszczenia materii było przyciąganie Ziemi, które było szczególnie silne na początku historii Księżyca, gdy był bliżej.

  • Oprócz kraterów, gór i mórz, na księżycu znajdują się jaskinie i szczeliny – żyjący świadkowie tamtych czasów, kiedy wnętrzności księżyca były równie gorące, a działały na niego wulkany. Jaskinie te często zawierają lód wodny, a także kratery na biegunach, dlatego często uważa się je za miejsca przyszłych baz księżycowych.
  • Rzeczywisty kolor powierzchni Księżyca jest bardzo ciemny, bliższy czerni. Na całym Księżycu występują różne kolory – od turkusowego błękitu do prawie pomarańczowego. Jasnoszary odcień Księżyca z Ziemi i na zdjęciach jest spowodowany wysokim oświetleniem Księżyca przez Słońce. Ze względu na ciemny kolor powierzchnia satelity odbija tylko 12% wszystkich promieni padających z naszej gwiazdy. Gdyby księżyc był jaśniejszy, podczas pełni byłby jasny jak dzień.

Jak powstał księżyc?

Badanie minerałów księżyca i jego historii jest jedną z najtrudniejszych dyscyplin dla naukowców. Powierzchnia Księżyca jest otwarta na promienie kosmiczne i nic nie zatrzymuje ciepła na powierzchni - dlatego satelita nagrzewa się do 105 ° C w ciągu dnia i schładza do -150 ° C w nocy. -tygodniowy czas trwania dnia i nocy zwiększa wpływ na powierzchnię - a w rezultacie minerały Księżyca z czasem zmieniają się nie do poznania. Coś jednak udało nam się dowiedzieć.

Dziś uważa się, że Księżyc jest produktem zderzenia dużego embrionu planetarnego, Theia, z Ziemią, do którego doszło miliardy lat temu, kiedy nasza planeta była całkowicie stopiona. Część planety, która się z nami zderzyła (i była jej wielkości) została wchłonięta - ale jej jądro, wraz z częścią powierzchniowej materii Ziemi, zostało bezwładnie wyrzucone na orbitę, gdzie pozostał w postaci Księżyca.

Świadczy o tym wspomniany wcześniej niedobór żelaza i innych metali na Księżycu – do czasu, gdy Theia wyciągnęła kawałek ziemskiej materii, większość ciężkich pierwiastków naszej planety została wciągnięta do wewnątrz przez grawitację, do jądra. Zderzenie to znalazło odzwierciedlenie w dalszym rozwoju Ziemi – zaczęła się ona szybciej obracać, a jej oś obrotu przechyliła się, co umożliwiło zmianę pór roku.

Co więcej, Księżyc rozwinął się jako zwykła planeta – utworzył żelazne jądro, płaszcz, skorupę, płyty litosferyczne, a nawet własną atmosferę. Jednak niska masa i skład ubogi w pierwiastki ciężkie spowodowały, że wnętrzności naszego satelity szybko się ochłodziły, a atmosfera wyparowała z wysokiej temperatury i braku pola magnetycznego. Jednak wewnątrz nadal zachodzą pewne procesy - z powodu ruchów w litosferze Księżyca czasami dochodzi do trzęsień księżyca. Stanowią one jedno z głównych zagrożeń dla przyszłych kolonizatorów Księżyca: ich zasięg sięga 5 i pół punktu w skali Richtera, a trwają znacznie dłużej niż ziemski - nie ma oceanu, który mógłby wchłonąć impuls z wnętrza Ziemi .

Główne pierwiastki chemiczne na Księżycu to krzem, glin, wapń i magnez. Minerały tworzące te pierwiastki są podobne do tych na Ziemi, a nawet znajdują się na naszej planecie. Jednak główną różnicą między minerałami księżyca jest brak kontaktu z wodą i tlenem wytwarzanym przez organizmy żywe, wysoki udział zanieczyszczeń meteorytowych i ślady skutków promieniowania kosmicznego. Warstwa ozonowa Ziemi powstała dawno temu, a atmosfera spala większość masy spadających meteorytów, pozwalając wodzie i gazom powoli, ale pewnie zmieniać oblicze naszej planety.

Przyszłość księżyca

Księżyc jest pierwszym po Marsie ciałem kosmicznym, które twierdzi, że jest pierwotną ludzką kolonizacją. W pewnym sensie Księżyc został już opanowany - ZSRR i USA pozostawiły na satelicie insygnia państwowe, a orbitujące radioteleskopy chowają się za dalszą stroną Księżyca od Ziemi, generator wielu zakłóceń w powietrze. Co jednak czeka na naszego satelitę w przyszłości?

Głównym procesem, o którym już wielokrotnie wspominano w artykule, jest oddalanie się Księżyca w wyniku przyspieszenia pływowego. Dzieje się to dość powoli – satelita odlatuje nie więcej niż 0,5 centymetra rocznie. Jednak ważne jest tutaj coś zupełnie innego. Oddalając się od Ziemi, Księżyc spowalnia swój obrót. Prędzej czy później może nadejść chwila, kiedy dzień na Ziemi będzie trwał tak długo, jak miesiąc księżycowy - 29-30 dni.

Jednak usunięcie Księżyca będzie miało swój limit. Po dotarciu do niej Księżyc zacznie na przemian zbliżać się do Ziemi – i to znacznie szybciej niż się oddalił. Jednak nie będzie w stanie całkowicie się z nim zderzyć. 12-20 tysięcy kilometrów od Ziemi zaczyna się jego płat Roche - granica grawitacji, przy której satelita dowolnej planety może zachować solidny kształt. Dlatego zbliżający się Księżyc zostanie rozerwany na miliony małych fragmentów. Niektóre z nich spadną na Ziemię, wywołując bombardowanie tysiące razy silniejsze od bombardowania nuklearnego, a reszta utworzy pierścień wokół planety. Nie będzie jednak tak jasno – pierścienie gazowych gigantów składają się z lodu, który jest wielokrotnie jaśniejszy niż ciemne skały Księżyca – nie zawsze będą widoczne na niebie. Pierścień Ziemi będzie problemem dla astronomów przyszłości - jeśli oczywiście do tego czasu ktoś pozostanie na planecie.

Kolonizacja Księżyca

Jednak wszystko to stanie się za miliardy lat. Do tego czasu ludzkość uważa Księżyc za pierwszy potencjalny obiekt do kolonizacji kosmosu. Ale co dokładnie oznacza „eksploracja księżyca”? Teraz wspólnie przyjrzymy się najbliższym perspektywom.

Wiele osób wyobraża sobie kolonizację kosmosu jak kolonizację Ziemi w okresie New Age – znajdowanie cennych surowców, wydobywanie ich, a następnie sprowadzanie z powrotem do domu. Nie dotyczy to jednak kosmosu – w ciągu najbliższych kilkuset lat dostarczenie kilograma złota nawet z najbliższej asteroidy będzie kosztować więcej niż wydobycie go z najtrudniejszych i najbardziej niebezpiecznych kopalni. Ponadto Księżyc raczej nie będzie w najbliższej przyszłości pełnił roli „daczy sektora Ziemi” – choć istnieją duże złoża cennych surowców, trudno będzie tam uprawiać żywność.

Ale nasz satelita może równie dobrze stać się bazą do dalszej eksploracji kosmosu w obiecujących kierunkach - na przykład ten sam Mars. Głównym problemem dzisiejszej astronautyki są ograniczenia wagi statków kosmicznych. Aby wystartować, musisz zbudować potworne konstrukcje, które potrzebują ton paliwa - w końcu musisz pokonać nie tylko grawitację Ziemi, ale także atmosferę! A jeśli to statek międzyplanetarny, to musisz go również zatankować. To poważnie ogranicza projektantów, zmuszając ich do przedkładania oszczędności nad funkcjonalność.

Księżyc znacznie lepiej nadaje się na wyrzutnię statków kosmicznych. Brak atmosfery i niska prędkość do pokonania grawitacji Księżyca – 2,38 km/s wobec 11,2 km/s od Ziemi – znacznie ułatwiają starty. A złoża minerałów satelity pozwalają zaoszczędzić na wadze paliwa - kamieniu na szyi astronautyki, który zajmuje znaczną część masy każdego pojazdu. Jeśli rozszerzymy produkcję paliwa rakietowego na Księżycu, możliwe będzie wystrzelenie dużych i skomplikowanych statków kosmicznych, zmontowanych z części dostarczonych z Ziemi. A montaż na Księżycu będzie znacznie łatwiejszy niż na orbicie niskoziemskiej - i znacznie bardziej niezawodny.

Istniejące dziś technologie pozwalają, jeśli nie całkowicie, to częściowo, na realizację tego projektu. Jednak wszelkie kroki w tym kierunku wymagają ryzyka. Ogromna inwestycja pieniędzy będzie wymagała badań niezbędnych skamielin, a także opracowania, dostarczenia i przetestowania modułów dla przyszłych baz księżycowych. A szacunkowy koszt uruchomienia nawet pierwszych elementów może zrujnować całe supermocarstwo!

Dlatego kolonizacja Księżyca to nie tyle praca naukowców i inżynierów, co ludzi całego świata, aby osiągnąć tak cenną jedność. Bo w jedności ludzkości tkwi prawdziwa siła Ziemi.