Луна

Луна - ближайшее к Земле небесное тело, естественный спутник нашей планеты. Она обращается вокруг Земли на расстоянии около 400 тыс. км, т. е. всего 30 поперечников земного шара. Диаметр Луны лишь в 4 раза меньше земного, он равен 3476 км. В отличие от сжатой у полюсов Земли Луна по форме гораздо ближе к правильному шару.

Темный шар Луны виден на небосклоне лишь благодаря отраженному солнечному свету. Внешний вид Луны зависит от взаимного расположения Солнца, Земли и Луны. За 29,5 сут - период возвращения Луны в первоначальное положение относительно Земли и Солнца - он претерпевает полный цикл изменений - смену лунных фаз (см. Фазы Луны и планет).

Циклическое изменение вида Луны от узкого серпа до полного диска привлекало внимание людей уже в глубокой древности. Смена лунных фаз запечатлена в наскальных рисунках пещерного человека, жившего 35 тыс. лет назад. Недалеко от деревни Гонцы на Украине нашли клык мамонта, испещренный насечками. Возраст находки - 10-15 тыс. лет. Анализ чередования длинных и коротких насечек приводит к выводу, что клык хранил результаты наблюдений фаз Луны.

Причины изменения вида Луны, закономерности наступления затмений, влияние Луны на природные явления оставались непостижимыми для древнего человека, и Луна становилась объектом обожествления, религиозного поклонения. Прошли тысячелетия, прежде чем выяснилось, что в некоторых случаях воздействие Луны на Землю действительно существует. Так, с открытием закона всемирного тяготения было доказано, что именно Луна вызывает приливы в морях и океанах. Вместе с тем до наших дней сохранились, например, живучие поверья о влиянии Луны на погоду: предубеждения, с научной точки зрения не имеющие сколько-нибудь серьезных оснований.

Если смотреть со стороны Северного полюса, Луна, как и все планеты и спутники Солнечной системы, обращается вокруг Земли в направлении против часовой стрелки. На один оборот вокруг Земли она затрачивает 27,3 сут. Такой промежуток времени называется сидерическим или звездным месяцем. Время одного оборота Луны вокруг Земли в точности равно времени одного оборота ее вокруг оси. Поэтому Луна постоянно повернута к Земле одной и той же стороной.

Телескопическая фотография видимой стороны Луны

Предполагают, что в ранние периоды своей истории Луна вращалась вокруг оси несколько быстрее и, следовательно, поворачивалась к Земле разными частями своей поверхности. Но из-за близости массивной Земли в твердом теле Луны возникали значительные приливные волны. Они действовали на быстро вращающуюся Луну. Процесс торможения Луны продолжался до тех пор, пока она не оказалась постоянно повернутой к Земле только одной стороной. Отсюда возникли понятия видимой и обратной стороны Луны. Лишь благодаря либрации мы имеем возможность наблюдать с Земли кроме видимой стороны Луны еще и примыкающие к ней узкие полоски территории обратной ее стороны. В общей сложности с Земли можно увидеть 59% лунной поверхности.

Наблюдения Луны с древности играли важную роль в развитии астрономии. Вавилонские звездочеты использовали смену лунных фаз как основную единицу для измерения длительных промежутков времени (см. Календарь). Форма края земной тени при лунных затмениях (см. Затмения Солнца и Луны) послужила древнегреческому философу и ученому Аристотелю одним из веских доказательств шарообразности Земли.

Итальянский ученый Г. Галилей первым обнаружил изрезанность лунной поверхности. Оказалось, что она покрыта темными пятнами - равнинами. Их назвали морями. От них отличали "материки" - более светлые области, изобилующие хребтами, ущельями и очень характерными кольцевыми образованиями - кратерами, крупнейшие из которых называли также цирками. Многие кратеры имеют посередине центральную горку.

Фотография Луны из космоса, на которой частично видна ее обратная сторона

При составлении лунных карт многие детали лунного рельефа получили собственные имена. Для хребтов употребляли названия земных горных систем - Альпы, Апеннины, Кавказ, а кратерам присваивали имена астрономов и математиков. Так, один из кратеров стал называться Коперник, есть также кратеры Кеплер, Ньютон и т. д. На картах Луны появились Океан Бурь, Море Дождей, Море Спокойствия.

Луну без конца обживали персонажи фантастических книг. Ее посещали герои английского романиста XVI в. Ф. Годвина, француза Сирано де Бержерака, американца Эдгара По. О полетах на Луну писали Жюль Берн, Герберт Уэллс, Александр Беляев, Айзек Азимов, Станислав Лем. На деле космические трассы к этому небесному телу были проложены советской наукой и техникой.

Первая карта обратной стороны Луны и первый полный лунный глобус были составлены уже в XX в. советскими астрономами: 7 октября 1959 г. советская автоматическая межпланетная станция "Луна-3", совершив облет Луны, сфотографировала ее обратную сторону. Это были первые телефотографии, переданные из космического пространства.

По предложению советских астрономов Международный астрономический союз поместил на первую карту обратной стороны Луны 18 названий вновь открытых образований. Появились на Луне Море Москвы, кратеры Герц, Курчатов, Ломоносов, Максвелл, Менделеев, Попов, Склодовская-Кюри, Циолковский и др.

Крупномасштабная панорама поверхности Луны, полученная с 'Лунохода-2'

Фотографирование обратной стороны Луны было завершено в 1965 г. другой советской автоматической станцией - "Зонд-3". В новых названиях на Луне увековечены более пятисот деятелей мировой науки и техники, которые посвятили свою жизнь прогрессу человечества. Среди них - выдающиеся советские конструкторы ракетно-космических систем, создатели многих лунных автоматов академик С. П. Королев и Г. Н. Бабакин.

Космические полеты к Луне обусловили бурное развитие исследований в области геологии, геохимии и геофизики этого небесного тела. Луна стала одним из тех небесных тел, изучение которого помогает ученым лучше понять особенности строения планеты Земля, на которой мы живем. 20 июля 1969 г. на Луну впервые высадился человек.

Земля в форме узкого серпа восходит над горизонтом Луны

По поверхности Луны американские космонавты передвигались с помощью лунохода 'Ровер'

За годы космической эры в СССР и США с участием ученых многих стран было осуществлено несколько программ лунных исследований (см. Автоматические межпланетные станции; Космические корабли; Луноход).

Особенно большое значение для понимания природы Луны имела доставка на Землю образцов лунного грунта. Их анализ доказал полное отсутствие в поверхностном слое Луны органических соединений. Изучение лунного грунта дало возможность установить точный химический состав лунных пород и их возраст. Выяснилось, что возраст Луны и Земли одинаков: им по 4,6 млрд. лет.

Что же представляет собой наш спутник? В недрах Луны выделяют различные по свойствам ядро, мантию и кору. В мантии Луны залегают очаги лунотрясений, частота которых регулярно изменяется в зависимости от положения Луны на орбите по отношению к Земле.

Луна полностью лишена воды; названия "моря", "мысы", "заливы" сохраняются на лунных картах только по традиции. Лунные моря совершенно сухи и представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Об этом говорят поднимающиеся местами среди морей гребни кольцевых валов - следы кратеров, погребенных под лавовыми потоками. Под лунными морями располагаются так называемые масконы - районы повышенной плотности вещества. Возникновение масконов связано с особенностями образования лунных морей.

Лунные моря вкраплены в материки, которые сложены анортозитами, т. е. горными породами, претерпевшими долгую и сложную эволюцию.

В отдельных местах лунной поверхности наблюдаются кратковременные истечения газов. Однако Луна в целом лишена атмосферы, и ветры, которые разрушают горные породы на Земле, на Луне отсутствуют. Вместе с тем из-за отсутствия атмосферы бесчисленные следы на лунной поверхности оставляют метеориты.

Часть огромных кратеров-цирков на лунной поверхности, имеющих различный возраст, обязана своим происхождением внутренним процессам в недрах Луны, большая же часть связана с метеоритными ударами. Постоянная бомбардировка Луны крошечными метеоритами является причиной того, что вся ее поверхность на несколько метров вглубь, словно ватным одеялом, укрыта слоем мелкого раздробленного спекшегося вещества, образующего как бы слежавшуюся губчатую массу. Этот тонкий слой лунной поверхности называют реголитом.

Реголит служит прекрасным термоизоляционным материалом. Вообще колебания температуры на поверхности Луны очень велики. На экваторе они составляют от + 130°С в лунный полдень до -170°С ночью. Очень резкие колебания температуры происходят в процессе лунных затмений. Однако благодаря слою реголита указанные перепады температур распространяются до глубины всего в несколько десятков сантиметров. Ниже температура лунных пород остается постоянной. Так же как на Земле, вследствие притока тепла из недр, температура в теле Луны медленно возрастает с глубиной.

Масса Луны всего в 81,3 раза меньше массы Земли и равна 7,25×10²⁵ г. Это ставит Луну на совершенно особое место среди спутников всех других планет, которые меньше своих "хозяев" по крайней мере в тысячи раз. Добавим, что Луна находится вне атмосферы, где сила тяготения центрального тела - Земли превосходит силу тяготения Солнца. Вследствие этих особенностей некоторые ученые склонны рассматривать систему Земля - Луна как уникальную "двойную планету".

Средняя плотность Луны составляет 3,34 г/см³. Она примерно соответствует плотности верхней оболочки Земли - ее коры. Сила тяжести на поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на Земле. Американским космонавтам, совершившим высадку на поверхности Луны, пришлось осваивать особые приемы лунной ходьбы, которые назвали "стиль кенгуру".

Специальные астрономические исследования показали, что у Луны нет естественных спутников.

Разнообразные данные, полученные в результате полетов космических аппаратов, проливают новый свет на происхождение Луны и дают ключ к разгадке многих тайн Солнечной системы.