Księżyc nie jest jedynym satelitą Ziemi. Czy Księżyc jest jedynym (naturalnym) satelitą Ziemi? Jedyny naturalny satelita Ziemi

Warunki fizyczne na Księżycu, podobnie jak na każdym innym ciele niebieskim, są w dużej mierze zdeterminowane jego masą i rozmiarem. Siła grawitacji na powierzchni Księżyca jest sześciokrotnie mniejsza niż na powierzchni Ziemi, dlatego cząsteczkom gazu znacznie łatwiej jest pokonać grawitację i wylecieć w przestrzeń kosmiczną niż na Ziemi. To wyjaśnia brak atmosfery i hydrosfery na naszym naturalnym satelicie. Warunki panujące na powierzchni ciał planetarnych, do których należy Księżyc, determinowane są także przepływem energii pochodzącej ze Słońca (lub z wnętrza planety). Brak atmosfery na Księżycu oraz długa długość dnia i nocy (dzień księżycowy trwa około 99 ziemskich dni) powodują gwałtowne wahania temperatury na jego powierzchni: od +120°C w punkcie podsłonecznym do -170°C w punkcie podsłonecznym. diametralnie przeciwny punkt. Mówimy oczywiście o temperaturze samego materiału powierzchniowego, tzw. regolitu. Przewodność cieplna tej drobno rozdrobnionej substancji jest niezwykle niska, dlatego powierzchnia Księżyca szybko się nagrzewa i szybko ochładza podczas księżycowego dnia, a na głębokości około metra praktycznie nie ma dziennych wahań temperatury. Główną przyczyną kruszenia się skał powierzchniowych Księżyca jest upadek meteorytów i innych mniejszych ciał z kosmosu na jego powierzchnię. Z powodu braku atmosfery ciała te utrzymują prędkość około kilkudziesięciu kilometrów na sekundę, zanim uderzą w powierzchnię Księżyca. Brak powłoki gazowej wokół Księżyca determinuje również szczególne właściwości mechaniczne regolitu: sklejanie się poszczególnych cząstek (ze względu na brak warstw tlenkowych) w porowate skupiska. Jak opisali astronauci, którzy odwiedzili Księżyc i jak pokazują zdjęcia śladów łazików księżycowych, substancja ta pod względem właściwości fizycznych i chemicznych (wielkość cząstek, wytrzymałość itp.) jest podobna do mokrego piasku. Ze względu na relief powierzchnia Księżyca dzieli się na dwa typy, co widać na mapie Księżyca: kontynenty, widoczne z Ziemi jako jasne obszary, oraz morza, widoczne jako ciemniejsze obszary. Należy pamiętać, że w tych morzach nie ma ani kropli wody.

Obszary te różnią się, jak wiemy, wyglądem, historią geologiczną i składem chemicznym. Najbardziej typową formą rzeźby księżycowej są kratery o różnych rozmiarach. Średnica największych kraterów wynosi 200 km, a dziury w kraterach widoczne na panoramach powierzchni Księżyca mają średnicę kilku centymetrów. Najmniejsze kratery są widoczne na poszczególnych cząsteczkach księżycowej gleby (regolicie) oglądanych pod mikroskopem. Formy płaskorzeźby mórz księżycowych są bardziej zróżnicowane. Tutaj widzimy szyby rozciągające się na setki kilometrów na ich powierzchni, niegdyś pokryte płynną lawą, która zalała starożytne kratery. Na obrzeżach mórz i w innych częściach powierzchni Księżyca zauważalne są pęknięcia, wzdłuż których przesuwa się skorupa. W tym przypadku czasami tworzą się góry typu uskokowego. Na Księżycu nie występują góry pofałdowane, typowe dla naszej planety. Wszystkie te formy terenu można wyraźnie zobaczyć obserwując Księżyc przez teleskop. Dobre wyobrażenie o księżycowym krajobrazie dają panoramy wykonane na podstawie fotografii dokumentalnych. Na uwagę zasługuje gładkość konturów, brak spiczastych szczytów, stromych zboczy, uboga kolorystyka krajobrazu oraz obecność dość dużej liczby kamieni i brył.

Brak procesów erozji i wietrzenia na Księżycu prowadzi do tego, że jego powierzchnia jest rodzajem rezerwatu geologicznego, w którym przez miliony i miliardy lat wszystkie formy reliefowe powstałe w tym czasie są zachowane w nieznanej formie, w innym Słowem, zarejestrowana jest cała historia geologiczna Księżyca.

Okoliczność ta pomaga w badaniu przeszłości geologicznej Ziemi, która interesuje nas z punktu widzenia poszukiwania złóż minerałów powstałych na naszej planecie w odległych epokach, po których nie zachowały się żadne ślady w jej rzeźbie. Radzieckie stacje automatyczne „Łuna” oraz amerykańskie wyprawy w ramach programu Apollo dostarczyły na Księżyc przyrządy przeznaczone do pobierania próbek gleby księżycowej i dostarczania jej na Ziemię, a także do prowadzenia badań magnetometrycznych, sejsmologicznych, astrofizycznych i innych, zarówno na lądowiskach, jak i na trasie ruchu łazików księżycowych. Fotografia ze statku kosmicznego umożliwiła pozyskanie materiałów do sporządzenia pełnej mapy Księżyca, łącznie z jego odwrotną stroną, niewidoczną z Ziemi. Badania sejsmiczne zidentyfikowały trzy rodzaje trzęsień księżyca.

Pierwszy typ związany jest z upadkiem meteorytów na Księżyc, drugi spowodowany jest opadaniem osadów ze statków kosmicznych lub specjalnie wywołanymi eksplozjami. Trzeci to naturalne trzęsienia księżyca, które występują, podobnie jak na Ziemi, w obszarach aktywnych sejsmicznie, położonych w pobliżu uskoków skorupy ziemskiej. Trzęsienia Księżyca są znacznie słabsze od trzęsień ziemi, jednak dzięki dużej czułości sejsmometrów zainstalowanych na Księżycu rejestrowano je w dużych ilościach, bo kilkuset. Szczegółowe badania propagacji fal sejsmicznych pozwoliły ustalić, co następuje: skorupa Księżyca jest grubsza od skorupy ziemskiej (od 50 do 100 km); istnieje rdzeń w postaci płynnej (średnica nie większa niż 400 km); istnieje płaszcz - warstwa pośrednia między skorupą a rdzeniem. W morskich obszarach Księżyca powierzchnię pokrywają skały podobne do lądowych bazaltów oceanicznych, a na obszarach kontynentalnych - lżejszymi i gęstszymi skałami. Główną częścią tych skał jest tlenek krzemu (który jest również typowy dla Ziemi), a następnie tlenki żelaza, glinu, magnezu, wapnia itp. Skład mineralogiczny skał księżycowych jest uboższy niż skał lądowych.

W obecności wody i tlenu nie powstają minerały. Fakty te wskazują, że na Księżycu nigdy nie było zauważalnej atmosfery tlenowej ani hydrosfery. Na Księżycu nie znaleziono żadnych związków organicznych, mikroorganizmów ani innych oznak życia. W skałach księżycowych nie znaleziono jednak żadnych związków, które byłyby szkodliwe dla ludzi, zwierząt i roślin. W warunkach lądowych nasiona i siewki roślin posadzone w glebie wzbogaconej sproszkowaną substancją księżycową nie wykazywały żadnego działania hamującego i rozwijały się normalnie, przyswajając zawarte w tej substancji mikroelementy. Amerykańscy astronauci, którzy podczas ostatnich wypraw mieli bezpośredni kontakt z materią księżycową w kabinie, nie przeszli nawet żadnej kwarantanny, która ze względów bezpieczeństwa została przeprowadzona po pierwszych lotach na Księżyc. Badania wykazały, że wiek poszczególnych próbek skał księżycowych sięga 4 – 4,2 miliarda lat, czyli jest znacznie większy niż wiek najstarszych skał odkrytych na Ziemi.

planeta Ziemia przestrzeń Księżyc

Istnieją uzasadnione powody, aby wierzyć, że ludzie nie tylko będą w stanie przetrwać na Europie, księżycu Jowisza, ale także znajdą tam życie, które już istnieje. Europa pokryta jest grubą skorupą lodową, ale wielu naukowców jest skłonnych wierzyć, że pod spodem znajduje się prawdziwy ocean ciekłej wody. Ponadto solidny rdzeń wewnętrzny Europy zwiększa szanse na posiadanie odpowiedniego środowiska do podtrzymywania życia, niezależnie od tego, czy są to zwykłe mikroby, czy może nawet bardziej złożone organizmy.

Zdecydowanie warto badać Europę pod kątem obecności warunków istnienia życia i samego życia. Wszakże znacznie zwiększy to szanse na możliwą kolonizację tego świata. NASA chce sprawdzić, czy woda Europy ma jakiś związek z jądrem planety i czy w wyniku tej reakcji powstają ciepło i wodór, tak jak dzieje się to na Ziemi. Z kolei badanie różnych utleniaczy, które mogą znajdować się w lodowej skorupie planety, wskaże poziom wytwarzanego tlenu, a także jego ilość zlokalizowaną bliżej dna oceanu.

Istnieją przesłanki, aby wierzyć, że NASA dokładnie przestudiuje Europę i spróbuje tam polecieć do 2025 roku. To właśnie wtedy dowiemy się, czy teorie związane z tym lodowym satelitą są prawdziwe. Badania in situ mogłyby również ujawnić obecność aktywnych wulkanów pod lodową powierzchnią, co z kolei zwiększyłoby również szanse na życie na tym Księżycu. Rzeczywiście, dzięki tym wulkanom w oceanie mogą gromadzić się niezbędne minerały.

Tytan

Mimo że Tytan, jeden z księżyców Saturna, leży na zewnętrznej krawędzi Układu Słonecznego, świat ten jest jednym z najciekawszych miejsc dla ludzkości i być może jednym z kandydatów do przyszłej kolonizacji.

Oczywiście oddychanie tutaj będzie wymagało użycia specjalnego sprzętu (atmosfera jest dla nas nieodpowiednia), ale tutaj nie ma potrzeby używania specjalnych kombinezonów ciśnieniowych. Jednak oczywiście nadal trzeba będzie nosić specjalną odzież ochronną, gdyż temperatura jest tu bardzo niska, często spadając do -179 stopni Celsjusza. Grawitacja na tym satelicie jest nieco niższa niż na Księżycu, co oznacza, że chodzenie po powierzchni będzie stosunkowo łatwe.

Będziesz jednak musiał poważnie zastanowić się, jak uprawiać rośliny i zadbać o kwestie sztucznego oświetlenia, ponieważ na Tytana przypada zaledwie 1/300 do 1/1000 poziomu światła słonecznego Ziemi. Winne są gęste chmury, które mimo to chronią satelitę przed nadmiernym poziomem promieniowania.

Na Tytanie nie ma wody, ale są całe oceany ciekłego metanu. W związku z tym niektórzy naukowcy nadal debatują, czy w takich warunkach mogło powstać życie. Tak czy inaczej, na Tytanie jest wiele do odkrycia. Istnieją niezliczone rzeki i jeziora metanu oraz duże góry. Poza tym widoki muszą być absolutnie oszałamiające. Ze względu na względną bliskość Tytana do Saturna, planeta na niebie satelity (w zależności od zachmurzenia) zajmuje do jednej trzeciej nieba.

Miranda

Chociaż największym księżycem Urana jest Tytania, Miranda, najmniejszy z pięciu księżyców planety, najlepiej nadaje się do kolonizacji. Miranda ma kilka bardzo głębokich kanionów, głębszych niż Wielki Kanion na Ziemi. Lokalizacje te mogłyby być idealne do lądowania i założenia bazy chronionej przed trudnym środowiskiem zewnętrznym, a zwłaszcza przed cząsteczkami radioaktywnymi wytwarzanymi przez magnetosferę samego Urana.

Na Mirandzie jest lód. Astronomowie i badacze szacują, że stanowi on około połowy składu tego satelity. Podobnie jak w przypadku Europy, na satelicie może znajdować się woda ukryta pod pokrywą lodową. Nie wiemy tego na pewno i nie dowiemy się tego, dopóki nie zbliżymy się do Mirandy. Jeśli na Mirandzie nadal znajduje się woda, oznaczałoby to poważną aktywność geologiczną na satelicie, ponieważ jest on zbyt daleko od Słońca, a światło słoneczne nie jest w stanie utrzymać tutaj wody w postaci płynnej. Z kolei aktywność geologiczna wyjaśniałaby to wszystko. Chociaż jest to tylko teoria (i najprawdopodobniej mało prawdopodobna), bliskość Mirandy do Urana i jej siły pływowe mogą być przyczyną tej właśnie aktywności geologicznej.

Niezależnie od tego, czy jest tu woda w stanie ciekłym, czy nie, jeśli założymy kolonię na Mirandzie, bardzo niska grawitacja satelity pozwoli nam zejść do głębokich kanionów bez fatalnych konsekwencji. Generalnie będzie tu też co robić i zwiedzać.

Enceladus

Według niektórych badaczy Enceladus, jeden z księżyców Saturna, może być nie tylko doskonałym miejscem do kolonizacji i obserwacji planety, ale jest także jednym z najbardziej prawdopodobnych miejsc, w których może już istnieć życie.

Enceladus jest pokryty lodem, ale obserwacje z sond kosmicznych wykazały aktywność geologiczną na Księżycu, a w szczególności gejzery wydobywające się z jego powierzchni. Sonda Cassini zebrała próbki i określiła obecność ciekłej wody, azotu i węgla organicznego. Pierwiastki te, a także źródło energii, które wypuściło je w przestrzeń kosmiczną, są ważnymi „elementami budulcowymi życia”. Zatem następnym krokiem naukowców będzie wykrycie oznak bardziej złożonych pierwiastków i być może organizmów, które mogą czaić się pod lodową powierzchnią Enceladusa.

Naukowcy uważają, że najlepszym miejscem do założenia kolonii będą obszary w pobliżu których zauważono te gejzery – ogromne pęknięcia na powierzchni pokrywy lodowej bieguna południowego. Zaobserwowano tu dość niezwykłą aktywność cieplną, porównywalną z pracą około 20 elektrowni węglowych. Innymi słowy, istnieje odpowiednie źródło ciepła dla przyszłych kolonistów.

Enceladus ma wiele kraterów i szczelin, które tylko czekają na odkrycie. Niestety atmosfera satelity jest bardzo rzadka, a niska grawitacja może powodować pewne problemy w rozwoju tego świata.

Charona

Po spotkaniu z Plutonem sonda kosmiczna New Horizons NASA przesłała wspaniałe zdjęcia planety karłowatej i jej największego księżyca Charona. Zdjęcia te wywołały gorącą debatę w środowisku naukowym, które obecnie próbuje ustalić, czy ten satelita jest aktywny geologicznie, czy nie. Okazało się, że powierzchnia Charona (a także Plutona) jest znacznie młodsza, niż wcześniej sądzono.

Chociaż na powierzchni Charona znajdują się pęknięcia, księżyc wydaje się całkiem skuteczny w unikaniu uderzeń asteroid, ponieważ ma bardzo niewiele kraterów uderzeniowych. Same pęknięcia i uskoki są bardzo podobne do tych pozostawionych przez strumień gorącej lawy. Te same pęknięcia znaleziono na Księżycu i są one idealnym miejscem do założenia kolonii.

Uważa się, że Charon ma bardzo cienką atmosferę, co może być również wskaźnikiem aktywności geologicznej.

Mimas

Mimas jest często nazywany „Gwiazdą Śmierci”. Możliwe, że pod pokrywą lodową tego satelity może być ukryty ocean. I pomimo ogólnie złowieszczego wyglądu tego księżyca, faktycznie może on nadawać się do podtrzymywania życia. Obserwacje wykonane przez sondę kosmiczną Cassini wykazały, że Mimas kołysze się nieznacznie na swojej orbicie, co może wskazywać na aktywność geologiczną pod jej powierzchnią.

I chociaż naukowcy są bardzo ostrożni w swoich założeniach, nie znaleziono żadnych innych śladów, które wskazywałyby na aktywność geologiczną satelity. Jeśli na Mimasie odkryto ocean, to księżyc ten powinien być jednym z pierwszych, które należy uznać za najodpowiedniejszego kandydata do założenia tutaj kolonii. Z przybliżonych obliczeń wynika, że ocean może być ukryty na głębokości około 24–29 kilometrów pod powierzchnią.

Jeśli niezwykłe zachowanie orbity nie ma nic wspólnego z obecnością wody w stanie ciekłym pod powierzchnią tego satelity, to najprawdopodobniej ma to związek ze zdeformowanym jądrem. Winę za to ponosi silna pula grawitacyjna pierścieni Saturna. Tak czy inaczej, najbardziej oczywistym i niezawodnym sposobem sprawdzenia, co się tutaj dzieje, jest wylądowanie na powierzchni i wykonanie niezbędnych pomiarów.

Tryton

Zdjęcia i dane wykonane przez sondę kosmiczną Voyager 2 w sierpniu 1989 roku pokazały, że powierzchnia największego księżyca Neptuna, Trytona, składa się ze skał i lodu azotowego. Ponadto dane wskazywały, że pod powierzchnią Księżyca może znajdować się woda w stanie ciekłym.

Chociaż Tryton posiada atmosferę, jest ona tak rzadka, że nie nadaje się do użytku na powierzchni satelity. Bycie tutaj bez szczególnie chronionego skafandra jest jak śmierć. Średnia temperatura powierzchni Trytona wynosi -235 stopni Celsjusza, co czyni go najzimniejszym obiektem kosmicznym w znanym wszechświecie.

Niemniej jednak Tryton jest bardzo interesujący dla naukowców. I pewnego dnia chcieliby tam dotrzeć, założyć bazę i przeprowadzić wszystkie niezbędne obserwacje naukowe i badania:

„Niektóre obszary powierzchni Tritona odbijają światło, jakby były wykonane z czegoś twardego i gładkiego, na przykład metalu. Uważa się, że obszary te zawierają pył, azot i prawdopodobnie wodę, która przenika przez powierzchnię i natychmiast zamarza w wyniku niewiarygodnie niskich temperatur”.

Ponadto naukowcy szacują, że Tryton powstał mniej więcej w tym samym czasie i z tego samego materiału co Neptun, co jest dość dziwne, biorąc pod uwagę rozmiar satelity. Wygląda na to, że uformowała się gdzie indziej w Układzie Słonecznym i została następnie przyciągnięta przez grawitację Neptuna. Co więcej, satelita obraca się w kierunku przeciwnym do swojej planety. Tryton jest jedynym satelitą Układu Słonecznego posiadającym tę funkcję.

Ganimedes

Podejrzewa się, że największy księżyc Jowisza, Ganimedes, a także inne obiekty kosmiczne w naszym Układzie Słonecznym mogą zawierać wodę pod powierzchnią. W porównaniu do innych pokrytych lodem księżyców, powierzchnia Ganimedesa jest uważana za stosunkowo cienką i łatwą do wiercenia.

Ponadto Ganimedes jest jedynym satelitą w Układzie Słonecznym, który ma własne pole magnetyczne. Dzięki temu nad obszarami polarnymi bardzo często można obserwować zorzę polarną. Ponadto istnieją podejrzenia, że pod powierzchnią Ganimedesa może kryć się ciekły ocean. Satelita ma rozrzedzoną atmosferę zawierającą tlen. I choć jest niezwykle mały, aby utrzymać życie, jakie znamy, satelita ma potencjał do terraformowania.

W 2012 roku zaplanowała misję kosmiczną na Ganimedesa, a także na dwa inne księżyce Jowisza, Kallisto i Europę. Premiera ma nastąpić w 2022 roku. Dotarcie na Ganimedes będzie możliwe już 10 lat później. Chociaż wszystkie trzy księżyce cieszą się dużym zainteresowaniem naukowców, uważa się, że Ganimedes zawiera najciekawsze cechy i potencjalnie nadaje się do kolonizacji.

Kalisto

Drugim co do wielkości księżycem Jowisza, mniej więcej wielkości planety Merkury, jest Kallisto, kolejny księżyc, który, jak sugeruje się, zawiera wodę pod swoją lodową powierzchnią. Ponadto satelita jest uważany za odpowiedniego kandydata do przyszłej kolonizacji.

Powierzchnia Callisto składa się głównie z kraterów i pól lodowych. Atmosfera satelity jest mieszaniną dwutlenku węgla. Naukowcy już sugerują, że bardzo cienka atmosfera satelity jest uzupełniana dwutlenkiem węgla wydobywającym się spod powierzchni. Uzyskane wcześniej dane wskazywały na możliwość obecności tlenu w atmosferze, jednak dalsze obserwacje nie potwierdziły tej informacji.

Ponieważ Kalisto znajduje się w bezpiecznej odległości od Jowisza, promieniowanie planety będzie stosunkowo niskie. A brak aktywności geologicznej sprawia, że środowisko satelity jest bardziej stabilne dla potencjalnych kolonistów. Innymi słowy, kolonię można tu zbudować na powierzchni, a nie pod nią, jak to ma miejsce w wielu przypadkach w przypadku innych satelitów.

Księżyc

Tak dotarliśmy do pierwszej potencjalnej kolonii, którą ludzkość założy poza swoją planetą. Mówimy oczywiście o naszym Księżycu. Wielu naukowców jest skłonnych wierzyć, że w ciągu najbliższej dekady na naszym naturalnym satelicie pojawi się kolonia, a wkrótce potem Księżyc stanie się punktem wyjścia dla bardziej odległych misji kosmicznych.

Chris McKay, astrobiolog z NASA, należy do tych, którzy uważają, że Księżyc jest najbardziej prawdopodobnym miejscem założenia pierwszej ludzkiej kolonii kosmicznej. McKay jest przekonany, że dalsza eksploracja Księżyca w ramach misji kosmicznej po Apollo 17 nie była kontynuowana wyłącznie ze względu na koszty tego programu. Jednak obecne technologie opracowane do użytku na Ziemi mogą być również bardzo opłacalne w przypadku zastosowania w przestrzeni kosmicznej i znacznie obniżą koszty zarówno samych startów, jak i budowy na powierzchni Księżyca.

Pomimo tego, że największą obecnie misją NASA jest wylądowanie człowieka na Marsie, McKay jest przekonany, że plan ten nie zostanie zrealizowany do czasu pojawienia się na Księżycu pierwszej bazy księżycowej, która stanie się punktem wyjścia do dalszych misji na Czerwoną Planetę. Nie tylko wiele państw, ale także wiele prywatnych firm wykazuje zainteresowanie kolonizacją Księżyca i przygotowuje nawet odpowiednie plany.

Krótka informacja:
Promień: 1738 km
Półoś wielka orbity: 384 400 km
Okres orbitalny: 27,321661 dni
Ekscentryczność orbity: 0,0549
Nachylenie orbity do równika: 5,16
Temperatura na powierzchni: od - 160° do +120° C
Dzień: 708 godzin
Średnia odległość od Ziemi: 384400 km

Księżyc- to chyba jedyne ciało niebieskie, co do którego od czasów starożytnych nikt nie miał wątpliwości, że się porusza. Nawet gołym okiem na tarczy Księżyca widać ciemne plamy o różnych kształtach, niektóre przypominające twarz, inne dwie osoby, a jeszcze inne zająca. Miejsca te zaczęto nazywać już w XVII wieku. W tamtych czasach wierzono, że na Księżycu jest woda, co oznacza, że powinny istnieć morza i oceany, tak jak na Ziemi. Włoski astronom Giovanni Riccioli nadał im nazwy, które są używane do dziś: , , , , , , , itd. Jaśniejsze obszary powierzchni Księżyca uznawano za suchy ląd.

Już w 1753 roku chorwacki astronom Ruđer Bošković udowodnił, że Księżyc nie ma . Kiedy zakryje gwiazdę, natychmiast znika, a gdyby Księżyc miał atmosferę, gwiazda stopniowo zanikałaby. Wynikało z tego, że na powierzchni Księżyca nie może być wody w stanie ciekłym, ponieważ przy braku ciśnienia atmosferycznego natychmiast wyparowałaby.

Galileusz odkrył także góry na Księżycu. Wśród nich były prawdziwe pasma górskie, którym zaczęto nadawać nazwy gór ziemskich: Alpy, Apeniny, Pireneje, Karpaty, Kaukaz. Ale na Księżycu były też specjalne góry - nazywano je pierścieniami lub cyrkami. Greckie słowo „krater” oznacza „miskę”. Stopniowo nazwa „cyrk” zniknęła ze sceny, ale termin „krater” pozostał.

Riccioli zaproponował nadanie kraterom imion wielkich naukowców starożytności i czasów współczesnych. W ten sposób na Księżycu pojawiły się kratery Platon, Arystoteles, Archimedes, Arystarch, Eratostenes, Hipparch, Ptolemeusz, a także Kopernik, Kepler, Tycho (Brage), Galileusz. Riccioli nie zapomniał o sobie. Oprócz tych znanych nazwisk są też takie, których nie ma dziś w żadnej książce o astronomii, jak na przykład Autolycus, Langren, Theophilus. Ale wtedy, w XVII wieku, naukowcy ci byli znani i pamiętani.

Mapy Księżyca (od góry do dołu): półkula widoczna, półkula wschodnia na długości geograficznej 120°, półkula zachodnia na długości geograficznej 120°

W miarę dalszych badań Księżyca do nazw nadanych przez Riccioli dodano nowe nazwy. Późniejsze mapy widocznej strony Księżyca uwieczniły takie nazwiska jak Flamsteed, Delandre, Piazzi, Lagrange, Darwin (czyli George Darwin, który stworzył pierwszą teorię pochodzenia Księżyca), Struve, Delisle.

Po tym, jak radzieckie automatyczne stacje międzyplanetarne z tej serii sfotografowały niewidoczną stronę Księżyca, na jego mapach umieszczono kratery z nazwiskami rosyjskich naukowców i badaczy kosmosu: Łomonosow, Ciołkowski, Gagarin, Korolew, Mendelejew, Kurczatow, Wiernadski, Kowalewski, Lebiediew , Czebyszew, Pawłow, a od astronomów - Błażko, Bredichin, Belopolski, Glazenap, Numerow, Parenago, Fesenkow, Tserasky, Sternberg.

Obrót Księżyca. Czas obrotu Księżyca wokół własnej osi dokładnie odpowiada miesiącowi gwiazdowemu, dlatego Księżyc zawsze jest zwrócony tą samą stroną do powierzchni Ziemi. Sytuacja ta utrwaliła się na przestrzeni miliardów lat ewolucji układu Ziemia-Księżyc pod wpływem pływów w skorupie księżycowej wywołanych przez Ziemię. Ponieważ Ziemia jest 81 razy masywniejsza od Księżyca, jej pływy są około 20 razy silniejsze niż te, które Księżyc powoduje na naszej planecie. To prawda, że na Księżycu nie ma oceanów, ale jego skorupa podlega wpływom pływów ziemskich, tak jak skorupa ziemska doświadcza pływów Księżyca i Słońca. Dlatego jeśli w odległej przeszłości Księżyc obracał się szybciej, to przez miliardy lat jego obrót uległ spowolnieniu.

Schemat rotacji Księżyca

Istnieje znacząca różnica pomiędzy obrotem Księżyca wokół własnej osi a jego obrotem wokół Ziemi. Księżyc krąży wokół Ziemi zgodnie z prawami Keplera, czyli nierównomiernie: w pobliżu perygeum szybciej, w pobliżu apogeum wolniej. Obraca się równomiernie wokół własnej osi. Dzięki temu czasami można „spojrzeć” trochę na niewidoczną stronę Księżyca ze wschodu, a czasem z zachodu. Zjawisko to nazywa się libracją optyczną (od łacińskiego libratio - „huśtawka”, „oscylacja”) w długości geograficznej. A niewielkie nachylenie orbity Księżyca w stosunku do ekliptyki pozwala od czasu do czasu „spojrzeć” na niewidoczną stronę Księżyca, czy to od północy, czy od południa. Jest to libracja optyczna w szerokości geograficznej. Obie libracje łącznie pozwalają obserwować z Ziemi 59% powierzchni Księżyca. Libracja optyczna Księżyca została odkryta przez Galileusza w 1635 roku, po potępieniu jej przez inkwizycję katolicką.

Zaćmienia Księżyca. Księżyc podczas całkowitego zaćmienia Księżyca ma czerwonawy kolor. Starożytni mieszkańcy Ameryki Południowej, Inkowie, myśleli, że Księżyc zaczerwienił się od choroby i jeśli umrze, prawdopodobnie spadnie z nieba i upadnie.

Normanowie wyobrażali sobie, że czerwony wilk Mangarm ponownie stał się odważniejszy i zaatakował Księżyc. Dzielni wojownicy oczywiście rozumieli, że nie mogą skrzywdzić niebiańskiego drapieżnika, ale wiedząc, że wilki nie znoszą hałasu, krzyczeli, gwizdali i uderzali w bębny. Atak hałasu czasami trwał dwie, a nawet trzy godziny bez przerwy.

Księżyc podczas całkowitego zaćmienia Księżyca

A w Azji Środkowej zaćmienie odbyło się w całkowitej ciszy. Ludzie patrzyli obojętnie, jak zły duch Rahu połknął Księżyc. Nikt nie hałasował ani nie machał rękami. W końcu wszyscy wiedzą, że dobry duch Ochirvani odciął kiedyś połowę ciała demona, a Księżyc, przechodząc przez Rahu jak przez rękaw, znów zaświeci. Na Rusi zawsze wierzono, że zaćmienie słońca zwiastuje kłopoty.

Zaćmienia Księżyca zawsze mają miejsce podczas pełni księżyca, kiedy Ziemia znajduje się pomiędzy Księżycem a Słońcem i wszystkie zaćmienia ustawiają się w jednym rzędzie. Ziemia oświetlona przez Słońce rzuca cień w przestrzeń. Długość cienia ma kształt stożka, rozciągającego się na ponad milion kilometrów; w poprzek jest okrągły, a w odległości 360 tysięcy kilometrów od Ziemi jego średnica jest 2,5 razy większa niż średnica Księżyca. Dzięki temu czas trwania pełnej fazy czasami sięga półtorej godziny. Ale w momencie zaćmienia Księżyca Księżyc nie jest całkowicie ciemny, ale czerwonawy. Zaczerwienienie Księżyca następuje w wyniku rozproszenia światła słonecznego w atmosferze ziemskiej.

Geometria zaćmienia Księżyca

Gdyby płaszczyzna orbity Księżyca pokrywała się z płaszczyzną orbity Ziemi (płaszczyzna), wówczas zaćmienia Księżyca powtarzałyby się podczas każdej pełni Księżyca, czyli regularnie co 29,5 dnia. Jednak miesięczna trasa Księżyca jest nachylona do płaszczyzny ekliptyki o 5°, a Księżyc przecina „krąg zaćmień” tylko w dwóch „ryzykownych” punktach dwa razy w miesiącu. Punkty te nazywane są węzłami orbity księżycowej. Dlatego, aby doszło do zaćmienia Księżyca, muszą zbiegać się dwa niezależne warunki: musi być księżyc w pełni i Księżyc w tym czasie musi znajdować się w węźle swojej orbity lub gdzieś w pobliżu.

W zależności od tego, jak blisko węzła orbitalnego w godzinie zaćmienia znajduje się Księżyc, może on przejść przez środek stożka cienia i zaćmienie będzie możliwie najdłuższe, lub może przejść przez krawędź cienia, a potem będziemy świadkami częściowego zaćmienia Księżyca. Stożek cienia Ziemi otoczony jest półcieniem. Tylko część promieni słonecznych, które nie są zasłonięte przez Ziemię, dociera do tego obszaru przestrzeni. Dlatego zdarzają się zaćmienia półcieniowe. Są one również odnotowywane w kalendarzach astronomicznych, ale zaćmienia te są nie do odróżnienia dla oka; tylko kamera i fotometr są w stanie zauważyć ciemnienie Księżyca podczas fazy półcienia lub zaćmienia półcieniowego.

Widok zaćmienia Księżyca z Księżyca

Wschodni kapłani, nie bardzo jeszcze to wszystko rozumiejąc, przez stulecia uparcie liczyli zaćmienia całkowite i częściowe. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że w harmonogramie zaćmień nie ma żadnego porządku. Są lata, w których występują trzy zaćmienia Księżyca, a czasem nie ma ich wcale. Poza tym zaćmienie Księżyca widoczne jest tylko z tej połowy globu, gdzie w tej godzinie Księżyc znajduje się nad horyzontem, więc z dowolnego miejsca na Ziemi, np. z Egiptu, można zobaczyć tylko nieco ponad połowę wszystkich zaćmień Księżyca zauważony.

Ale wytrwałym obserwatorom niebo w końcu ujawniło wielką tajemnicę: w ciągu 6585,3 dni na całej Ziemi zawsze występuje 28 zaćmień Księżyca. W ciągu najbliższych 18 lat, 11 dni i 8 godzin (a to jest nazwana liczba dni) wszystkie zaćmienia będą się powtarzać według tego samego harmonogramu. Pozostaje tylko dodać 6585,3 dni do dnia każdego zaćmienia. W ten sposób astronomowie babilońscy i egipscy nauczyli się przewidywać zaćmienia poprzez „powtarzanie”. W języku greckim jest to saros. Saros pozwala obliczyć zaćmienia z 300-letnim wyprzedzeniem. Kiedy dobrze zbadano ruch orbitalny Księżyca, astronomowie nauczyli się obliczać nie tylko dzień zaćmienia, jak to robiono za pomocą Saros, ale także dokładny czas jego rozpoczęcia.

Kolejne fazy zaćmienia Księżyca

Krzysztof Kolumb był pierwszym nawigatorem, który wyruszając w podróż zabrał ze sobą kalendarz astronomiczny, aby określić długość geograficzną odkrytych lądów do czasu zaćmienia Księżyca. Podczas czwartej podróży przez Atlantyk, w 1504 r., Kolumb na Jamajce zaobserwował zaćmienie Księżyca. Tabele wskazywały początek zaćmienia 29 lutego o godzinie 1:36 czasu norymberskiego. Zaćmienie Księżyca rozpoczyna się w każdym miejscu na Ziemi w tym samym czasie. Jednak czas lokalny na Jamajce jest opóźniony o wiele godzin w stosunku do czasu w niemieckim mieście, ponieważ słońce wschodzi tutaj znacznie później niż w Europie. Różnica w wskazaniach zegarów na Jamajce i w Norymberdze jest dokładnie równa różnicy długości geograficznych tych dwóch miejsc, wyrażonej w jednostkach godzinowych. Nie było wówczas innego sposobu mniej lub bardziej dokładnego określenia długości geograficznej miast Indii Zachodnich.

Kolumb zaczął przygotowywać się do obserwacji astronomicznych na brzegu, jednak tubylcy, którzy z ostrożnością podchodzili do żeglarzy, przeszkadzali we wstępnych obserwacjach Słońca i kategorycznie odmówili zaopatrzenia nieznajomych w żywność. Następnie Kolumb, po odczekaniu kilku dni, ogłosił, że tego samego wieczoru pozbawi wyspiarzy światła księżyca, jeśli... Oczywiście, gdy zaczęło się zaćmienie, przestraszeni Karaibowie byli gotowi oddać wszystko białemu człowiekowi, gdyby tylko on opuści Księżyc.

Teoria powstawania kraterów księżycowych. Jak powstały kratery na Księżycu? To pytanie wywołało długą dyskusję. Mówimy o walce pomiędzy zwolennikami dwóch hipotez dotyczących pochodzenia kraterów księżycowych: wulkanicznej i meteorytowej.

Zgodnie z hipotezą wulkaniczną wysuniętą w latach 80. XVIII wiek Niemiecki astronom Johann Schröter stwierdził, że kratery powstały w wyniku ogromnych erupcji na powierzchni Księżyca. W 1824 roku jego rodak Franz von Gruithuisen zaproponował teorię meteorytów, która wyjaśniała powstawanie kraterów w wyniku upadku meteorytów. Jego zdaniem przy takich uderzeniach powierzchnia Księżyca jest przepychana.

Dopiero 113 lat później, w 1937 roku, rosyjski student Cyryl Pietrowicz Stanyukowicz (przyszły doktor nauk i profesor) udowodnił, że kiedy meteoryty uderzają z kosmicznymi prędkościami, następuje eksplozja, w wyniku której nie tylko meteoryt wyparowuje, ale także część skały w miejscu uderzenia.

Schemat powstawania krateru uderzeniowego

W 1959 roku rosyjska badaczka Nadieżda Nikołajewna Sytyńska zaproponowała teorię meteoryczno-żużlową dotyczącą powstawania gleby księżycowej. Zgodnie z tą teorią ciepło przekazane podczas uderzenia meteorytu w zewnętrzną osłonę (regolit) Księżyca zużywane jest nie tylko na jego topienie i parowanie, ale także na tworzenie się żużli, które objawiają się cechami kolorystycznymi Księżyca powierzchnia. Amerykańscy astronauci Neil Armstrong i Edwin Aldrin, którzy po raz pierwszy postawili stopę na powierzchni Księżyca 21 lipca 1969 roku, byli w stanie zweryfikować słuszność teorii meteorytowo-żużlowej, która obecnie jest powszechnie akceptowana.

Fazy księżyca. Wiadomo, że księżyc zmienia swój wygląd. Sam nie emituje światła, więc na niebie widoczna jest tylko jego powierzchnia oświetlona przez Słońce - strona dzienna równa 0,073, czyli odbija średnio tylko 7,3% promieni świetlnych Słońca. Księżyc wysyła na Ziemię 465 000 razy mniej światła niż Słońce. Jego wielkość podczas pełni księżyca wynosi -12,5. Poruszając się po niebie z zachodu na wschód, Księżyc zmienia swój wygląd – fazę, ze względu na zmianę położenia względem Słońca i Ziemi. Istnieją cztery fazy księżyca: nów, pierwsza kwadra, pełnia i ostatnia kwadra. W zależności od faz ilość światła odbitego przez Księżyc maleje znacznie szybciej niż powierzchnia oświetlonej części Księżyca, dlatego gdy Księżyc jest w kwadrze i widzimy jasną połowę jego dysku, nie wysyła nas 50%, ale tylko 8% światła z pełni księżyca.

Podczas nowiu Księżyca nie można zobaczyć nawet przez teleskop. Znajduje się w tym samym kierunku co Słońce (tylko nad nim lub pod nim) i jest zwrócona w stronę Ziemi przez nieoświetloną półkulę. W ciągu jednego lub dwóch dni, gdy Księżyc oddala się od Słońca, na zachodnim niebie na tle wieczornego świtu na kilka minut przed jego zachodem można zaobserwować wąski sierp. Pierwsze pojawienie się półksiężyca po nowiu zostało nazwane przez Greków „neomenią” („księżycem w nowiu”). Starożytni ludy uważały ten moment za początek miesiąca księżycowego.

Wykres faz księżyca

Czasami przez kilka dni przed i po nowiu można zauważyć popielate światło Księżyca. Ta słaba poświata nocnej części dysku księżycowego to nic innego jak światło słoneczne odbite przez Ziemię od Księżyca. Kiedy księżycowy półksiężyc się zwiększa, popielate światło gaśnie i staje się niewidoczne.

Księżyc przesuwa się coraz bardziej na lewo od Słońca. Jego sierp rośnie każdego dnia, pozostając wypukły w prawo, w stronę Słońca. 7 dni i 10 godzin po nowiu rozpoczyna się faza zwana pierwszą kwadrą. W tym czasie Księżyc oddalił się od Słońca o 90°. Teraz promienie słoneczne oświetlają tylko prawą połowę dysku księżycowego. Po zachodzie słońca Księżyc znajduje się na południowym niebie i zachodzi około północy. Posuwając się coraz dalej i dalej na wschód od Słońca, Księżyc pojawia się wieczorem po wschodniej stronie nieba. Przychodzi po północy, a z każdym dniem jest coraz później.

Kiedy nasz satelita znajduje się w kierunku przeciwnym do Słońca (w odległości kątowej 180° od niego), następuje pełnia Księżyca. Księżyc w pełni świeci całą noc. Wschodzi wieczorem i zachodzi rano. Po 14 dniach i 18 godzinach od momentu nowiu Księżyc zaczyna zbliżać się do Słońca od prawej strony. Oświetlona część dysku księżycowego maleje. Księżyc coraz później wschodzi nad horyzontem, a rano już nie zachodzi. Odległość między Księżycem a Słońcem zmniejsza się ze 180° do 90°. Ponownie widoczna staje się tylko połowa dysku księżycowego, ale to jest jego lewa część. Nadchodzi ostatni kwartał. A 22 dni i 3 godziny po nowiu księżyc w ostatniej kwadrze wschodzi około północy i świeci przez całą drugą połowę nocy. O wschodzie słońca pojawia się na południowym niebie.

Szerokość półksiężyca Księżyca nadal maleje, a sam Księżyc stopniowo zbliża się do Słońca z prawej (zachodniej) strony. Blady sierp pojawia się na wschodnim niebie rano, z każdym dniem coraz później. Znów widać popielate światło nocnego księżyca. Odległość kątowa między Księżycem a Słońcem zmniejsza się z 90° do 0°. Wreszcie Księżyc dogania Słońce i znów staje się niewidzialny. Rozpoczyna się kolejny nów księżyca. Miesiąc księżycowy dobiegł końca. Minęło 29 dni 12 godzin 44 minut 2,8 sekundy, czyli prawie 29,6 dnia.

Kolejne fazy księżyca

Okres pomiędzy kolejnymi fazami o tej samej nazwie nazywany jest miesiącem synodycznym (od greckiego „synodos” – „koniunkcja”). Zatem okres synodyczny jest powiązany z widoczną pozycją ciała niebieskiego (w tym przypadku Księżyca) względem Słońca na niebie. Księżyc kończy swoją podróż wokół Ziemi względem gwiazd w 27 dni, 7 godzin, 43 minuty i 11,5 sekundy. Okres ten nazywa się gwiazdowym (od łacińskiego sideris - „gwiazda”) lub miesiącem gwiazdowym. Zatem miesiąc gwiazdowy jest nieco krótszy niż miesiąc synodyczny. Dlaczego? Rozważmy ruch Księżyca od nowiu do nowiu. Księżyc po okrążeniu Ziemi w 27,3 dnia wraca na swoje miejsce wśród gwiazd. Ale w tym czasie Słońce przesunęło się już wzdłuż ekliptyki na wschód i dopiero wtedy, gdy Księżyc ją dogoni, nastąpi następny nów. I do tego będzie potrzebować jeszcze około 2,2 dnia.

Trasa Księżyca po niebie przebiega niedaleko ekliptyki, więc Księżyc w pełni wschodzi nad horyzontem o zachodzie słońca i w przybliżeniu powtarza drogę, którą przebył sześć miesięcy wcześniej. Latem Słońce wschodzi wysoko na niebie, ale Księżyc w pełni nie oddala się od horyzontu. Zimą Słońce stoi nisko, a Księżyc przeciwnie, wschodzi wysoko i przez długi czas oświetla zimowe krajobrazy, nadając śniegowi niebieski odcień.

Wewnętrzna struktura Księżyca. Gęstość Księżyca wynosi 3340 kg/m3 – tyle samo, co płaszcz Ziemi. Oznacza to, że nasz satelita albo nie ma gęstego żelaznego rdzenia, albo jest bardzo mały.
Bardziej szczegółowe informacje na temat wewnętrznej budowy Księżyca uzyskano w wyniku eksperymentów sejsmicznych. Zaczęto je realizować w 1969 roku, po wylądowaniu amerykańskiego statku kosmicznego na Księżycu. Instrumenty kolejnych czterech wypraw " , I " utworzył sieć sejsmiczną złożoną z czterech stacji, która działała do 1 października 1977 r. Rejestrowała wstrząsy sejsmiczne trzech rodzajów: termiczne (pękanie zewnętrznej krawędzi Księżyca na skutek nagłych zmian temperatury podczas zmiany dnia i nocy); trzęsienia księżyca w litosferze ze źródłem na głębokości nie większej niż 100 km; głęboko skupione trzęsienia księżyca, których ogniska znajdują się na głębokościach od 700 do 1100 km (źródłem energii dla nich są pływy księżycowe).

Całkowite uwalnianie energii sejsmicznej na Księżycu w ciągu roku jest około miliard razy mniejsze niż na Ziemi. Nie jest to zaskakujące, ponieważ aktywność tektoniczna na Księżycu zakończyła się kilka miliardów lat temu, a na naszej planecie trwa do dziś.

Wewnętrzna budowa Księżyca

Aby odsłonić strukturę podpowierzchniowych warstw Księżyca, przeprowadzono aktywne eksperymenty sejsmiczne: fale sejsmiczne wzbudzano w wyniku upadku zużytych części statku kosmicznego Apollo lub sztucznych eksplozji na powierzchni Księżyca. Jak się okazało, miąższość pokrywy regolitu waha się od 9 do 12 m. Pod nim znajduje się warstwa o grubości od kilkudziesięciu do kilkuset metrów, której substancję stanowią emisja, która powstała podczas powstawania dużych kraterów. Dalej, do głębokości 1 km, występują warstwy materiału bazaltowego.

Według danych sejsmicznych płaszcz Księżyca można podzielić na trzy części: górną, środkową i dolną. Grubość górnego płaszcza wynosi około 400 km. W nim prędkości sejsmiczne nieznacznie maleją wraz z głębokością. Na głębokościach około 500–1000 km prędkości sejsmiczne pozostają w dużej mierze stałe. Dolny płaszcz położony jest głębiej niż 1100 km, gdzie wzrasta prędkość fal sejsmicznych.

Jednym z sensacji eksploracji Księżyca było odkrycie grubej skorupy o grubości 60-100 km. Wskazuje to na istnienie w przeszłości na Księżycu tzw. oceanu magmy, w którego głębinach miało miejsce topnienie i tworzenie się skorupy w ciągu pierwszych 100 milionów lat jego ewolucji. Możemy stwierdzić, że Księżyc i Ziemia miały podobne pochodzenie. Jednak reżim tektoniczny Księżyca różni się od reżimu tektonicznego płyt charakterystycznego dla Ziemi. Topniejąca magma bazaltowa tworzy skorupę księżycową. Dlatego jest taka gruba.

Hipotezy dotyczące pochodzenia Księżyca. Pierwszą hipotezę dotyczącą pochodzenia naszego satelity postawił w 1879 roku angielski astronom i matematyk George Darwin, syn słynnego przyrodnika Karola Darwina. Według tej hipotezy Księżyc oddzielił się kiedyś od Ziemi, która wówczas znajdowała się w stanie ciekłym. Badania ewolucji orbity Księżyca wykazały, że Księżyc znajdował się kiedyś znacznie bliżej Ziemi niż obecnie.

Zmieniające się poglądy na przeszłość Ziemi i krytyka hipotezy Darwina przez rosyjskiego geofizyka Władimira Nikołajewicza Lodocznikowa zmusiły naukowców, począwszy od 1939 r., do poszukiwania innych sposobów powstawania Księżyca. W 1962 roku amerykański geofizyk Harold Urey zasugerował, że Ziemia przechwyciła już uformowany Księżyc. Jednak oprócz bardzo niskiego prawdopodobieństwa takiego zdarzenia, podobieństwo w składzie Księżyca i płaszcza Ziemi przemawiało przeciwko hipotezie Ureya.
W latach 60 Rosyjska badaczka Evgenia Leonidovna Ruskol, rozwijając idee swojego nauczyciela, akademika Otto Yulievicha Schmidta, zbudowała teorię wspólnego powstawania Ziemi i Księżyca jako planety podwójnej z chmury ciał przedplanetarnych, która niegdyś otaczała Słońce. Teorię tę poparło wielu zachodnich naukowców.

Istnieje również teoria „uderzenia” dotycząca powstawania Księżyca. Według tej teorii Księżyc powstał w wyniku katastrofalnego zderzenia Ziemi w odległej przeszłości z planetą wielkości Marsa.

Schemat i artystyczne przedstawienie teorii uderzeń powstawania Księżyca

Struktura promieniowa kraterów księżycowych. Od czasu pierwszych teleskopowych obserwacji Księżyca astronomowie zauważyli, że z niektórych kraterów księżycowych paski, czyli promienie, promieniują ściśle wzdłuż promienia. Centrami promieni świetlnych są kratery Kopernik, Kepler, Arystarch. Ale krater Tycho ma najpotężniejszy system promieni: niektóre z jego promieni rozciągają się na 2000 km.

Jaki rodzaj substancji świetlnej tworzy promienie kraterów księżycowych? A skąd to się wzięło? W 1960 roku, kiedy spór o pochodzenie samych kraterów księżycowych nie został jeszcze zakończony, rosyjscy naukowcy Kirill Petrovich Stanyukovich i Witalij Aleksandrovich Bronshten, obaj zagorzali zwolennicy hipotezy o ich powstaniu przez meteoryty, zaproponowali następujące wyjaśnienie natury promienia systemy.

Krater Tycho

Uderzeniu dużego meteorytu lub małej asteroidy w powierzchnię Księżyca towarzyszy eksplozja: energia kinetyczna uderzającego ciała natychmiast zamienia się w ciepło. Część energii jest zużywana na wyrzucanie materiału księżycowego pod różnymi kątami. Znaczna część wyrzuconego materiału leci w przestrzeń kosmiczną, pokonując siłę grawitacji Księżyca. Jednak materia wyrzucana pod niewielkim kątem w stosunku do powierzchni i z niezbyt dużą prędkością opada z powrotem na Księżyc. Eksperymenty z eksplozjami naziemnymi pokazują, że substancje są wyrzucane w strumieniach. A ponieważ takich strumieni musi być kilka, uzyskuje się układ promieni.

Ale dlaczego są lekkie? Faktem jest, że promienie składają się z drobno pokruszonej materii, która jest zawsze lżejsza niż gęsta materia o tym samym składzie. Ustalono to na podstawie eksperymentów profesora Wsiewołoda Wasiljewicza Szaronowa i jego współpracowników. A kiedy pierwsi astronauci postawili stopę na powierzchni Księżyca i zabrali do badań substancję promieni księżycowych, hipoteza ta została potwierdzona.

Badanie Księżyca przez statek kosmiczny. Przed lotami statków kosmicznych nic nie było wiadomo na temat niewidocznej strony Księżyca i składu jego wnętrza, nic więc dziwnego, że pierwszy lot statku kosmicznego nad orbitą okołoziemską był skierowany w stronę Księżyca. Zaszczyt ten należy do radzieckiego statku kosmicznego, który został wystrzelony 2 stycznia 1958 roku. Zgodnie z programem lotu kilka dni później przeleciał w odległości 6000 kilometrów od powierzchni Księżyca. Później tego samego roku, w połowie września, podobne urządzenie z serii Luna dotarło na powierzchnię naturalnego satelity Ziemi.

Urządzenie „Luna-1”

Rok później, w październiku 1959 roku, automatyczna aparatura wyposażona w sprzęt fotograficzny sfotografowała niewidoczną stronę Księżyca (około 70% powierzchni) i przesłała jej obraz na Ziemię. Urządzenie posiadało system orientacji z czujnikami Słońca i Księżyca oraz silniki odrzutowe zasilane sprężonym gazem, system sterowania i kontroli termicznej. Jego masa wynosi 280 kilogramów. Stworzenie Łuny 3 było jak na tamte czasy osiągnięciem technicznym, przynoszącym informacje o niewidocznej stronie Księżyca: odkryto zauważalne różnice w stosunku do widocznej strony, przede wszystkim brak rozległych mórz księżycowych.

W lutym 1966 roku urządzenie dostarczyło na Księżyc automatyczną stację księżycową, która wykonała miękkie lądowanie i przekazała na Ziemię kilka panoram pobliskiej powierzchni - ponurej skalistej pustyni. System sterowania zapewniał orientację urządzenia, uruchomienie etapu hamowania na polecenie radaru na wysokości 75 kilometrów nad powierzchnią Księżyca i oddzielenie od niego stacji bezpośrednio przed upadkiem. Amortyzację zapewnił nadmuchiwany gumowy balon. Masa Łuny-9 wynosi około 1800 kilogramów, masa stacji około 100 kilogramów.

Kolejnym krokiem w sowieckim programie księżycowym były stacje automatyczne , , przeznaczony do pobierania gleby z powierzchni Księżyca i dostarczania jej próbek na Ziemię. Ich masa wynosiła około 1900 kilogramów. Oprócz układu napędu hamulcowego i czteronożnego urządzenia do lądowania, na stacjach znajdowało się urządzenie do pobierania gleby, stopień rakiety startowej z pojazdem powrotnym do dostarczania gleby. Loty odbyły się w latach 1970, 1972 i 1976, a na Ziemię dostarczono niewielkie ilości gleby.

Rozwiązano kolejny problem , (1970, 1973). Dostarczyli na Księżyc pojazdy samobieżne – łaziki księżycowe, sterowane z Ziemi za pomocą stereoskopowego telewizyjnego obrazu powierzchni. przebył około 10 kilometrów w 10 miesięcy, - około 37 kilometrów w 5 miesięcy. Oprócz kamer panoramicznych łaziki księżycowe zostały wyposażone w: urządzenie do pobierania próbek gleby, spektrometr do analizy składu chemicznego gleby oraz miernik drogi. Masy łazików księżycowych wynoszą 756 i 840 kg.

Model aparatu Łunochod-2

Sonda została zaprojektowana do wykonywania zdjęć jesienią, z wysokości około 1600 kilometrów do kilkuset metrów nad powierzchnią Księżyca. Wyposażone były w sześć kamer telewizyjnych. Urządzenia uległy awarii podczas lądowania, więc powstałe obrazy zostały przesłane natychmiast, bez nagrywania. Podczas trzech udanych lotów uzyskano obszerne materiały do badania morfologii powierzchni Księżyca. Kręcenie Rangersów zapoczątkowało amerykański program fotografii planetarnej.

Konstrukcja statku kosmicznego Ranger jest podobna do konstrukcji pierwszego statku kosmicznego Mariner, który został wystrzelony na Wenus w 1962 roku. Jednak dalsza budowa księżycowego statku kosmicznego nie poszła tą drogą. Aby uzyskać szczegółowe informacje o powierzchni Księżyca, wykorzystano inne statki kosmiczne -. Urządzenia te fotografowały powierzchnię w wysokiej rozdzielczości z orbit sztucznych satelitów księżycowych.

„Księżycowy Orbiter-1”

Jednym z celów lotów było uzyskanie wysokiej jakości zdjęć w dwóch rozdzielczościach, wysokiej i niskiej, w celu wybrania możliwych miejsc lądowania statku kosmicznego i Apollo za pomocą specjalnego systemu kamer. Zdjęcia wywoływano na pokładzie, skanowano fotoelektrycznie i przesyłano na Ziemię. Ilość zdjęć ograniczona była zapasem filmu (210 klatek). W latach 1966-1967 przeprowadzono pięć startów statku Lunar Orbiter (wszystkie zakończyły się sukcesem). Pierwsze trzy Orbitery zostały wystrzelone na orbity kołowe o małym nachyleniu i małej wysokości; Każda z nich wykonywała badania stereoskopowe wybranych obszarów widocznej strony Księżyca z bardzo dużą rozdzielczością oraz badania dużych obszarów odległej strony Księżyca z niską rozdzielczością. Czwarty satelita operował na znacznie wyższej orbicie polarnej, fotografował całą powierzchnię strony widzialnej, piąty i ostatni „Orbiter” również prowadził obserwacje z orbity polarnej, ale z niższych wysokości. Lunar Orbiter 5 zapewnił obrazowanie w wysokiej rozdzielczości wielu specjalnych celów po stronie widocznej, głównie na średnich szerokościach geograficznych, oraz obrazowanie w niskiej rozdzielczości znacznej części tyłu. Ostatecznie obrazowanie średniorozdzielcze objęło niemal całą powierzchnię Księżyca, jednocześnie prowadzono obrazowanie celowane, co było nieocenione przy planowaniu lądowań na Księżycu i jego badaniach fotogeologicznych.

Dodatkowo wykonano dokładne mapowanie pola grawitacyjnego, zidentyfikowano regionalne koncentracje mas (co jest istotne zarówno z naukowego punktu widzenia, jak i dla celów planowania lądowania) oraz znaczne przesunięcie środka masy Księżyca od środka jego orbity. ustalono figurę. Mierzono także strumienie promieniowania i mikrometeoryty.

Urządzenia Lunar Orbiter posiadały trójosiowy system orientacji, ich masa wynosiła około 390 kilogramów. Po zakończeniu mapowania pojazdy te uderzyły w powierzchnię Księżyca, zatrzymując działanie swoich nadajników radiowych.

Loty statku kosmicznego Surveyor, mające na celu uzyskanie danych naukowych i informacji inżynierskich (właściwości mechaniczne, takie jak np. nośność gleby księżycowej), wniosły ogromny wkład w zrozumienie natury Księżyca i przygotowanie lądowania Apolla.

Automatyczne lądowanie za pomocą sekwencji poleceń kontrolowanych przez radar w zamkniętej pętli było wówczas dużym postępem technicznym. Surveyors wystrzelono za pomocą rakiet Atlas-Centauri (kolejnym sukcesem technicznym tamtych czasów były kriogeniczne górne stopnie Atlasu) i umieszczono na orbitach transferowych na Księżyc. Manewry do lądowania rozpoczęły się na 30 - 40 minut przed lądowaniem, główny silnik hamulcowy został włączony przez radar w odległości około 100 kilometrów od miejsca lądowania. Końcowy etap (prędkość opadania około 5 m/s) przeprowadzono po zakończeniu pracy silnika głównego i jego zwolnieniu na wysokości 7500 metrów. Masa Surveyora w momencie startu wynosiła około 1 tony, a podczas lądowania – 285 kilogramów. Głównym silnikiem hamulcowym była rakieta na paliwo stałe o masie około 4 ton. Sonda miała trójosiowy system orientacji.

Surveyor 3 na Księżycu

Doskonałe oprzyrządowanie obejmowało dwie kamery do panoramicznego widoku okolicy, małą łyżkę do kopania rowu w ziemi oraz (w ostatnich trzech pojazdach) analizator alfa do pomiaru rozproszenia wstecznego cząstek alfa w celu określenia składu pierwiastkowego gleby pod lądownikiem. Z perspektywy czasu wyniki eksperymentu chemicznego wyjaśniły wiele na temat natury powierzchni Księżyca i jej historii. Pięć z siedmiu startów Surveyora zakończyło się sukcesem; wszystkie wylądowały w strefie równikowej, z wyjątkiem ostatniego, który wylądował w obszarze wyrzutu krateru Tycho na 41° S.

Załogowy statek kosmiczny Apollo był kolejnym elementem amerykańskiego programu eksploracji Księżyca. W lutym 1966 roku Apollo został przetestowany w wersji bezzałogowej. Jednak to, co wydarzyło się 27 stycznia 1967 r., uniemożliwiło powodzenie programu. Tego dnia astronauci E. White, R. Guffey i V. Grissom zginęli w pożarze błyskawicznym podczas szkolenia na Ziemi. Po zbadaniu przyczyn wznowiono badania, które stały się bardziej skomplikowane. W grudniu 1968 roku „Apollo 8” (wciąż bez kabiny księżycowej) został wystrzelony na orbitę selenocentryczną, a następnie powrócił do atmosfery ziemskiej z drugą prędkością ucieczki. Był to załogowy lot dookoła Księżyca. Fotografie pomogły wyjaśnić miejsce przyszłego lądowania ludzi na Księżycu. 16 lipca Apollo 11 wystartował w stronę Księżyca, a 19 lipca wszedł na orbitę Księżyca. 21 lipca 1969 roku po raz pierwszy wylądowali na Księżycu ludzie – amerykańscy astronauci N. Armstrong i E. Aldrin, dostarczeni tam przez statek kosmiczny Apollo 11. Astronauci dostarczyli na Ziemię kilkaset kilogramów próbek oraz przeprowadzili szereg badań badania na Księżycu: pomiary przepływu ciepła, pola magnetycznego, poziomu promieniowania, natężenia i składu wiatru słonecznego.Okazało się, że przepływ ciepła z wnętrzności Księżyca jest około trzy razy mniejszy niż z wnętrzności Ziemi W skałach Księżyca odkryto resztkowe namagnesowanie, co wskazuje na istnienie w przeszłości pola magnetycznego na Księżycu. Było to wybitne osiągnięcie w historii eksploracji kosmosu - po raz pierwszy człowiek dotarł na powierzchnię innego ciała niebieskiego i przebywał na nim ponad dwie godziny. Po locie statku kosmicznego Apollo 11 na Księżyc w ciągu 3,5 roku wysłano sześć wypraw („Apollo - 12” - „Apollo - 17”), pięć z nich zakończyły się sporym sukcesem.Na statku Apollo 13 w wyniku wypadku na pokładzie trzeba było zmienić program lotu i zamiast wylądować na Księżycu, okrążono go i zawrócono na Ziemię. W sumie 12 astronautów odwiedziło Księżyc, niektórzy przebywali na Księżycu przez kilka dni, w tym do 22 godzin poza kabiną, a także przejechali pojazdem z własnym napędem kilkadziesiąt kilometrów. Przeprowadzili dość dużą ilość badań naukowych, zbierając ponad 380 kilogramów próbek gleby księżycowej, które badały laboratoria w USA i innych krajach. Prace nad programem lotów na Księżyc prowadzono także w ZSRR, lecz z kilku powodów nie zostały one ukończone.

Apollo 11 na Księżycu

Po Apollinie nie było załogowych lotów na Księżyc. Naukowcy musieli zadowolić się dalszym przetwarzaniem danych z lotów robotycznych i załogowych w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku. Niektórzy z nich przewidzieli eksploatację zasobów Księżyca w przyszłości i skierowali swoje wysiłki na opracowanie procesów, które mogłyby przekształcić księżycową glebę w materiały nadające się do budowy, produkcji energii i silników rakietowych. Planując powrót do eksploracji Księżyca, niewątpliwie zastosowanie znajdą zarówno automatyczne, jak i załogowe statki kosmiczne.

W latach 90. na Księżyc wysłano dwie małe misje robotyczne. W 1994 r. misja okrążała Księżyc przez 71 dni, testując czujniki kosmicznego systemu obrony przeciwrakietowej oraz mapując kontury i kolor Księżyca. Podczas misji na biegunie południowym odkryto dół uderzeniowy Aitken – dziurę w Księżycu o średnicy 2,6 tys. km i głębokości około 13 km. Uderzenie było tak silne, że najwyraźniej przebiło całą skorupę aż do płaszcza. Dane kolorystyczne uzyskane przez Clementine, w połączeniu z informacjami z próbek uzyskanych przez misje Apollo, pozwalają na stworzenie mapy składu regionalnego – pierwszej dokładnej „mapy skalnej” Księżyca. Na koniec Clementine dała nam subtelną wskazówkę, że ciemne obszary w pobliżu południowego bieguna Księżyca mogą zawierać lód wodny nanoszony przez miliony lat w wyniku uderzeń komet.

Krótko po Clementine sonda wykonała mapę powierzchni Księżyca z orbity podczas swojej misji w latach 1998–1999. Dane te, wraz z danymi uzyskanymi podczas misji Clementine, dały naukowcom globalne mapy składu pokazujące złożoną strukturę skorupy Księżyca. Lunar Prospector jako pierwszy wykonał mapę powierzchniowych pól magnetycznych Księżyca. Dane pokazują, że Kartezjusz (miejsce lądowania Apollo 16) jest jedną z najsilniejszych stref magnetycznych na Księżycu, co wyjaśnia pomiary powierzchni wykonane przez Johna Younga w 1972 roku. Misja odkryła także ogromne rezerwy wodoru na obu biegunach, co wniosło wkład w debatę na temat natury księżycowego lodu.

Teraz ludzkość przygotowuje się do powrotu na Księżyc. Trwają międzynarodowe misje na orbitę Księżyca, a planowane jest stworzenie wspólnych map o niezrównanej jakości. Planowane są miękkie lądowania na Księżycu, szczególnie w tajemniczych obszarach polarnych, w celu uzyskania nowych zdjęć powierzchni, zbadania osadów i niezwykłego środowiska tych obszarów. W końcu ludzie powrócą na Księżyc. I tym razem celem nie będzie pokazanie, że potrafimy to zrobić (jak miało to miejsce w przypadku Apollo), ale nauczenie się, jak wykorzystać Księżyc do wspierania nowych i rozwijających się możliwości kosmicznych. Na Księżycu ludzkość zdobędzie umiejętności niezbędne do życia i pracy w innych światach. Wykorzystujemy tę wiedzę i technologię, aby otworzyć Układ Słoneczny na eksplorację człowieka.

Kolonia księżycowa oczami artysty

Historia Księżyca i jego procesy są interesujące same w sobie, ale subtelnie zmieniły także sposób, w jaki patrzymy na własną przeszłość. Jednym z najważniejszych odkryć lat 80. XX wieku było potężne uderzenie, które miało miejsce 65 milionów lat temu na terytorium współczesnego Meksyku, które doprowadziło do wyginięcia dinozaurów, co umożliwiło znaczny rozwój ssaków. Odkrycie to było możliwe dzięki rozpoznaniu i interpretacji chemicznych i fizycznych sygnatur uderzenia z dużą prędkością i pochodziło bezpośrednio z badań skał uderzeniowych i form terenu uzyskanych podczas misji Apollo. Naukowcy uważają obecnie, że takie oddziaływania spowodowały wiele, jeśli nie zdecydowaną większość, globalnych wymierań w historii życia na Ziemi. Księżyc zawiera „zapis” takich zdarzeń, a naukowcy będą mogli je szczegółowo zbadać po powrocie na Księżyc.

Lecąc na Księżyc, będziemy mogli lepiej zrozumieć „działanie” Wszechświata i nasze własne pochodzenie. Badanie Księżyca zmieniło zrozumienie zderzeń ciał stałych. Proces ten, niegdyś uważany za rzadki i niezwykły, obecnie uważany jest za fundamentalny dla pochodzenia i ewolucji planet. Kiedy wrócimy na Księżyc, nie możemy się doczekać, aby dowiedzieć się jeszcze więcej o naszej przeszłości i, co równie ważne, rzucić okiem na naszą przyszłość.

Interesujące fakty.

Księżyc jest przedstawiony na herbach i flagach następujących krajów: Laos, Mongolia, Palau, flaga Samów, flaga Shan (Birma). Księżyc w formie półksiężyca jest przedstawiony na flagach i herbach następujących krajów: Imperium Osmańskie, Turcja, Tunezja, Algieria, Mauretania, Azerbejdżan, Uzbekistan, Pakistan, Turecka Republika Cypru Północnego.
Dla muzułmanów raz w roku narodziny nowiu księżyca wyznaczają początek miesiąca postu – Ramadanu.
Wszyscy znają pierwsze słowa wypowiedziane na Księżycu przez Neila Armstronga, ale nikt nie wie o ostatnich, wypowiedział je Eugene Cernan 11 grudnia 1972 r.: „Dzisiejsze wyzwanie Ameryki zdeterminowało los ludzi jutra”.
Średnica Księżyca wynosi 3476 km i jest prawie równa szerokości Australii, a całkowita powierzchnia Księżyca jest 4 razy mniejsza niż Europa.
Na Księżycu możesz skoczyć 6 razy wyżej niż na Ziemi. Dzieje się tak dlatego, że grawitacja na Księżycu stanowi tylko 1/6 grawitacji Ziemi. Nie myśl jednak, że faktycznie skoczysz tak wysoko na Księżycu – będziesz miał na sobie ciężki kombinezon ochronny.
Podczas zaćmienia Słońca cień rzucany przez Księżyc przemieszcza się z prędkością do dwóch kilometrów na sekundę.