Måne | ||||
---|---|---|---|---|
Satellit | ||||
Orbitala egenskaper | ||||
Epok : J2000.0 | ||||
Perihelium | 363 300 km | |||
Aphelion | 405 500 km | |||
Perigeum |
363 104 km ( 356 400 - 370 400 km ) |
|||
Höjdpunkt |
405 696 km ( 404 000 - 406 700 km ) |
|||
Huvudaxel ( a ) |
384 399 km 0,00257 AU |
|||
Orbital excentricitet ( e ) | 0,0549 (genomsnitt) [1] | |||
siderisk period |
27,321661 dagar 27 d 7 h 43 min 11,5 s |
|||
Synodiska cirkulationsperioden |
29,530588 dagar 29 d 12 h 44,0 min |
|||
Orbital hastighet ( v ) | 1,023 km/s (genomsnitt) [1] | |||
Lutning ( i ) |
5,145° (4,983–5,317°) rel. ekliptika [2] 6.668° (6.517–6.85°) rel. månekvator [2] 18,3–28,6 ° rel. Jordens ekvator [2] |
|||
Stigande nodlongitud ( Ω ) | (besk.) 1 omsättning på 18,6 år | |||
Periapsis argument ( ω ) | (ökning) 1 omsättning på 8,85 år | |||
Vems satellit | Jorden | |||
fysiska egenskaper | ||||
polär sammandragning | 0,00125 | |||
Ekvatorial radie |
1738,14 km 0,273 Jord |
|||
Polarradie _ |
1735,97 km 0,273 Jorden |
|||
Medium radie |
1737,10 km 0,273 Jorden |
|||
Stor cirkelomkrets | 10 917 km | |||
Ytarea ( S ) |
3,793⋅10 7 km 2 0,074 Jord |
|||
Volym ( V ) |
2,1958⋅10 10 km 3 0,020 eller 1/50 av jorden |
|||
Massa ( m ) |
7,3477⋅10 22 kg 0,0123 eller 1/81 jord |
|||
Genomsnittlig densitet ( ρ ) | 3,3464 g/ cm3 | |||
Tyngdacceleration vid ekvatorn ( g ) |
1,62 m/s 2 0,165 g |
|||
Första flykthastighet ( v 1 ) | 1,68 km/s | |||
Andra utrymningshastighet ( v 2 ) | 2,38 km/s | |||
Rotationsperiod ( T ) | synkroniserad (alltid vänd mot jorden på ena sidan) | |||
Axis lutning | 1,5424° (relativt till ekliptikans plan) | |||
Albedo | 0,12 | |||
Skenbar storlek |
-2,5/-12,9 -12,74 (fullmåne) |
|||
Temperatur | ||||
|
||||
Temperatur vid ekvatorn [3] |
|
|||
Atmosfär | ||||
Förening: extremt sällsynt , det finns spår av väte , helium , neon och argon [4] | ||||
Mediafiler på Wikimedia Commons | ||||
Information i Wikidata ? |
Månen är jordens enda naturliga satellit . Planetens närmaste satellit till solen , eftersom planeterna närmast solen ( Mercury och Venus ) inte har dem. Den näst ljusaste [komm. 1] ett objekt på jordens himmel efter solen och den femte största naturliga satelliten på en planet i solsystemet . Det genomsnittliga avståndet mellan jordens centra och månen är 384 467 km ( 0,00257 AU , ~30 jorddiametrar).
Den skenbara stjärnstorleken för fullmånen på jordens himmel är -12,71 m [5] . Belysningen som skapas av fullmånen nära jordens yta i klart väder är 0,25-1 lux .
Månen dök upp för cirka 4,5 miljarder år sedan, lite senare än jorden . Den mest populära hypotesen är att månen bildades av fragment kvar efter " jättekollisionen " av jorden och Theia , en planet liknande Mars i storlek .
Hittills är månen det enda utomjordiska astronomiska objektet som har besökts av människan .
Det ryska ordet "Måne" går tillbaka till Praslav. *luna < Proto-IE *louksnā́ ”ljus” (kvinnligt adjektiv * louksnós ), lat. går också tillbaka till samma indoeuropeiska form. lūna "måne" [6] .
Grekerna kallade jordens satellit för Selena ( forngrekiska Σελήνη ), de gamla egyptierna - Yah ( Iyah ) [7] , babylonierna - Sin [8] , japanerna - Tsukiyomi [9] .
Sedan urminnes tider har människor försökt beskriva och förklara månens rörelse. Med tiden dök det upp fler och mer exakta teorier.
Grunden för moderna beräkningar är Browns teori . Den skapades vid 1800- och 1900- talets början och beskrev månens rörelse med den noggrannhet som dåtidens mätinstrument. Samtidigt användes mer än 1400 termer i beräkningen ( koefficienter och argument för trigonometriska funktioner).
Modern vetenskap kan beräkna månens rörelse och verifiera dessa beräkningar med ännu större noggrannhet. Med hjälp av laseravståndsbestämningsmetoder mäts avståndet till månen med ett fel på flera centimeter [10] . Inte bara mätningar, utan också teoretiska förutsägelser om månens position har sådan noggrannhet; för sådana beräkningar används uttryck med tiotusentals termer, och det finns ingen gräns för deras antal om ännu högre noggrannhet krävs.
I den första approximationen kan vi anta att månen rör sig i en elliptisk bana med en excentricitet på 0,0549 och en huvudhalvaxel i den geocentriska banan på 384 399 km (medan den halvstora axeln i systemet i förhållande till masscentrum av jord-månesystemet är 379 730 km ). Månens faktiska rörelse är ganska komplex, och många faktorer måste tas med i beräkningen när man beräknar den, till exempel jordens oblatitet och solens starka inflytande, som attraherar månen 2,2 gånger starkare än jorden [komm. . 2] . Mer exakt kan månens rörelse runt jorden representeras som en kombination av flera rörelser [11] :
Månen består av en skorpa, en mantel (astenosfär), vars egenskaper är olika och bildar fyra lager, dessutom övergångszonen mellan manteln och kärnan, samt själva kärnan, som har en yttre vätska och en inre solid [15] del [16] . Atmosfär och hydrosfär är praktiskt taget frånvarande. Månens yta är täckt med regolit , en blandning av fint damm och stenigt skräp som bildas som ett resultat av meteoritkollisioner med månytan. De chockexplosiva processerna som åtföljer meteoritbombardementet bidrar till att marken lossnar och blandas, samtidigt som jordpartiklarna sintras och komprimeras. Tjockleken på regolitskiktet sträcker sig från bråkdelar av en meter till tiotals meter [17] .
Inre hård kärna | 0-230 km |
yttre flytande kärna | 230-325 km |
övergångszon | 325—534 km |
Mantel | 534-1697 km |
Bark | 1697-1737 km |
Den synliga sidan är i genomsnitt 3,2 km närmare masscentrum jämfört med baksidan, masscentrumets förskjutning till figurens centrum är cirka 1,68–1,93 km. Den genomsnittliga tjockleken på skorpan i det synliga halvklotet är 8-12 km mindre. Ekvatorialskorpan är i genomsnitt 9,5 km tjockare än vid polerna [18] .
YtförhållandenMånens atmosfär är extremt sällsynt. När ytan inte är upplyst av solen överstiger inte innehållet av gaser ovanför 2⋅10 5 partiklar / cm 3 (för jorden är denna siffra 2,7⋅10 19 partiklar / cm 3 ), och efter soluppgången ökar den med två storleksordningar på grund av avgasning av marken. Den sällsynta atmosfären leder till en hög temperaturskillnad på Månens yta (från -173 °C på natten till +127 °C vid subsolar punkten) [21] , beroende på belysningen; samtidigt är temperaturen på stenarna som ligger på 1 m djup konstant och lika med -35 °C. På grund av den virtuella frånvaron av en atmosfär är himlen på månen alltid svart och med stjärnor, även när solen är ovanför horisonten. Stjärnorna är dock inte synliga på dagtid fotografier, eftersom deras visning skulle kräva en sådan exponering , där objekt som belyses av solen skulle bli överexponerade.
För cirka 3,5 miljarder år sedan, under storskaliga lavautgjutningar, var månatmosfären tätare. Beräkningar visar att flyktiga ämnen som frigörs från lavan ( CO , S , H 2 O ) kan bilda en atmosfär med ett tryck på 0,01 jordtryck . Tiden för dess försvinnande uppskattas till 70 miljoner år [22] .
Jordens skiva hänger nästan orörlig på månens himmel. Orsakerna till jordens små månatliga fluktuationer i höjd över månhorisonten och i azimut (cirka 7° vardera) är desamma som för librationer . Jordens vinkelstorlek när den observeras från månen är 3,7 gånger större [24] än månstorleken när den observeras från jorden , och arean av den himmelska sfären som täcks av jorden är 13,5 gånger större [25] än så. täckt av månen. Jordens belysningsgrad, synlig från månen, är omvänd till månfaserna , synliga på jorden: under fullmånen är den obelysta delen av jorden synlig från månen och vice versa. Reflekterad jordbelysning borde teoretiskt sett vara cirka 41 gånger starkare [26] än månskensbelysning på jorden, men i praktiken bara 15 gånger större [27] ; Jordens största skenbara magnitud på månen är cirka −16 m [28] .
Månens yta reflekterar endast 5-18 % av solljuset. Färgskillnaderna på månen är mycket små; dess yta har en brungrå eller svartbrun färg (data från 1970) [29] .
De bästa kolorimetriska bilderna av månytan för 2017 erhölls av den vidvinkel-, multispektrala WAC-kameran på LRO - rymdfarkosten med hjälp av filter i tre färgkanaler: 689 nm - röd, 415 nm - grön och 321 nm - blå [30] (kartabeskrivning [31] ). På färgseparationsbilder har den centrala delen av Klarhetshavet, den östra delen av Regnhavet, Kylanhavet och Aristarkh-platån en brunaktig nyans. Stillhetens hav, den perifera delen av Klarhetshavet, norra delen av Plentyhavet, västra delen av Regnhavet, de västra och södra delarna av Stormhavet ha en blå nyans. Alla dessa färgdrag av enskilda regioner av månen bekräftades senare [32] . Ögat särskiljer nästan inte färgegenskaperna hos individuella ytdetaljer. Användningen av vanlig färgfotografering ger inte heller den önskade effekten – månytan ser monoton ut [33] .
En minskning av ytalbedot i den kortvågiga delen av spektrumet leder till att Månen visuellt ser svagt gulaktig ut [34] .
Månen från ISS den 8 mars 2015
Månen från ISS den 24 februari 2005
Månen från rymdfärjan 21 december 1999
Tyngdkraften nära månens yta är 16,5 % av jordens (6 gånger svagare).
GravitationspotentialC 3,1 = | 0,000030803810S 3,1 = | 0,000004259329
C 3,2 = | 0,000004879807S 3,2 = | 0,000001695516
C 3,3 = | 0,000001770176S 3,3 = -0,000000270970 |
C4.1 = -0,000007177801 | S4.1 = 0,000002947434 _ |
C4,2 = -0,000001439518 | S4.2 = -0,000002884372 |
C4,3 = -0,000000085479 | S4,3 = -0,000000718967 |
C4,4 = -0,000000154904 | S4.4 = 0,000000053404 _ |
Månens gravitationspotential skrivs traditionellt som summan av tre termer [36] :
där δ W är tidvattenpotentialen, Q är centrifugalpotentialen, V är attraktionspotentialen. Attraktionspotentialen delas vanligtvis upp i zon-, sektor- och tessarövertoner:
där P n m är det associerade Legendre-polynomet , G är gravitationskonstanten , M är månens massa, λ och θ är longitud och latitud .
Ebb och flod på jordenMånens gravitationsinflytande orsakar några intressanta effekter på jorden. Den mest kända av dessa är havets tidvatten . På motsatta sidor av jorden bildas två utbuktningar (i den första approximationen) - på den sida som vetter mot månen och på den motsatta sidan. I haven är denna effekt mycket mer uttalad än i den fasta skorpan (vattnets utbuktning är större). Tidvattnets amplitud (skillnaden mellan nivåerna av hög- och lågvatten) i havets öppna ytor är liten och uppgår till 30-40 cm. Men nära kusten, på grund av intrånget på en fast botten, flodvåg ökar höjden på samma sätt som vanliga vindvågor på vågorna. Med tanke på riktningen för Månens rotation runt jorden är det möjligt att bilda en bild av flodvågen som följer havet. Starka tidvatten är mer mottagliga för de östra kusterna på kontinenterna. Den maximala amplituden för flodvågen på jorden observeras i Fundybukten i Kanada och är 18 meter .
Även om solens gravitationskraft är nästan 200 gånger större än månens gravitationskraft på jordklotet , är tidvattenkrafterna som genereras av månen nästan två gånger de som genereras av solen. Detta beror på det faktum att tidvattenkrafter beror inte bara på storleken på gravitationsfältet , utan också på graden av dess inhomogenitet. När avståndet från fältkällan ökar, minskar inhomogeniteten snabbare än storleken på själva fältet. Eftersom solen är nästan 400 gånger längre bort från jorden än månen, är tidvattenkrafterna som orsakas av solattraktion svagare [37] .
Källan till planeternas magnetfält tros vara tektonisk aktivitet . Till exempel, för jorden, skapas fältet av rörelsen av smält metall i kärnan, för Mars - konsekvenserna av tidigare aktivitet .
"Luna-1" 1959 fastställde frånvaron av ett enhetligt magnetfält på månen [38] :24 . Resultaten av forskning av forskare vid Massachusetts Institute of Technology bekräftar hypotesen att den hade en flytande kärna. Detta passar in i den mest populära hypotesen om månens ursprung - jordens kollision för cirka 4,5 miljarder år sedan med en kosmisk kropp av storleken Mars "slå ut" en enorm bit smält materia från jorden, som senare förvandlades till månen. Experimentellt var det möjligt att bevisa att Månen i ett tidigt skede av sin existens hade ett magnetfält som liknade jordens [39] .
GRAIL -programmet för att studera gravitationsfältet och Månens inre struktur, samt rekonstruktion av dess termiska historia, fastställde att Månen har en inre solid och externa metalldelar av kärnan (bestående av järn och siderofila element). Månens mycket svaga magnetfält bildas på grund av kvarvarande magnetism i månstenar, samt tidvattenkrafter som verkar på kärnan [15] .
Eftersom månen inte lyser själv, utan bara reflekterar solljus, är endast den del av månens yta som är upplyst av solen synlig från jorden (i månens faser nära nymånen, det vill säga i början av första kvartalet och i slutet av sista kvartalet, med en mycket smal halvmåne, kan du observera " månens aska ljus " - svag belysning av dess solstrålar som reflekteras från jorden). Månen kretsar i en omloppsbana runt jorden, och därigenom förändras vinkeln mellan jorden, månen och solen; vi observerar detta fenomen som en cykel av månfaser . Tidsperioden mellan på varandra följande nymånar är i genomsnitt 29,5 dagar (709 timmar) och kallas den synodiska månaden . Det faktum att den synodiska månadens varaktighet är längre än den sideriska förklaras av jordens rörelse runt solen: när månen gör ett fullständigt varv runt jorden i förhållande till stjärnorna, har jorden vid denna tidpunkt redan passerat 1/13 av sin omloppsbana, och för att månen igen ska hitta sig själv mellan jorden och solen, behöver hon två extra dagar.
Även om månen roterar runt sin axel, är den alltid vänd mot jorden med samma sida, det vill säga månens rotation runt jorden och rotationen runt sin egen axel är synkroniserade . Denna synkronisering orsakas av tidvattenfriktionen som produceras av jorden i månens skal [40] . Enligt mekanikens lagar är månen orienterad i jordens gravitationsfält så att månellipsoidens halvstora axel är riktad mot jorden .
Fenomenet libration , upptäckt av Galileo Galilei 1635, gör det möjligt att observera cirka 59% av månens yta. Faktum är att månen roterar runt jorden med en variabel vinkelhastighet på grund av månbanans excentricitet ( den rör sig snabbare nära perigeum , långsammare nära apogeum ), medan rotationen av satelliten runt sin egen axel är enhetlig. Detta gör det möjligt att se de västra och östra kanterna av månens bortre sida från jorden (optisk libration i longitud). Dessutom, på grund av månens rotationsaxels lutning till planet för dess omloppsbana, kan man från jorden se de norra och södra kanterna av månens bortre sida (optisk frigöring i latitud ).
Det finns också fysisk frigöring på grund av satellitens svängning runt jämviktspositionen på grund av den förskjutna tyngdpunkten , såväl som på grund av verkan av tidvattenkrafter från jorden. Denna fysiska frigöring har en magnitud på 0,02° i longitud med en period av 1 år och 0,04° i latitud med en period av 6 år.
På grund av brytning i jordens atmosfär , när månen observeras lågt ovanför horisonten , är dess skiva tillplattad.
På grund av ojämnheten i reliefen på månens yta, under en total solförmörkelse , kan man observera Baileys pärlor . När månen tvärtom faller in i jordens skugga kan en annan optisk effekt observeras: den blir röd, upplyst av ljuset som sprids i jordens atmosfär.
" Supermåne " är ett astronomiskt fenomen där det ögonblick då månen passerar perigeum sammanfaller med dess fulla fas. Termen "mikromån" är mindre vanligt när månen i full fas är vid sin apogee, det vill säga längst bort i sin omloppsbana runt jorden. För en jordisk observatör är vinkelstorleken på Månens skiva vid tidpunkten för "supermånen" 14 % större och dess ljusstyrka är 30 % högre än vid tiden för "mikromånen".
På grund av dess storlek och sammansättning klassificeras månen ibland som en jordisk planet tillsammans med Merkurius , Venus , Jorden och Mars . Genom att studera månens geologiska struktur kan man lära sig mycket om jordens struktur och utveckling.
Tjockleken på månskorpan är i genomsnitt 68 km, varierande från 0 km under månhavet av kriser till 107 km i den norra delen av Korolev-kratern på baksidan. Under skorpan finns en mantel och möjligen en liten järnsulfidkärna (cirka 340 km i radie och 2 % av månens massa). Det är konstigt att månens masscentrum ligger cirka 2 km från det geometriska centrumet mot jorden. Enligt resultaten från Kaguya- uppdraget fann man att i Moskvas hav är jordskorpans tjocklek den minsta för hela månen [41] - nästan 0 meter under ett lager av basaltlava 600 meter tjockt [ 42] .
Hastighetsmätningar av Lunar Orbiter- satelliterna gjorde det möjligt att skapa en gravitationskarta över månen. Med dess hjälp upptäcktes unika månföremål, kallade mascons (av engelskan. masskoncentration ) - det är materiamassor med ökad densitet.
Månen har inget magnetiskt fält , även om några av stenarna på dess yta uppvisar kvarvarande magnetism, vilket indikerar möjligheten av att det finns ett magnetiskt fält i månen i de tidiga utvecklingsstadierna.
Utan atmosfär eller magnetfält påverkas månens yta direkt av solvinden . Under 4 miljarder år fördes vätejoner från solvinden in i Månens regolit. Regolitproverna som levererades av Apollo-uppdragen visade sig således vara mycket värdefulla för studiet av solvinden.
I februari 2012 upptäckte amerikanska astronomer flera nya geologiska formationer på månens bortre sida . Detta indikerar att måntektoniska processer fortsatte i minst 950 miljoner år efter det beräknade datumet för Månens geologiska "död" [43] .
År 2009 upptäckte den japanska Kaguya- sonden ett hål i månens yta, beläget nära den vulkaniska platån Marius Hills , vilket förmodligen leder till en tunnel under ytan. Hålets diameter är cirka 65 meter, och djupet är förmodligen 80 meter [44] .
Forskare tror att sådana tunnlar bildades genom stelning av smält stenflöden, där lava stelnade i mitten. Dessa processer inträffade under perioden med vulkanisk aktivitet på månen. Bekräftelse av denna teori är närvaron av slingrande spår på ytan av satelliten [44] .
Sådana tunnlar kan tjäna till kolonisering, på grund av skydd från solstrålning och isolering av rymden, där det är lättare att upprätthålla livsuppehållande förhållanden [44] .
Det finns liknande hål på Mars .
Fyra seismografer kvar på månen av expeditionerna Apollo 12 , Apollo 14 , Apollo 15 och Apollo 16 visade närvaron av seismisk aktivitet [45] . Baserat på forskarnas senaste beräkningar består månens kärna huvudsakligen av glödhett järn [46] . På grund av bristen på vatten är månytans svängningar långa i tiden, kan vara mer än en timme.
Månbävningar kan delas in i fyra grupper:
Tektoniska månbävningar utgör den största faran för möjliga beboeliga stationer. NASA seismografer registrerade 28 liknande månbävningar under 5 års forskning. Vissa av dem når magnituden 5,5 och varar mer än 10 minuter. Som jämförelse: på jorden varar sådana jordbävningar inte mer än 2 minuter [47] [48] .
För första gången publicerades information om upptäckten av vatten på månen 1978 av sovjetiska forskare i tidskriften " Geochemistry " [49] . Faktumet fastställdes som ett resultat av analysen av prover som levererades av Luna-24- sonden 1976 . Procentandelen vatten som hittades i provet var 0,1 [50] .
I juli 2008 upptäckte en grupp amerikanska geologer från Carnegie Institution och Brown University spår av vatten i månens jordprover , som släpptes ut i stora mängder från satellitens tarmar i de tidiga stadierna av dess existens. Senare avdunstade det mesta av detta vatten ut i rymden [51] .
Ryska forskare, med hjälp av LEND-enheten de skapade, installerad på LRO- sonden , har identifierat delar av månen som är rikast på väte. Baserat på dessa data valde NASA platsen för LCROSS- bombardemangen av månen . Efter experimentet, den 13 november 2009, rapporterade NASA upptäckten av vatten i form av is i Cabeo-kratern nära sydpolen [52] .
Enligt data som överförts av Mini-SAR-radarn installerad på den indiska månapparaten Chandrayaan-1 , hittades minst 600 miljoner ton vatten i nordpolsområdet, varav det mesta är i form av isblock som vilar på botten av månkratrar. Totalt hittades vatten i mer än 40 kratrar, vars diameter varierar från 2 till 15 km . Nu har forskare inte längre några tvivel om att den hittade isen är vatten [53] .
Månjordens sammansättning är väsentligt annorlunda i månens marina och kontinentala regioner. Det finns lite vatten i månens stenar. Månen är också utarmad på järn och flyktiga komponenter [54] .
Element | Levereras av "Luna-20" | Levereras av "Luna-16" |
---|---|---|
Si | 20.0 | 20.0 |
Ti | 0,28 | 1.9 |
Al | 12.5 | 8.7 |
Cr | 0,11 | 0,20 |
Fe | 5.1 | 13.7 |
mg | 5.7 | 5.3 |
Ca | 10.3 | 9.2 |
Na | 0,26 | 0,32 |
K | 0,05 | 0,12 |
I månregoliten finns också mycket syre, som ingår i oxiderna, och den vanligaste av de senare är kiseldioxid - 42,8 % [55] . AMS " Luna-20 " levererade jord från fastlandet, " Luna-16 " från havet [56] .
Månens yta kan delas in i två typer:
Månens "hav", som utgör cirka 16 % av månens hela yta, är enorma kratrar som härrör från kollisioner med himlakroppar som senare översvämmades med flytande lava. Större delen av ytan är täckt med regolit. På grund av påverkan av gravitationsmomentet under månens bildande är dess "hav", under vilka tätare, tyngre stenar hittades av månsonder, koncentrerade på den sida av satelliten som är vänd mot jorden.
De flesta av kratrarna på sidan som vänder mot jorden är uppkallade efter kända personer i vetenskapens historia som Tycho Brahe , Copernicus och Ptolemaios . Detaljerna i reliefen på baksidan har mer moderna namn som Apollo , Gagarin och Korolev . På månens bortre sida finns en enorm fördjupning . Sydpolen-Aitkenbassängen , med en diameter på 2250 km och ett djup på 12 km , är den största bassängen i solsystemet som uppstod som ett resultat av en kollision. Östra havet i den västra delen av den synliga sidan (det kan ses från jorden) är ett utmärkt exempel på en flerringad krater.
Sekundära detaljer av månreliefen urskiljs också - kupoler, åsar, fåror - smala slingrande dalliknande relieffördjupningar.
Försök att förklara ursprunget till kratrar på månen började i slutet av 1780-talet. Det fanns två huvudhypoteser - vulkanisk och meteorit [57] . Föregångaren till båda hypoteserna kan också betraktas som Robert Hooke , som 1667 producerade modellexperiment. I en av dem kastade han ärter i flytande lera, i den andra kokade han olja och bevakade dess yta [58] .
Enligt postulaten av vulkanteorin som lades fram på 1780-talet av den tyske astronomen Johann Schroeter , bildades månkratrar på grund av kraftiga utbrott på ytan. Men 1824 formulerade den tyske astronomen Franz von Gruythuisen också meteoritteorin , enligt vilken, när en himlakropp kolliderar med Månen, pressas satellitens yta igenom och en krater bildas.
Fram till 1920-talet motsatte sig meteorithypotesen det faktum att kratrarna är runda, även om det borde vara mer sneda nedslag på ytan än direkta, vilket innebär att med ett meteoritursprung borde kratrarna ha formen av en ellips . Men 1924 gav den nyzeeländska forskaren Charles Gifford för första gången en kvalitativ beskrivning av ett meteoritnedslag på planetens yta, som rörde sig i kosmisk hastighet . Det visade sig att under ett sådant nedslag förångas det mesta av meteoriten tillsammans med berget vid nedslagsplatsen, och kraterns form beror inte på infallsvinkeln. Också till förmån för meteorithypotesen är det faktum att antalet månkratrars beroende av deras diameter och beroendet av antalet meteoroider av deras storlek sammanfaller. 1937 fördes denna teori till en generaliserad vetenskaplig form av en sovjetisk student Kirill Stanyukovich , som senare blev doktor i naturvetenskap och professor. Den "explosiva teorin" utvecklades av honom och en grupp forskare från 1947 till 1960, och vidareutvecklades av andra forskare.
Flygningar till jordens satellit sedan 1964, gjorda av amerikanska Ranger-fordon, liksom upptäckten av kratrar på andra planeter i solsystemet ( Mars , Merkurius , Venus ), sammanfattade denna hundraåriga tvist om kratrarnas ursprung på månen. Faktum är att öppna vulkankratrar (till exempel på Venus) skiljer sig mycket från månens kratrar, liknande kratrarna på Merkurius, som i sin tur bildades av nedslag från himlakroppar. Därför anses nu meteoritteorin vara allmänt accepterad.
Tack vare månens kollision med en asteroid kan vi observera meteoritkratrar på månen från jorden. Forskare från Paris Institute of Physics of the Earth tror att för 3,9 miljarder år sedan fick månens kollision med en stor asteroid att månen vände [59] .
Månens hav är stora, en gång översvämmade lågland med basaltlava . Ursprungligen betraktades dessa formationer som vanliga hav. Senare, när detta motbevisades, ändrade de inte namnet. Månens hav upptar cirka 40% av månens synliga yta.
ryskt namn | Internationellt namn [60] | sidan av månen | |
---|---|---|---|
ett | Stormarnas hav | oceanus procellarum | synlig |
2 | Znoya Bay (oro) | Sinus aestuum | synlig |
3 | Rainbow Bay | Sinus Iridium | synlig |
fyra | Dew Bay | Sinus Roris | synlig |
5 | Bay Central | Sinus Medium | synlig |
6 | Havsfuktighet | Mare Humorum | synlig |
7 | östra havet | Mare Orientalis | synlig |
åtta | Hav av regn | Sto Imbrium | synlig |
9 | Hav av fertilitet (mycket) | Mare Foecunditatis | synlig |
tio | Sea Regional | Sto Marginis | synlig |
elva | Havet av kriser (faror) | Mare Crisium | synlig |
12 | Drömmars hav | Mare Ingenii | omvänd |
13 | Moskvas hav | Mare Mosquae | omvänd |
fjorton | Nektarhavet | Mare Nectaris | synlig |
femton | Hav av moln | Mare Nubium | synlig |
16 | Hav av ångor | Mare Vaporum | synlig |
17 | Hav av skum | Sto Spumans | synlig |
arton | Smith havet | Mare Smythii | synlig |
19 | Havet av lugn | Mare Tranquillitatis | synlig |
tjugo | Kyla havet | Mare Frigorum | synlig |
21 | Söderhavet | Mare Australe | synlig |
22 | Klarhetens hav | Sto Serenitatis | synlig |
Månen är en differentierad kropp, den har geokemiskt olika skorpa, mantel och kärna. Skalet på den inre kärnan är rikt på järn, den har en radie på 240 km, den flytande yttre kärnan består huvudsakligen av flytande järn med en radie på ca 300-330 km. Runt kärnan finns ett delvis smält gränsskikt med en radie på cirka 480-500 kilometer [61] . Denna struktur tros ha ett resultat av fraktionerad kristallisation från ett globalt hav av magma kort efter månens bildande för 4,5 miljarder år sedan [62] . Månskorpan har en genomsnittlig tjocklek på cirka 50 km.
Månen är den näst tätaste satelliten i solsystemet efter Io . Månens inre kärna är dock liten, dess radie är cirka 350 km; detta är bara ~20% av månens radie, i motsats till ~50% för de flesta andra jordliknande kroppar.
Månlandskapet är säreget och unikt. Hela månen är täckt av kratrar av olika storlekar - från mikroskopiska till hundratals kilometer i diameter. Under lång tid kunde forskare inte få information om månens bortre sida. Detta blev möjligt först med tillkomsten av rymdfarkoster . Mycket detaljerade kartor över satellitens båda halvklot har redan skapats. Detaljerade månkartor sammanställs för att i framtiden förbereda för landning och kolonisering av månen av människor - den framgångsrika platsen för månbaser, teleskop, transport, sökning efter mineraler, etc.
Den första vetenskapliga teorin om månens ursprung lades fram 1878 av den brittiske astronomen George Howard Darwin [64] . Enligt denna teori separerade månen från jorden i form av en magmakagel under påverkan av centrifugalkrafter . En alternativ "infångningsteori" antog existensen av månen som en separat planetesimal fångad av jordens gravitationsfält [64] . Teorin om fogbildning antar den samtidiga bildningen av jorden och månen från en enda samling av små stenfragment [64] . En analys av jorden som levererades av Apollo-uppdraget visade att sammansättningen av månjorden skiljer sig väsentligt från jordens [65] . Dessutom har moderna datormodeller visat overkligheten i separationen av en massiv kropp från jorden under inverkan av centrifugalkrafter [65] . Ingen av de tre ursprungliga teorierna klarar sig alltså.
1984 lades teorin om månens ursprung fram gemensamt vid Hawaiikonferensen om planetvetenskap, kallad Giant Collision Theory . Teorin säger att månen uppstod för 4,6 miljarder år sedan efter att jorden kolliderade med en hypotetisk himlakropp som heter Theia [66] [67] . Slaget föll inte i mitten, utan i en vinkel (nästan tangentiellt). Som ett resultat slängdes det mesta av det påverkade föremålets materia och en del av jordens mantel ut i en omloppsbana nära jorden. Proto-månen samlades från dessa fragment och började kretsa med en radie på cirka 60 000 km (nu ~ 384 tusen km). Som ett resultat av nedslaget fick jorden en kraftig ökning av rotationshastigheten (ett varv på 5 timmar) och en märkbar lutning av rotationsaxeln. Även om denna teori också har brister , anses den för närvarande vara huvudfåran [68] [69] .
Bekräftelse av teorin om tangentkollision av planeter kan indikeras:
Enligt uppskattningar baserade på innehållet av den stabila radiogena isotopen wolfram-182 (som härrör från sönderfallet av det relativt kortlivade hafnium-182 ) i prover av månjord, bestämde mineralforskare från Tyskland och Storbritannien år 2005 separationsåldern till silikat- och metallskal vid 4 miljarder 527 miljoner år (± 10 miljoner år) [70] , 2011 bestämdes dess ålder till 4,36 miljarder år (± 3 miljoner år) [67] , 2015 till 4,47 miljarder år [71] , och 2017 - vid 4,51 miljarder år [72] . År 2020 bestämde forskare månens ålder till 4,425 miljarder år ±25 miljoner år [73] .
Månen har tilldragit sig människors uppmärksamhet sedan urminnes tider. Redan på II-talet. före Kristus e. Hipparchus studerade månens rörelse på stjärnhimlen och bestämde månens omloppsbanas lutning i förhållande till ekliptikan , månens dimensioner och avståndet från jorden [74] och avslöjade också ett antal drag av rörelsen. På III-talet. före Kristus e. Aristarchus från Samos använde varaktigheten av en månförmörkelse för att beräkna månens diameter. Enligt hans beräkningar är Månens diameter lika med en fjärdedel av jordens diameter - det vill säga ungefär 3700 km, vilket nästan perfekt sammanfaller med det verkliga värdet [75] .
Uppfinningen av teleskop gjorde det möjligt att urskilja finare detaljer av månens relief. En av de första månkartorna sammanställdes av Giovanni Riccioli 1651 , han gav också namn till stora mörka områden och kallade dem "hav", som vi fortfarande använder idag. Dessa toponymer återspeglade en långvarig idé om att vädret på månen liknar jorden, och de mörka områdena var förmodligen fyllda med månvatten, och de ljusa områdena ansågs vara land. Men 1753 bevisade den kroatiske astronomen Ruđer Bošković att månen inte har någon atmosfär. Faktum är att när stjärnorna täcks av månen försvinner de omedelbart. Men om månen hade en atmosfär, skulle stjärnorna blekna gradvis. Detta indikerade att satelliten inte har någon atmosfär. Och i det här fallet kan det inte finnas något flytande vatten på månens yta, eftersom det omedelbart skulle avdunsta.
Med samma Giovanni Ricciolis lätta hand började kratrar få namnen på kända vetenskapsmän: från Platon , Aristoteles och Arkimedes till Vernadskij , Tsiolkovskij och Pavlov .
Ett nytt skede i studiet av månen var användningen av fotografi i astronomiska observationer, från mitten av 1800-talet . Detta gjorde det möjligt att analysera månens yta mer i detalj med hjälp av detaljerade fotografier. Sådana fotografier togs bland annat av Warren de la Rue (1852) och Lewis Rutherford (1865). 1896-1904 publicerade Maurice Levy , Pierre Puiseux och Charles Le Morvan en detaljerad fotografisk måneatlas [76] .
Med tillkomsten av rymdåldern har vår kunskap om månen ökat avsevärt. Månjordens sammansättning blev känd, forskare fick prover på den och en karta över baksidan ritades upp.
För första gången nådde den sovjetiska interplanetära stationen Luna-2 månen den 13 september 1959 .
För första gången var det möjligt att titta på månens bortre sida 1959, när den sovjetiska Luna-3- stationen flög över den och fotograferade en del av dess yta osynlig från jorden.
Bemannade flygI början av 1960-talet var det uppenbart att USA släpade efter Sovjetunionen i rymdutforskningen . J. Kennedy förklarade att en mans landning på månen skulle ske före 1970. För att förbereda sig för bemannad flygning genomförde NASA flera rymdprogram: " Ranger " (1961-1965) - fotografering av ytan, " Surveyer " (1966-1968) - mjuklandning och kartläggning av terrängen och " Lunar Orbiter " (1966-1967) - detaljerad bildyta av månen. 1965-1966 fanns det ett NASA -projekt MOON-BLINK för att studera ovanliga fenomen (anomalier) på Månens yta. Arbetet utfördes av Trident Engineering Associates ( Annapolis , Md .) under kontrakt NAS 5-9613, 1 juni 1965, till Goddard Space Flight Center ( Greenbelt , Md.) [77] [78] [79] .
Det amerikanska bemannade uppdraget till månen kallades " Apollo ". Den första landningen ägde rum den 20 juli 1969; den sista - i december 1972 var den första personen som satte sin fot på månens yta den 21 juli 1969 amerikanen Neil Armstrong , den andra var Edwin Aldrin ; en tredje besättningsmedlem, Michael Collins , stannade kvar i orbitern.
I december 1972 blev Apollo 17-astronauterna kapten Gene Cernan och Dr. Harrison Schmitt de sista (hittills) människorna som landade på månen.
Således är Månen den enda himlakroppen som har besökts av människan; och den första himlakroppen, vars prover levererades till jorden (USA levererade 380 kg, USSR - 324 gram månjord ) [80] .
LunokhodsSovjetunionen utförde forskning på månens yta med hjälp av två radiostyrda självgående fordon: Lunokhod-1 , uppskjuten till månen i november 1970, och Lunokhod-2 , i januari 1973. "Lunokhod-1" fungerade 10,5 jordmånader, "Lunokhod-2" - 4,5 jordmånader (det vill säga 5 måndagar och 4 månnätter ), under vilka den reste 42,1 km [81] [82] (fram till den 28 juli , 2014, förblev detta avstånd ett rekord för utomjordiska (människangjorda) fordon tills det slogs av Opportunity-rover , som reste 45,16 km [83] ). Båda enheterna samlade in och överförde till jorden en stor mängd data om månens jord och många fotografier av detaljer och panoramabilder av månreliefen [38] .
Efterföljande studieEfter att den sovjetiska stationen " Luna-24 " levererade prover av månjord till jorden i augusti 1976 , flög nästa enhet - den japanska satelliten " Hiten " - till månen först 1990 . Sedan lanserades två amerikanska rymdfarkoster - Clementine 1994 och Lunar Prospector 1998 .
European Space Agency lanserade den 28 september 2003 sin första automatiska interplanetära station (AMS) " Smart-1 ". Den 14 september 2007 lanserade Japan den andra Kaguya Moon Exploration Station . Och den 24 oktober 2007 gick Kina också in i månkapplöpningen - den första kinesiska månsatelliten, Chang'e-1 , lanserades . Med hjälp av denna och nästa station skapar forskare en tredimensionell karta över månens yta, som i framtiden kan bidra till ett ambitiöst projekt för att kolonisera månen [84] . Den 22 oktober 2008 lanserades den första indiska AMS " Chandrayan-1 ". 2010 lanserade Kina den andra Chang'e-2 AMS .
Den 18 juni 2009 lanserade NASA månomloppssonderna Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) och Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Satelliterna är designade för att samla information om månens yta, söka efter vatten och lämpliga platser för framtida månexpeditioner [85] . I samband med fyrtioårsjubileet av Apollo 11 -flygningen slutförde den automatiska interplanetära stationen LRO en speciell uppgift - den undersökte landningsområdena för månmodulerna för markexpeditioner. Mellan den 11 och 15 juli tog och sände LRO till jorden de första detaljerade omloppsbilderna någonsin av själva månmodulerna, landningsplatser, utrustningsdelar som lämnats av expeditioner på ytan och till och med spår av vagnen, rovern och jordbor själva [86 ] . Under denna tid filmades 5 av 6 landningsplatser: expeditionerna Apollo 11, -14 , -15 , -16 , -17 [ 87] . Senare tog rymdfarkosten LRO ännu mer detaljerade bilder av ytan, där inte bara landningsmodulerna och utrustningen med spår av månbilen är tydligt synliga utan även astronauternas fotspår [88] . Den 9 oktober 2009 gjorde rymdfarkosten LCROSS och Centaurus övre scenen ett planerat fall till månens yta in i Cabeus-kratern , belägen cirka 100 km från månens sydpol , och därför ständigt i djup skugga. Den 13 november meddelade NASA att detta experiment hade hittat vatten på månen [89] [90] .
Landningen i december 2013 av den kinesiska månrovern Yutu var den första mjuklandningen på månen sedan 1976, efter den sovjetiska AMS Luna-24 . Dessutom blev det den första planetariska rover som opererade på månen på mer än 40 år, och Kina blev den tredje makten att utföra en mjuklandning på månen, efter Sovjetunionen och USA. Fem år senare, den 3 januari 2019, för första gången på månens bortre sida , var Chang'e-4- landaren med den andra kinesiska månrovern Yutu-2 mjuklandad . Ett unikt biologiskt experiment genomfördes på landaren för att odla potatis , Arabidopsis , raps , bomull (endast bomull kunde gro) och uppfödning av Drosophila-flugor samt med jäst [91] .
Privata projektFör närvarande påbörjar privata företag studiet av månen. En världsomspännande Google Lunar X PRIZE-tävling för att bygga en liten månrover har utlysts, med flera lag från olika länder som deltar, inklusive Rysslands Selenokhod . Det finns planer på att organisera rymdturism med flygningar runt månen på ryska fartyg - först på den moderniserade Soyuz , och sedan på de lovande universella fartygen i Federation -serien som utvecklas .
De flesta av de juridiska frågorna om utforskningen av månen löstes 1967 genom fördraget om principerna för staters verksamhet i utforskning och användning av yttre rymden, inklusive månen och andra himlakroppar [92] . Moon Agreement från 1979 beskriver också månens rättsliga status .
Månen är den närmaste och bäst studerade himlakroppen och anses vara en kandidatplats för en mänsklig koloni. NASA utvecklade rymdprogrammet Constellation , som skulle utveckla ny rymdteknik och skapa den nödvändiga infrastrukturen för att säkerställa den nya rymdfarkostens flygningar till ISS , såväl som flygningar till månen, skapandet av en permanent bas på månen och, i framtiden, flyg till Mars [93] . Men genom beslut av USA :s president Barack Obama den 1 februari 2010 avslutades finansieringen av programmet 2011 [94] .
Ryska forskare har identifierat 14 mest troliga månlandningspunkter. Var och en av landningsplatserna har dimensioner på 30×60 km [95] . Framtida månbaser är på experimentstadiet – i synnerhet har de första framgångsrika testerna av rymdfarkosters självlappning i händelse av att meteoriter träffar dem redan utförts [96] . I framtiden kommer Ryssland att använda kryogen (lågtemperatur) borrning vid månens poler för att leverera jord blandad med flyktiga organiska ämnen till jorden . Denna metod kommer att tillåta organiska föreningar som är frysta på regoliten att inte avdunsta [97] .
Det finns företag som påstås sälja tomter på månen. Mot en avgift får köparen ett certifikat om "äganderätt" av ett visst område av månens yta. Det finns en åsikt att certifikat av detta slag nu inte har rättslig kraft på grund av brott mot villkoren i fördraget om principerna för staters verksamhet vid utforskning och användning av yttre rymden från 1967 (ett förbud mot "nationellt anslag" yttre rymden, inklusive månen, i enlighet med artikel II i fördraget). Detta fördrag anger endast staternas verksamhet, utan att beröra individers verksamhet, som i detta fall användes av organisationer.
Månillusionen är en optisk illusion att när månen är lågt vid horisonten verkar den mycket större än när den hänger högt på himlen. Faktum är att månens vinkelstorlek praktiskt taget inte förändras med dess höjd över horisonten (eller snarare, den ändras något vice versa: nära horisonten är den något mindre än vid zenit, eftersom avståndet från observatören i detta fall till månen är större med jordens radie). För närvarande finns det flera teorier som förklarar detta visuella perceptionsfel med olika anledningar.
Förutom uppenbara förändringar i storleken på månens skiva i förhållande till en observatör med blotta ögat från jordens yta, med en liten vinkelposition på månen ovanför horisonten, ser månens synliga skiva gul ut på natten eller till och med rosa i gryningen-solnedgången.
Kortsiktiga månfenomen är olika kortsiktiga lokala anomalier i utseendet på månens yta och nästan månens rymd, på grund av icke-stationära processer på månen.
Sedan 1766 har Greenwich Royal Observatory publicerat den årliga Nautical Almanac. Tabellerna över vinkelavstånd från månskivans centrum till utvalda zodiakstjärnor eller till solskivans centrum (för dagtidsmätningar), sammanställda för hela året med ett intervall på tre timmar, var av största praktiska värde för navigering i almanackan. Fram till början av 1900-talet tillät dessa tabeller sjömän att bestämma longitud med en noggrannhet på en bågminut ( metoden för månavstånd ) [98] .
Plutarchus dialog "På ansiktet som är synligt på månskivan" [99] (I-II århundraden) förmedlar olika teorier från den tiden om månens natur och egenskaper, i slutändan vänder Plutarchus till teorin som antogs i den platonska Academy och Xenocrates , som ser i månen demonernas hemland [ 100] .
Månen har upprepade gånger inspirerat poeter och författare, konstnärer och musiker, regissörer och manusförfattare att skapa verk relaterade till denna enda naturliga satellit på jorden. Månen kan fungera som en symbol för mystik, otillgänglig skönhet, kärlek. Jämförelsen med månen användes redan i antik litteratur: I Salomos sång ( 1:a årtusendet f.Kr. ) står det skrivet:
Vem är denna, lysande som gryningen, vacker som månen, ljus som solen, formidabel som regementen med banderoller?
Det första fantastiska verket om månen (på vers) känt sedan antiken tillskrivs den legendariska antika grekiska sångaren Orpheus :
Han (Zeus) skapade ett annat land, gränslöst, som odödliga kallar Selena, och jordiska människor - Månen. Det finns många berg på den, många städer, många bostäder.
Originaltext (gammalgrekiska)[ visaDölj] Μήσατο Δ 'ἄλλην γαῖαν ἀπείριτον, ἥν τε σελήνην άθάνατοι κλῄσιν, ἐπιimin — Proclus . Kommentar till Platons Timaeus [101] .Man tror nu att dessa rader skrevs av Pythagoras Kerkops på 500-talet f.Kr. e. [102]
Temat att resa till månen var populärt i folklore och i klassisk litteratur, och uppenbarligen fantastiska (bönstjälk), en stark storm och en varmluftsballong av papper framstår som ett sätt att uppnå målet . Det första tekniskt sunda projektet för en flygning till månen beskrevs av Jules Verne i romanerna From the Earth to the Moon by Direct Route in 97 Hours and 20 Minutes (1865) och Around the Moon (1870).
Måntemat var ett av de viktigaste för science fiction-författare och framtidsforskare under nästan hela 1900-talet [103] . I förrevolutionär rysk litteratur representerades Månen som en himlakropp med dalar och taggiga klippor, som var täckt med blåaktigt gräs och stora vita blommor [104] .
Foto, video och ljud | ||||
---|---|---|---|---|
Tematiska platser |
| |||
Ordböcker och uppslagsverk |
| |||
|
Måne | ||
---|---|---|
Egenheter | ||
Månens bana | ||
Yta | ||
Selenologi | ||
Studie | ||
Övrig |
Satelliter för de jordiska planeterna | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
naturliga satelliter |
| |||||||||
Kvasi-satelliter |
| |||||||||
I en hästskobana |
| |||||||||
Trojanska asteroider |
|
Satelliter i solsystemet | |
---|---|
över 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km | |
50-100 km | |
Efter planeter (och dvärgar ) |
solsystem | |
---|---|
Central stjärna och planeter | |
dvärgplaneter | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidater Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Stora satelliter | |
Satelliter / ringar | Jorden / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidater späckhuggare quawara |
Först upptäckte asteroider | |
Små kroppar | |
konstgjorda föremål | |
Hypotetiska föremål |
|