Senie grieķi mēģināja izmērīt attālumu no Zemes līdz Mēnesim.
Pie mums ir nonākusi tikai eseja Samosas Aristarhs“Par Saules un Mēness lielumiem un attālumiem” (III gs. p.m.ē.), kur pirmo reizi zinātnes vēsturē viņš mēģināja noteikt attālumus līdz šiem debess ķermeņiem un to izmērus.
Aristarhs šim jautājumam piegāja ļoti asprātīgi. Viņš balstījās uz pieņēmumu, ka Mēness ir sfērisks un spīd ar gaismu, kas atstaro no Saules. Šajā gadījumā tajos brīžos, kad Mēness izskatās kā pusdisks, tas veido taisnleņķa trīsstūri ar Zemi un Sauli:
Ja šajā brīdī mēs precīzi nosakām leņķi starp virzieniem no Zemes uz Mēnesi un Sauli (CAB), mēs varam izmantot vienkāršas ģeometriskas attiecības, lai noskaidrotu, cik reižu kājas (attālums no Zemes līdz Mēnesim AB) ir mazāks par hipotenūzu (attālums no Zemes līdz Saulei AC). Saskaņā ar Aristarhu, CAB=87°; tāpēc šo malu attiecība ir 1:19.
Aristarhs kļūdījās aptuveni 20 reizes: patiesībā attālums līdz Mēnesim ir mazāks nekā līdz Saulei, gandrīz 400 reizes. Āķis ir tāds, ka nav iespējams precīzi noteikt brīdi, kad Mēness atrodas taisnā leņķa virsotnē, pamatojoties tikai uz novērojumiem. Mazākā neprecizitāte rada milzīgu novirzi no patiesās vērtības.
Lielākais senatnes astronoms Hiparhs no Nikejas 2. gadsimta vidū pirms mūsu ēras. e. ar lielu pārliecību viņš noteica attālumu līdz Mēnesim un tā izmērus, ņemot vērā zemeslodes rādiusu kā vienu.
Savos aprēķinos Hiparhs vadījās no pareizas izpratnes par Mēness aptumsumu cēloni: Mēness iekrīt zemes ēnā, kurai ir konusa forma ar virsotni, kas atrodas kaut kur Mēness virzienā.
Diagramma, kas izskaidro Mēness rādiusa noteikšanu, izmantojot Aristarha metodi.
Bizantijas kopija 10. gs.
Skaties uz bildi. Tas parāda Saules, Zemes un Mēness stāvokli Mēness aptumsuma laikā. No trīsstūru līdzības izriet, ka attālums no Zemes līdz Saulei AB ir tik reižu lielāks par attālumu no Zemes līdz Mēnesim BC, cik reizes atšķiras Saules un Zemes rādiusu (AE) - BF) ir lielāka par Zemes un tās ēnas rādiusu starpību Mēness attālumā (BF - CG ).
No novērojumiem, izmantojot visvienkāršākos goniometriskos instrumentus, izriet, ka Mēness rādiuss ir 15" un ēnas rādiuss ir aptuveni 40", tas ir, ēnas rādiuss ir gandrīz 2,7 reizes lielāks nekā Mēness rādiuss. . Ņemot attālumu no Zemes līdz Saulei kā vienu, bija iespējams konstatēt, ka Mēness rādiuss ir gandrīz 3,5 reizes mazāks par Zemes rādiusu.
Jau iepriekš bija zināms, ka 1" leņķī tiek novērots objekts, līdz kuram attālums pārsniedz tā izmēru 3483 reizes. Līdz ar to Hiparhs sprieda, ka 15" leņķī novērotais objekts būs 15 reizes tuvāk. Tas nozīmē, ka Mēness atrodas tādā attālumā no mums, kas ir 230 reizes (3483: 15) lielāks par tā rādiusu. Un, ja Zemes rādiuss ir aptuveni 3,5 Mēness rādiuss, tad attālums līdz Mēnesim ir 230: 3,5 ~ 60 Zemes rādiusi jeb aptuveni 30 Zemes diametri (tas ir aptuveni 382 tūkstoši kilometru).
Mūsu laikā attāluma mērīšana no Zemes līdz Mēness tika veikta, izmantojot lāzera attāluma noteikšanas metodi. Šīs metodes būtība ir šāda. Uz Mēness virsmas ir uzstādīts stūra atstarotājs. Lāzera stars tiek novirzīts no Zemes, izmantojot lāzeru uz atstarotāja spoguli. Šajā gadījumā tiek precīzi reģistrēts signāla raidīšanas laiks. Gaisma, kas atstarota no instrumenta uz Mēness, atgriežas teleskopā aptuveni vienas sekundes laikā. Nosakot precīzu laiku, kas nepieciešams gaismas staram, lai nobrauktu attālumu no Zemes līdz Mēnesim un atpakaļ, jūs varat noteikt attālumu no starojuma avota līdz reflektoram.
Izmantojot šo metodi, attālumu no Zemes līdz Mēnesim nosaka ar vairāku kilometru precizitāti (maksimālā mērījumu precizitāte šobrīd ir 2-3 centimetri!): vidēji tas ir 384 403 km. "Vidēji" nevis tāpēc, ka šis attālums ņemts no dažādiem vai aptuveniem mērījumiem, bet gan tāpēc, ka Mēness orbīta nav aplis, bet elipse. Apogē (vistālākais orbītas punkts no Zemes) attālums no Zemes centra līdz Mēnesim ir 406 670 km, perigejā (tuvākais orbītas punkts) - 356 400 km.
Papildus zvaigžņu izkliedei naksnīgo debesu rotājums, protams, ir Mēness. Tā lieluma un attāluma no Zemes kombinācija padara to par otro spožāko debess objektu un aptumsuma laikā var pilnībā aizēnot Saules disku. Nav pārsteidzoši, ka nakts zvaigzne ir piesaistījusi cilvēces uzmanību vairāk nekā vienu tūkstošgadi.
Ja Zemei nebūtu Mēness, daudzas lietas būtu izvērtušās savādāk:
- diena būtu daudz īsāka;
- gadalaikiem un klimatam būtu raksturīga nestabilitāte;
- būtu mazāk izteikti bēgumi un bēgumi;
- dzīvības parādīšanās uz planētas tās pašreizējā formā būtu apšaubāma.
Mēness diametrs
Vidējais Mēness diametrs pēc kosmiskajiem standartiem nav pārāk liels – 3474,1 km. Tas ir aptuveni divas reizes mazāks nekā attālums no Maskavas līdz Vladivostokai.
Tomēr Luna ieņem piekto vietu vieta pēc izmēra starp Saules sistēmas planētu dabiskajiem satelītiem:
- Ganimēds.
- Titāns.
- Kalisto.
- Mēness.
Bet, salīdzinot satelītu izmērus attiecībā pret to planētām, Mēnesim nav līdzvērtīgu. Ar diametru, kas ir ceturtā daļa no Zemes, tas ieņem pirmo vietu. Turklāt tā izmērs ir lielāks nekā Plutonam.
Kāds ir attālums no Zemes līdz Mēnesim
Vērtība nav nemainīga. Vidēji starp planētas centriem un tās dabisko pavadoni ir 384 400 kilometru. Šajā telpā ietilptu vēl aptuveni 30 Zemes, un gaismai nepieciešamas 1,28 sekundes, lai nobrauktu šo attālumu.
Kā būtu, ja tuvāko debess ķermeni varētu sasniegt ar automašīnu ar ātrumu 95 km/h? Ņemot vērā, ka viss attālums ir aptuveni 10 Zemes apļi, ceļojums aizņemtu tikpat daudz laika kā 10 braucieni apkārt planētai gar ekvatoru. Tas ir nedaudz mazāk par sešiem mēnešiem. Līdz šim ātrāko attālumu līdz Mēnesim veikusi starpplanētu stacija New Horizons, kas ceļā uz Plutonu satelīta orbītu šķērsoja astoņarpus stundas pēc palaišanas.
Mēness orbīta nav ideāls aplis, bet ovāls (elipse), kurā atrodas Zeme. Dažādos punktos tas atrodas tuvāk vai tālāk no planētas. Šī iemesla dēļ, rotējot ap kopīgu masas centru ar Zemi, satelīts vai nu tuvojas, vai attālinās. Tādējādi vismazāk kilometru atdala debess ķermeņus, kad nakts zvaigzne atrodas savā orbītā vietā, ko sauc par perigeju. Punktā, kas apzīmēts kā apogejs, satelīts atrodas vistālāk no planētas. Minimālais attālums ir 356 400 km, bet maksimālais - 406 700 km. Tātad attālums svārstās no 28 līdz 32 zemes diametriem.
Pirmie tuvu pareizie aprēķini par attālumu līdz “kaimiņam” Zemei tika iegūti tālajā 2. gadsimtā. n. e. Ptolemajs. Mūsdienās, pateicoties modernām uz satelīta uzstādītajām atstarojošām ierīcēm, attālums ir izmērīts visprecīzāk (ar vairāku cm kļūdu). Lai to izdarītu, lāzera stars tiek novirzīts uz Mēnesi. Tad viņi atzīmē periodu, kurā pēc atstarošanas tas atgriezīsies uz Zemes. Zinot gaismas ātrumu un laiku, kas nepieciešams, lai sasniegtu sensorus, ir viegli aprēķināt attālumu.
Kā vizuāli novērtēt Mēness izmēru un tā attālumu līdz Zemei
Zemes diametrs ir aptuveni 4 reizes lielāks nekā Mēness, un skaļums ir 64 reizes. Attālums līdz nakts zvaigznei ir aptuveni 30 reizes lielāks par planētas diametru. Lai vizuāli novērtētu attālumu no Zemes līdz tās satelītam un salīdzinātu to izmērus, jums būs nepieciešamas divas bumbiņas: basketbola un tenisa bumbiņa. Diametru attiecības:
- Zeme (12 742 km) un Mēness (3 474,1 km) - 3,7: 1;
- standarta basketbols (24 cm) un tenisa bumba (6,7 cm) - 3,6:1.
Vērtības ir diezgan tuvas. Tādējādi, ja Zeme būtu basketbola bumbas lielumā, tad tās satelīts būtu tenisa bumbiņas lielumā.
Jūs varat lūgt cilvēkiem iedomāties ka Zeme ir basketbola bumba, bet Mēness ir tenisa bumbiņa, un parādiet, cik tālu satelīts atrodas no planētas šajā mērogā. Lielākā daļa, visticamāk, uzminēs attālumu no 30 cm līdz dažiem soļiem.
Patiesībā, lai parādītu pareizo attālumu, jums būs jāatkāpjas nedaudz vairāk par septiņiem metriem. Tādējādi starp planētu un tās pavadoni ir vidēji 384 400 km, kas ir aptuveni 30 Zemes vai attiecīgi 30 basketbola bumbas. Reizinot sporta aprīkojuma diametru ar 30, tiek iegūts 7,2 m. Tas ir aptuveni 9 vīriešu vai 11 sieviešu soļi.
Šķietamais Mēness izmērs no Zemes
360 leņķiskie grādi- viss debess sfēras apkārtmērs. Tajā pašā laikā nakts zvaigzne uz tās aizņem apmēram pusi no viena grāda (vidēji 31 minūti) - tas ir leņķiskais (redzamais) diametrs. Salīdzinājumam: rādītājpirksta nagu platums rokas garumā ir aptuveni viens grāds, tas ir, divi pavadoņi.
Unikālas sakritības dēļ šķietamie Saules un Mēness izmēri Zemes iedzīvotājiem ir gandrīz vienādi. Tas ir iespējams, jo tuvākās zvaigznes diametrs 400 reižu lielāks par satelīta diametru, bet dienas gaisma atrodas arī tikpat reižu tālāk. Pateicoties šai sakritībai, no visām planētām, kas riņķo ap Sauli, tikai Zeme var novērot savu pilnīgu aptumsumu.
Vai mēness izmērs mainās?
Protams, satelīta patiesais diametrs paliek nemainīgs, taču šķietamais izmērs var atšķirties. Tātad, Saullēkta un saulrieta laikā mēness šķiet ievērojami lielāks. Kad nakts zvaigzne atrodas zemu virs horizonta, attālums līdz novērotājam nesamazinās, bet, gluži pretēji, nedaudz palielinās (par Zemes rādiusu). Šķiet, ka vizuālajam efektam vajadzētu būt pretējam. Nav vienas atbildes, kas izskaidro ilūzijas cēloni. Varam tikai ar pārliecību teikt, ka šī skaistā parādība ir parādā tikai cilvēka smadzeņu darbības īpatnībām, nevis, piemēram, Zemes atmosfēras ietekmei.
Attālums starp Mēnesi un Zemi periodiski mainās no maksimālā (apogeja) līdz minimumam (perigejā). Līdz ar attālumu mainās arī satelīta šķietamais diametrs: no 29,43 līdz 33,5 loka minūtēm. Pateicoties tam, ir iespējami ne tikai pilni aptumsumi, bet arī gredzenveida (kad šķietamais Mēness izmērs apogē ir mazāks par Saules disku). Apmēram reizi 414 dienās pilnmēness sakrīt ar perigeja pāreju. Šajā laikā jūs varat novērot lielāko nakts zvaigzni. Parādība ir ieguvusi diezgan skaļu supermēness nosaukumu, taču šķietamais diametrs šobrīd ir tikai par 14% lielāks nekā parasti. Atšķirība ir ļoti neliela, un nejaušs novērotājs atšķirības nepamanīs.
Pateicoties precīziem mērījumiem attālumos, zinātniekiem izdevās atklāt salīdzinoši lēnu, bet pastāvīgu attāluma pieaugumu starp Zemi un tās pavadoni. Mēness atkāpšanās ātrums – 3,8 cm gadā – ir pārāk lēns, lai pamanītu ievērojamu zvaigznes redzamā izmēra samazināšanos. Cilvēka nagi aug aptuveni tādā pašā ātrumā. Taču pēc 600 miljoniem gadu Mēness būs tik tālu un attiecīgi mazāks zemes novērotājiem, ka pilnie Saules aptumsumi paliks pagātnē.
Ir vērts atzīmēt, ka zemes pavadonis, kas pēc mūsdienu teorijas izveidojās no planētas sadursmes ar lielu objektu pirms 4,5 miljardiem gadu, sākotnēji bija 10-20 reizes tuvāk. Taču toreiz nebija neviena, kas varētu apbrīnot debesis, kuras rotāja zvaigzne, kura diametrs ir 10-20 reizes lielāks nekā tagad.
Video
Jūs varat saprast, cik tālu Mēness atrodas no Zemes, noskatoties šo video.
1609. gadā pēc teleskopa izgudrošanas cilvēce pirmo reizi varēja detalizēti izpētīt savu kosmosa pavadoni. Kopš tā laika Mēness ir bijis visvairāk pētītais kosmiskais ķermenis, kā arī pirmais, ko cilvēkam izdevies apmeklēt.
Pirmā lieta, kas mums ir jānoskaidro, ir tas, kas ir mūsu satelīts? Atbilde ir negaidīta: lai gan Mēness tiek uzskatīts par satelītu, tehniski tā ir tāda pati pilnvērtīga planēta kā Zeme. Tam ir lieli izmēri - 3476 kilometri pie ekvatora - un masa 7,347 × 10 22 kilogrami; Mēness ir tikai nedaudz zemāks par Saules sistēmas mazāko planētu. Tas viss padara to par pilntiesīgu Mēness-Zemes gravitācijas sistēmas dalībnieku.
Vēl viens šāds tandēms ir zināms Saules sistēmā un Charon. Lai gan visa mūsu pavadoņa masa ir nedaudz vairāk par simtdaļu no Zemes masas, Mēness negriežas ap Zemi – tiem ir kopīgs masas centrs. Un satelīta tuvums mums rada vēl vienu interesantu efektu, plūdmaiņu bloķēšanu. Tā dēļ Mēness vienmēr ir vērsts uz vienu un to pašu pusi pret Zemi.
Turklāt no iekšpuses Mēness ir uzbūvēts kā pilnvērtīga planēta - tam ir garoza, mantija un pat kodols, un tālā pagātnē uz tā atradās vulkāni. Tomēr no senajām ainavām nekas nav palicis pāri - četrarpus miljardu gadu Mēness vēstures laikā uz tā nokrita miljoniem tonnu meteorītu un asteroīdu, veidojot vagas, atstājot krāterus. Daži triecieni bija tik spēcīgi, ka pārrāva tās garozu līdz pat apvalkam. Šādu sadursmju bedres veidoja Mēness mariju, tumšus plankumus uz Mēness, kas ir viegli redzami no. Turklāt tie atrodas tikai redzamajā pusē. Kāpēc? Mēs par to runāsim tālāk.
No kosmiskajiem ķermeņiem Mēness visvairāk ietekmē Zemi - izņemot, iespējams, Sauli. Mēness plūdmaiņas, kas regulāri paaugstina ūdens līmeni pasaules okeānos, ir visredzamākā, bet ne visspēcīgākā satelīta ietekme. Tādējādi, pamazām attālinoties no Zemes, Mēness bremzē planētas rotāciju – Saules diena no sākotnējām 5 ir izaugusi līdz mūsdienu 24 stundām. Satelīts kalpo arī kā dabiska barjera pret simtiem meteorītu un asteroīdu, pārtverot tos, kad tie tuvojas Zemei.
Un, bez šaubām, Mēness ir garšīgs objekts astronomiem: gan amatieriem, gan profesionāļiem. Lai gan attālums līdz Mēness ir mērīts metra precizitātē, izmantojot lāzertehnoloģiju, un augsnes paraugi no tā daudzkārt atvesti uz Zemi, joprojām ir vietas atklājumiem. Piemēram, zinātnieki medī Mēness anomālijas – noslēpumainus zibšņus un gaismas uz Mēness virsmas, no kurām ne visiem ir izskaidrojums. Izrādās, ka mūsu satelīts slēpj daudz vairāk, nekā redzams virspusē – izpratīsim Mēness noslēpumus kopā!
Mēness topogrāfiskā karte
Mēness īpašības
Mēness zinātniskā izpēte šodien ir vairāk nekā 2200 gadus veca. Satelīta kustību Zemes debesīs, tā fāzes un attālumu no tā līdz Zemei detalizēti aprakstīja senie grieķi – un Mēness iekšējo uzbūvi un tā vēsturi līdz pat mūsdienām pēta kosmosa kuģi. Tomēr gadsimtiem ilgs filozofu, pēc tam fiziķu un matemātiķu darbs ir sniedzis ļoti precīzus datus par to, kā mūsu Mēness izskatās un kustas, un kāpēc tas ir tāds, kāds tas ir. Visu informāciju par satelītu var iedalīt vairākās kategorijās, kas plūst viena no otras.
Mēness orbitālās īpašības
Kā Mēness pārvietojas ap Zemi? Ja mūsu planēta stāvētu, satelīts grieztos gandrīz ideālā aplī, ik pa laikam nedaudz pietuvojoties planētai un attālinoties no tās. Bet pati Zeme atrodas ap Sauli - Mēnesim pastāvīgi ir “jāpanāk” planēta. Un mūsu Zeme nav vienīgais ķermenis, ar kuru mūsu satelīts mijiedarbojas. Saule, kas atrodas 390 reižu tālāk par Zemi no Mēness, ir 333 tūkstošus reižu masīvāka par Zemi. Un pat ņemot vērā apgriezto kvadrāta likumu, saskaņā ar kuru jebkura enerģijas avota intensitāte strauji samazinās līdz ar attālumu, Saule piesaista Mēnesi 2,2 reizes spēcīgāk nekā Zeme!
Tāpēc mūsu satelīta kustības galīgā trajektorija atgādina spirāli, turklāt sarežģītu. Mēness orbītas ass svārstās, pats Mēness periodiski tuvojas un attālinās, un globālā mērogā tas pat lido prom no Zemes. Šīs pašas svārstības noved pie tā, ka Mēness redzamā puse nav viena un tā pati satelīta puslode, bet gan tās dažādās daļas, kuras pārmaiņus pagriežas pret Zemi satelīta “šūpošanās” dēļ orbītā. Šīs Mēness kustības garuma un platuma grādos sauc par librācijām, un tās ļauj mums paskatīties tālāk par mūsu satelīta tālāko pusi ilgi pirms pirmā kosmosa kuģa pārlidojuma. No austrumiem uz rietumiem Mēness griežas par 7,5 grādiem, bet no ziemeļiem uz dienvidiem par 6,5 grādiem. Tāpēc no Zemes var viegli saskatīt abus Mēness polius.
Mēness specifiskās orbitālās īpašības ir noderīgas ne tikai astronomiem un kosmonautiem – piemēram, fotogrāfi īpaši novērtē supermēnesi: Mēness fāzi, kurā tas sasniedz maksimālo izmēru. Šis ir pilnmēness, kura laikā Mēness atrodas perigejā. Šeit ir mūsu satelīta galvenie parametri:
- Mēness orbīta ir eliptiska, tā novirze no perfekta apļa ir aptuveni 0,049. Ņemot vērā orbītas svārstības, satelīta minimālais attālums līdz Zemei (perigee) ir 362 tūkstoši kilometru, bet maksimālais (apogejs) ir 405 tūkstoši kilometru.
- Zemes un Mēness kopējais masas centrs atrodas 4,5 tūkstošus kilometru no Zemes centra.
- Sidērisks mēnesis — pilnīga Mēness pārvietošanās pa orbītu — aizņem 27,3 dienas. Tomēr pilnīgai revolūcijai ap Zemi un Mēness fāžu maiņai ir nepieciešamas 2,2 dienas vairāk – galu galā laikā, kad Mēness pārvietojas pa savu orbītu, Zeme ap Sauli aplido trīspadsmito daļu savas orbītas!
- Mēness ir paisuma un paisuma laikā ieslēgts Zemē – tas griežas ap savu asi ar tādu pašu ātrumu kā ap Zemi. Šī iemesla dēļ Mēness pastāvīgi tiek pagriezts pret Zemi ar vienu un to pašu pusi. Šis stāvoklis ir raksturīgs satelītiem, kas atrodas ļoti tuvu planētai.
- Nakts un diena uz Mēness ir ļoti garas – puse no zemes mēneša garuma.
- Tajos periodos, kad Mēness iznāk no aiz zemeslodes, tas ir redzams debesīs – mūsu planētas ēna pamazām noslīd no satelīta, ļaujot Saulei to apgaismot, un pēc tam aizsedz to atpakaļ. Mēness apgaismojuma izmaiņas, kas redzamas no Zemes, sauc par ee. Jaunā mēness laikā satelīts nav redzams debesīs jaunā mēness fāzē, parādās tā plānais pusmēness, kas atgādina burta “P” cirtumu pirmajā ceturksnī, un Mēness ir precīzi izgaismots; pilnmēness tas ir visvairāk pamanāms. Turpmākās fāzes - otrais ceturksnis un vecais mēness - notiek apgrieztā secībā.
Interesants fakts: tā kā Mēness mēnesis ir īsāks par kalendāro mēnesi, dažreiz vienā mēnesī var būt divi pilni mēneši - otro sauc par “zilo mēnesi”. Tas ir tikpat spilgts kā parasta gaisma - tā apgaismo Zemi par 0,25 luksiem (piemēram, parastais apgaismojums mājā ir 50 luksi). Pati Zeme Mēnesi izgaismo 64 reizes spēcīgāk – pat 16 luksi. Protams, visa gaisma nav mūsu pašu, bet gan atstarotā saules gaisma.
- Mēness orbīta ir slīpa pret Zemes orbītas plakni un regulāri šķērso to. Satelīta slīpums pastāvīgi mainās, svārstās no 4,5° līdz 5,3°. Ir vajadzīgi vairāk nekā 18 gadi, lai Mēness mainītu savu slīpumu.
- Mēness pārvietojas ap Zemi ar ātrumu 1,02 km/s. Tas ir daudz mazāk nekā Zemes ātrums ap Sauli – 29,7 km/s. Saules zondes Helios-B sasniegtais kosmosa kuģa maksimālais ātrums bija 66 kilometri sekundē.
Mēness fizikālie parametri un tā sastāvs
Cilvēkiem bija vajadzīgs ilgs laiks, lai saprastu, cik liels ir Mēness un no kā tas sastāv. Tikai 1753. gadā zinātnieks R. Boskovičs spēja pierādīt, ka Mēnesim nav būtiskas atmosfēras, kā arī šķidras jūras - Mēnesim pārklājoties, zvaigznes acumirklī pazūd, kad to klātbūtne ļautu novērot to pakāpeniska "izbalēšana". Bija vajadzīgi vēl 200 gadi, līdz padomju stacija Luna 13 1966. gadā izmērīja Mēness virsmas mehāniskās īpašības. Un par Mēness tālāko pusi vispār nekas nebija zināms līdz 1959. gadam, kad Luna-3 aparāts spēja uzņemt pirmās fotogrāfijas.
Kosmosa kuģa Apollo 11 apkalpe pirmos paraugus atgrieza uz virsmas 1969. gadā. Viņi arī kļuva par pirmajiem cilvēkiem, kas apmeklējuši Mēnesi – līdz 1972. gadam uz tā nolaidās 6 kuģi un 12 astronauti. Šo lidojumu uzticamība bieži tika apšaubīta - tomēr daudzu kritiķu viedokli pamatā bija viņu nezināšana par kosmosa lietām. Amerikas karogs, kas, pēc sazvērestības teorētiķu domām, "nevarētu plīvot Mēness bezgaisa telpā", patiesībā ir ciets un statisks — tas bija īpaši pastiprināts ar cietiem pavedieniem. Tas tika darīts īpaši, lai uzņemtu skaistas bildes - nokarens audekls nav tik iespaidīgs.
Daudzi krāsu un reljefa formu izkropļojumi atspulgos uz skafandru ķiverēm, kuros tika meklēti viltojumi, radās stikla apzeltījuma dēļ, kas aizsargāja pret ultravioleto starojumu. Arī padomju kosmonauti, kas vēroja astronautu nosēšanās tiešraidi, apliecināja notiekošā autentiskumu. Un kurš gan var piemānīt savas jomas speciālistu?
Un pilnīgas mūsu satelīta ģeoloģiskās un topogrāfiskās kartes tiek apkopotas līdz šai dienai. 2009. gadā kosmosa stacija Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ne tikai nogādāja vēsturē detalizētākos Mēness attēlus, bet arī pierādīja, ka uz tā atrodas liels daudzums sasaluša ūdens. Viņš arī pielika punktu diskusijai par to, vai cilvēki atrodas uz Mēness, nofilmējot Apollo komandas darbības pēdas no zemas Mēness orbītas. Ierīce bija aprīkota ar vairāku valstu, tostarp Krievijas, aprīkojumu.
Tā kā Mēness izpētei pievienojas jaunas kosmosa valstis, piemēram, Ķīna un privāti uzņēmumi, katru dienu tiek saņemti jauni dati. Mēs esam apkopojuši mūsu satelīta galvenos parametrus:
- Mēness virsmas laukums aizņem 37,9 x 10 6 kvadrātkilometrus - aptuveni 0,07% no kopējās Zemes platības. Neticami, tas ir tikai par 20% vairāk nekā visu mūsu planētas cilvēku apdzīvoto apgabalu platība!
- Mēness vidējais blīvums ir 3,4 g/cm 3 . Tas ir par 40% mazāks nekā Zemes blīvums - galvenokārt tāpēc, ka satelītam nav daudz smagu elementu, piemēram, dzelzs, ar kuru mūsu planēta ir bagāta. Turklāt 2% no Mēness masas ir regolīts — smalki iežu fragmenti, kas radušies kosmiskās erozijas un meteorītu triecienu rezultātā —, kas ir mazāk blīvi nekā parastie ieži. Tā biezums vietām sasniedz pat desmitiem metru!
- Ikviens zina, ka Mēness ir daudz mazāks par Zemi, kas ietekmē tā gravitāciju. Brīvā kritiena paātrinājums uz tā ir 1,63 m/s 2 - tikai 16,5 procenti no visa Zemes gravitācijas spēka. Astronautu lēcieni uz Mēness bija ļoti augsti, lai gan viņu skafandras svēra 35,4 kilogramus – gandrīz kā bruņinieku bruņas! Tajā pašā laikā viņi joprojām atturējās: kritiens vakuumā bija diezgan bīstams. Zemāk ir video, kurā redzams astronauta lēciens no tiešraides.
- Mēness marija aizņem apmēram 17% no visa Mēness – galvenokārt tā redzamā puse, kuru klāj gandrīz trešdaļa. Tās ir īpaši smagu meteorītu triecienu pēdas, kas burtiski norāva satelītam garozu. Šajās vietās virsmu no Mēness mantijas atdala tikai plāns, puskilometru garš sacietējušās lavas — bazalta — slānis. Tā kā cieto vielu koncentrācija palielinās tuvāk jebkura liela kosmiskā ķermeņa centram, Mēness marijā ir vairāk metāla nekā jebkur citur uz Mēness.
- Galvenais Mēness reljefa veids ir krāteri un citi steroīdu triecienu un triecienviļņu atvasinājumi. Tika uzbūvēti milzīgi Mēness kalni un cirki, kas līdz nepazīšanai mainīja Mēness virsmas struktūru. Īpaši spēcīga to loma bija Mēness vēstures sākumā, kad tas vēl bija šķidrs – kritieni cēla veselus izkusuša akmens viļņus. Tas izraisīja arī Mēness jūru veidošanos: pret Zemi vērstā puse bija karstāka, jo tajā bija koncentrācija smago vielu, tāpēc asteroīdi to ietekmēja spēcīgāk nekā vēsā aizmugure. Iemesls nevienmērīgajam matērijas sadalījumam bija Zemes gravitācija, kas bija īpaši spēcīga Mēness vēstures sākumā, kad tā bija tuvāk.
- Papildus krāteriem, kalniem un jūrām Mēness ir arī alas un plaisas - izdzīvojušie liecinieki laikiem, kad Mēness zarnas bija tikpat karstas kā , un uz tā darbojās vulkāni. Šajās alās, tāpat kā krāteros pie poliem, bieži ir ūdens ledus, tāpēc tās bieži tiek uzskatītas par nākotnes Mēness bāzu vietām.
- Mēness virsmas īstā krāsa ir ļoti tumša, tuvāk melnai. Visā Mēness ir dažādas krāsas - no tirkīza zilas līdz gandrīz oranžai. Mēness gaiši pelēkā nokrāsa no Zemes un fotogrāfijās ir saistīta ar augstu Mēness apgaismojumu no Saules. Tā tumšās krāsas dēļ pavadoņa virsma atspoguļo tikai 12% no visiem stariem, kas krīt no mūsu zvaigznes. Ja Mēness būtu gaišāks, pilnmēness laikā tas būtu gaišs kā diena.
Kā veidojās Mēness?
Mēness minerālu un to vēstures izpēte ir viena no grūtākajām zinātnieku disciplīnām. Mēness virsma ir atvērta kosmiskajiem stariem, un uz virsmas nav nekā, kas notur siltumu - tātad satelīts dienas laikā uzsilst līdz 105 ° C, bet naktī atdziest līdz -150 ° C dienas un nakts ilgums palielina ietekmi uz virsmu - un rezultātā Mēness minerāli laika gaitā mainās līdz nepazīšanai. Tomēr mums izdevās kaut ko noskaidrot.
Mūsdienās tiek uzskatīts, ka Mēness ir lielas embrija planētas Theia un Zemes sadursmes produkts, kas notika pirms miljardiem gadu, kad mūsu planēta bija pilnībā izkususi. Daļa planētas, kas sadūrās ar mums (un tās izmērs bija ), tika absorbēta, bet tās kodols kopā ar daļu Zemes virsmas matērijas ar inerci tika izmests orbītā, kur tas palika Mēness formā. .
To pierāda jau iepriekš minētais dzelzs un citu metālu deficīts uz Mēness - līdz brīdim, kad Teja izrāva zemes vielas gabalu, lielākā daļa mūsu planētas smago elementu gravitācijas ietekmē tika vilkti uz iekšu, līdz kodolam. Šī sadursme ietekmēja Zemes tālāko attīstību – tā sāka griezties ātrāk, un tās rotācijas ass sasvērās, kas padarīja iespējamu gadalaiku maiņu.
Tad Mēness attīstījās kā parasta planēta – veidoja dzelzs kodolu, mantiju, garozu, litosfēras plāksnes un pat savu atmosfēru. Tomēr tā zemā masa un smago elementu sastāvs noveda pie tā, ka mūsu satelīta iekšpuse ātri atdzisa un atmosfēra iztvaikoja augstās temperatūras un magnētiskā lauka trūkuma dēļ. Tomēr daži procesi iekšā joprojām notiek - Mēness litosfēras kustību dēļ dažreiz notiek mēnesstrīces. Tie ir viens no galvenajiem draudiem topošajiem Mēness kolonizatoriem: to mērogs sasniedz 5,5 punktus pēc Rihtera skalas, un tie kalpo daudz ilgāk nekā uz Zemes - nav okeāna, kas spētu absorbēt Zemes iekšpuses kustības impulsu.
Galvenie ķīmiskie elementi uz Mēness ir silīcijs, alumīnijs, kalcijs un magnijs. Minerāli, kas veido šos elementus, ir līdzīgi tiem, kas atrodas uz Zemes, un tie ir sastopami pat uz mūsu planētas. Tomēr galvenā atšķirība starp Mēness minerāliem ir ūdens un dzīvo būtņu radītā skābekļa iedarbības neesamība, liels meteorītu piemaisījumu īpatsvars un kosmiskā starojuma ietekmes pēdas. Zemes ozona slānis izveidojās diezgan sen, un atmosfēra sadedzina lielāko daļu krītošo meteorītu masas, ļaujot ūdenim un gāzēm lēnām, bet pārliecinoši mainīt mūsu planētas izskatu.
Mēness nākotne
Mēness ir pirmais kosmiskais ķermenis pēc Marsa, kas pretendē uz cilvēka kolonizācijas prioritāti. Savā ziņā Mēness jau ir apgūts - PSRS un ASV uz satelīta atstāja valsts regālijas, un aiz Mēness tālākās malas no Zemes slēpjas orbitālie radioteleskopi, kas rada lielus traucējumus ēterā. . Tomēr kāda ir mūsu satelīta nākotne?
Galvenais process, kas rakstā jau minēts ne reizi vien, ir Mēness attālināšanās plūdmaiņu paātrinājuma dēļ. Tas notiek diezgan lēni – satelīts attālinās ne vairāk kā par 0,5 centimetriem gadā. Tomēr šeit ir svarīgi kaut kas pavisam cits. Attālinoties no Zemes, Mēness palēninās savu rotāciju. Agri vai vēlu var pienākt brīdis, kad diena uz Zemes ilgs tikpat ilgi kā Mēness mēnesis – 29-30 dienas.
Tomēr Mēness aizvākšanai būs sava robeža. Pēc tā sasniegšanas Mēness pagriezienos sāks virzīties tuvāk Zemei – un daudz ātrāk, nekā attālinājās. Tomēr pilnībā tajā ietriekties nebūs iespējams. 12-20 tūkstošus kilometru no Zemes sākas tās Roche daiva - gravitācijas robeža, pie kuras planētas satelīts var saglabāt cietu formu. Tāpēc Mēness, tuvojoties, tiks saplēsts miljonos mazu fragmentu. Daži no tiem nokritīs uz Zemes, izraisot bombardēšanu tūkstošiem reižu jaudīgāku par kodolenerģiju, bet pārējie veidos gredzenu ap planētu, piemēram, . Tomēr tas nebūs tik spožs - gāzes milžu gredzeni ir izgatavoti no ledus, kas ir daudzkārt spilgtāks par tumšajiem Mēness akmeņiem - tie ne vienmēr būs redzami debesīs. Zemes gredzens radīs problēmas nākotnes astronomiem - ja, protams, līdz tam laikam uz planētas būs palicis kāds.
Mēness kolonizācija
Tomēr tas viss notiks pēc miljardiem gadu. Līdz tam cilvēce Mēnesi uzskata par pirmo iespējamo kosmosa kolonizācijas objektu. Tomēr ko īsti nozīmē “Mēness izpēte”? Tagad mēs kopā aplūkosim tuvākās izredzes.
Daudzi cilvēki domā, ka kosmosa kolonizācija ir līdzīga Zemes kolonizācijai Jaunajā laikmetā — atrod vērtīgus resursus, iegūst tos un pēc tam nogādā mājās. Taču tas neattiecas uz kosmosu – tuvāko pāris simtu gadu laikā kilograma zelta nogādāšana pat no tuvākā asteroīda izmaksās dārgāk nekā tā izgūšana no vissarežģītākajām un bīstamākajām raktuvēm. Arī Mēness, visticamāk, tuvākajā nākotnē nedarbosies kā “Zemes dača sektors” - lai gan tur ir lielas vērtīgu resursu noguldījumi, tur būs grūti audzēt pārtiku.
Bet mūsu satelīts var kļūt par bāzi turpmākai kosmosa izpētei daudzsološos virzienos - piemēram, Marsā. Mūsdienu astronautikas galvenā problēma ir kosmosa kuģu svara ierobežojumi. Lai palaistu, jums ir jāveido briesmīgas konstrukcijas, kurām ir vajadzīgas tonnas degvielas - galu galā jums ir jāpārvar ne tikai Zemes gravitācija, bet arī atmosfēra! Un, ja tas ir starpplanētu kuģis, tad arī tas ir jāuzpilda. Tas nopietni ierobežo dizainerus, liekot viņiem izvēlēties ekonomiju, nevis funkcionalitāti.
Mēness ir daudz labāk piemērots kā kosmosa kuģu palaišanas platforma. Atmosfēras trūkums un mazs ātrums, lai pārvarētu Mēness gravitāciju – 2,38 km/s pretstatā 11,2 km/s uz Zemes – ievērojami atvieglo palaišanu. Un satelīta derīgo izrakteņu atradnes ļauj ietaupīt uz degvielas svara - akmens ap astronautikas kaklu, kas aizņem ievērojamu daļu no jebkura aparāta masas. Ja uz Mēness tiktu attīstīta raķešu degvielas ražošana, būtu iespējams palaist lielus un sarežģītus kosmosa kuģus, kas samontēti no detaļām, kas piegādātas no Zemes. Un montāža uz Mēness būs daudz vienkāršāka nekā zemas Zemes orbītā – un daudz uzticamāka.
Mūsdienās esošās tehnoloģijas ļauj ja ne pilnībā, tad daļēji realizēt šo projektu. Tomēr jebkurš solis šajā virzienā prasa risku. Milzīgu naudas līdzekļu ieguldījums prasīs nepieciešamo derīgo izrakteņu izpēti, kā arī nākotnes Mēness bāzu moduļu izstrādi, piegādi un testēšanu. Un aptuvenās izmaksas pat sākotnējo elementu palaišanai vien var sagraut visu lielvaru!
Tāpēc Mēness kolonizācija ir ne tik daudz zinātnieku un inženieru, bet gan visas pasaules cilvēku darbs, lai panāktu tik vērtīgu vienotību. Jo cilvēces vienotībā slēpjas patiesais Zemes spēks.
Piekrītu, Kosmoss, svešās planētas, zvaigžņu kopas ir ļoti, ļoti aizraujoša tēma. Piemēram, kāds ir attālums līdz Mēnesim? Noteikti daudzi no jums kādreiz ir uzdevuši šo jautājumu! Vai arī kāda ir tā izcelsme? Un no kā tas sastāv? Vai varbūt kāds tur pat dzīvo? Nu, vismaz mikroorganismi? Attālums līdz Mēness cilvēci vienmēr ir interesējis.
Ideju attīstība par Mēnesi
Šis debesu objekts ir piesaistījis cilvēku uzmanību kopš seniem laikiem. Un astronomijas attīstības rītausmā Mēness kļuva par vienu no pirmajiem novērošanas un izpētes objektiem. Informācija par mēģinājumiem izsekot tās pārvietošanās modelim pa debess klājumu un to izskaidrot sniedzas šumeru, babiloniešu kultūrās, senās Ķīnas un Ēģiptes civilizācijās. Un, protams, uz seno Grieķiju. Pirmo zināmo mēģinājumu aprēķināt attālumu līdz Mēnesim (un arī līdz Saulei) veica Aristarhs no Samosas.
uz mūsu pirmo cilvēku satelīta, paveica to nedaudz vairāk nekā trīs dienu laikā. Tomēr problēma šeit ir ne tikai pašas ierīces ātrums, bet gan nepieciešamība aprēķināt Mēness kustību, lidot pa noteiktu loku un nolaisties vajadzīgajā vietā. Tādējādi ceļš iet pa loku, nevis taisnu līniju. Rekordlaiks, kādā cilvēka radīts kosmosa kuģis sasniedz satelītu, šobrīd ir 8 stundas un 35 minūtes. Tas bija NASA palaists kosmosa kuģis New Horizons.
Vai attālums no Zemes līdz Mēnesim palielinās?
Jā! Tā ir patiesība. Mūsu satelīts pārvietojas it kā spirālveida orbītā. Un katru gadu attālums līdz tam palielinās par aptuveni 4 centimetriem. Tas ir diezgan maz individuālajam novērotājam. Taču mūsu tālie senči Mēnesi redzēs daudz mazāk. Turklāt gravitācijas mijiedarbības vājināšanās ar to izraisīs plūdmaiņu aktivitātes samazināšanos uz Zemes un būtiski mainīs mūsu planētas klimatiskos apstākļus.
Notiek ielāde...
