Факты о луне. Гигантский кратер на обратной стороне луны
Герцшпрунг — самый большой лунный кратер, его диаметр 591 км, глубина 4,5 км. Он находиться на обратной стороне Луны, поэтому он не виден с Земли.
Герцшпрунг образовался в результате столкновения с крупным космическим телом. Удар был настолько мощным, что на поверхности образовались кольца, две стены, высотой до 1 км. В настоящий момент он сильно поврежден в результате падения на его поверхность более поздних космических объектов. Из-за таких падений на поверхности самого большого лунного кратера образовались более мелкие кратеры. Самые крупные из них это: кратер Майкельсона (диаметр 123 км) расположенный на северо-востоке, кратер Вавилов (диаметр 98 км) в западной части и кратер Лукреция (диаметр 63 км) в юго-восточной части.
Назван самый большой кратер на Луне в честь датского химика и астронома Эйнара Герцшпрунга. Американские космонавты дали кратеру неофициальное название «Гелрут».
На обратной стороне Луны расположено большое количество крупных кратеров: Аполлон (537 км), Королев (437 км), Биркхоф (345 км), Планк (314 км), Менделеев (313 км), и Шредингер (312 км).
На видимой стороне Луны также имеются крупные ударные структуры, однако в результате вулканических извержений, эти кратеры заполнились лавой, которая затвердела и превратилась в темную твердую породу, которую принято называть морями, а не кратерами. На обратной стороне Луны вулканических извержений не происходило, поэтому кратеры остались в первозданном виде.
На Луне существует огромное количество кратеров (около 500 тыс.), которые практически не изменились и даже многие самые древние кратеры остались в первозданном виде. Такое стало возможным из-за отсутствия на Луне воды, атмосферы и серьезных геологических процессов.
Однако самый большой лунный кратер — это бассейн (гигантская впадина) Южный полюс-Эйткен, который имеет диаметр 2500 км и глубину 12 км. Впадина простирается почти на четверть окружности Луны и является самой большой ударной структурой в Солнечной системе. Бассейн был назван в честь его двух противоположных сторон: южного полюса Луны с одной и кратера Эйткен на севере с другой стороны.
Савервальд Дарья
Данный проект на основе исследования информации об образовании лунных кратеров обосновывает гипотезу об их ударном происхождении.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 1»,
Г. Малоярославец Малоярославецкого района Калужской области
И нформационный проект
Ударные лунные кратеры
Образовательный предмет: астрономия
Савервальд Дарья Игоревна
МОУ СОШ №1, 6 б класс
Руководитель проекта:
Волкова Марина Валерьевна,
МОУ СОШ №1, учитель
г.Малоярославец, 2013 год
1.Введение……………………………………………………………………….....3
2.Глава 1…………………………………………………………………................4
3. Глава 2…………………………………………………………………………...5
4.Вывод …………………………………………………………………………….7
5. Источники………………………………………………………………………..8
6. Приложение ……………………………………………………………………..9
Введение
На поверхности Луны мы можем наблюдать свидетельства бомбардировки ее поверхности астероидами, кометами и метеоритами. Существует порядка полумиллиона кратеров размером более 1 км. Из-за отсутствия на Луне атмосферы, воды и значительных геологических процессов, лунные кратеры фактически не подвергались изменениям, и даже древние кратеры сохранились на ее поверхности. Самый большой кратер на Луне находится на обратной стороне Луны, его размеры 2240 км в диаметре и 13 км глубиной.
Гипотеза . В 1824 году немецкий учёный Франц фон Груйтуйзен предложил метеоритную теорию, объяснявшую образование кратеров падением метеоритов. Основываясь на теории Франца фон Груйтуйзена, можно предположить, что при метеоритных ударах происходит продавливание лунной поверхности.
Данная тема вызывает интерес у общественности, т.к. современная наука быстро развивается в данном направлении и все космические изыскания повлияют на жизнь человечества в ближайшем будущем. Современные космические процессы имеют прямое влияние на жизнь человека на Земле (метеоритные дожди, угроза столкновения с метеоритами и космическим мусором).
Глава 1
Название «кратер» введено Галилео Галилеем и позаимствовано из древнегреческого языка, где слово кратер (Κρατήρ) обозначало сосуд используемый для смешивания воды и вина. В 1609 г. Галилей построил первый телескоп с приблизительно трёхкратным увеличением и провел первые астрономические наблюдения Луны, которые показали, что она не является правильной сферой, а имеет детали рельефа - горы и чашеобразные углубления, которые Галилей и назвал кратерами.
Научное мнение о происхождении лунных кратеров на протяжении веков менялось. Помимо ударного происхождения кратеров рассматривалась вулканическая теория и даже воздействие «космического льда» в гипотезе предложенной австрийским инженером Гансом Гербигером в начале XX века и позднее воспринятой нацистской наукой.
Термин «кратер» принят в планетной номенклатуре - единой системе, однозначно идентифицирующей детали рельефа на поверхности Луны, что позволяет легко опознать и описать эти структуры. Присвоением официального названия, с момента своего основания в 1919 году, занимается Международный астрономический союз (МАС). Кратеры на Луне, как правило, получают своё название в честь выдающихся учёных, инженеров и исследователей, внёсших значительный, фундаментальный вклад в своей области. Кроме того, кратеры вокруг Моря Москвы названы в честь погибших советских космонавтов, а кратеры вокруг кратера Аполлон названы в честь погибших американских астронавтов.
Глава 2
Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 80-х годов XVIII века. Основных гипотез было две - вулканическая и метеоритная.
Следуя постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шретером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.
До 20-х годов XX века против метеоритной гипотезы выдвигали тот факт, что кратеры имеют круглую форму, хотя косых ударов по поверхности должно быть больше чем прямых, а значит, при метеоритном происхождении кратеры должны иметь форму эллипса. Однако в 1924 году новозеландский учёный Джиффорд впервые дал качественное описание удара о поверхность планеты метеорита, двигающегося с космической скоростью. Получалось, что при таком ударе большая часть метеорита испаряется вместе с породой на месте удара, и форма кратера не зависит от угла падения (см. Рисунок 1). Также в пользу метеоритной гипотезы говорит то, что совпадает зависимость количества лунных кратеров от их диаметра и зависимость количества метеорных тел от их размера. Чуть позже, в 1937 году, данную теорию привёл к обобщённому научному виду российский студент Кирилл Петрович Станюкович, впоследствии ставший доктором наук и профессором. Данная «взрывная теория» разрабатывалась им самим и группой учёных с 1947 по 1960 года, а дорабатывалась в дальнейшем и другими исследователями.
Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь, были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.
Благодаря столкновению Луны с астероидом мы можем наблюдать с Земли метеоритные кратеры на Луне (см. Приложение: Рисунок 2). Ученые из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.
Подтверждением данной теории могут так же являться следующие примеры:
- Кратер Рембрандт – ударный кратер на Меркурии. Обнаружен 6 октября 2008 года межпланетной станцией «MESSENGER». Назван в честь нидерландского художника Рембрандта Харменсаван Рейна. (см. Приложение: Рисунок 3).
- Кратер Герцшпрунг – ударный кратер на Луне. Назван в честь датского астронома ЭйнараХерцшпрунга. (см. Приложение: Рисунок 4).
- Кратер Кассини – ударный кратер на Марсе. Кратер назван в честь итальянского астронома Джовани Доменико Кассини. (см. Приложение: Рисунок 5).
- Кратер Вредефорт – ударный кратер на Земле. Находиться в ЮАР. Назван в честь расположенного поблизи города Вредефорт.
Вывод.
Данные исследования показывают, что теория Франца фон Груйтуйзена имеет подтверждение и у других ученых. Следовательно гипотеза, выдвинутая нами оказалась верна. На данной момент, и современные ученные, и астрономы склоняются к метеоритной теории происхождения кратеров.
Источники .
Приложение
Рисунок 1
Схема образования кратера
Рисунок 2
Схема расположения лунных кратеров
Северо-Восток: Лунные кратеры | |
Кратер Аристотель (Crater Aristotle) |
|
Кратер Кассини (Crater Cassini) |
|
Кратер Евдокс (Crater Eudoxus) |
|
Кратер Эндимион (Crater Endymion) |
|
Кратер Геркулес (Crater Hercules) |
|
Кратер Атлас (Crater Atlas) |
|
Кратер Меркурий (Crater Mercurius) |
|
Кратер Посейдон (Crater Posidonius) |
|
Кратер Зенон (Crater Zeno) |
|
Кратер Ле-Монье (Crater Le Monnier) |
|
Кратер Плиний (Crater Plinius) |
|
Кратер Витрувий (Crater Vitruvius) |
|
Кратер Клеомед (Crater Cleomedes) |
|
Кратер Тарунций (Crater Taruntius) |
|
Кратер Манилий (Crater Manilius) |
|
Кратер Архимед (Crater Archimedes) |
|
Кратер Автолик (Crater Autolycus) |
|
Кратер Аристилл (Crater Aristillus) |
|
Юго - Восток: | |
Кратер Лангрен (Crater Langrenus) |
|
Кратер Гоклен (Crater Goclenius) |
|
Кратер Ипатия (Crater Hypatia) |
|
Кратер Теофил (Crater Theophilus) |
|
Кратер Гиппарх (Crater Hipparchus) |
|
Кратер Стивенс (Crater Stevinus) |
|
Кратер Птолемей (Crater Ptolemaeus) |
|
Кратер Вольтер (Crater Walter) |
|
"Юго - Запад": | |
Кратер Тихо (Crater Tycho) |
|
Кратер Питат (Crater Pitatus) |
|
Кратер Шиккард (Crater Schickard) |
|
Кратер Кампан (Crater Campanus) |
|
Кратер Биллиад (Crater Bulliadus) |
|
Кратер Фра Мауро (Crater Fra Mauro) |
|
Кратер Гассенди (Crater Gassendi) |
|
Кратер Бюрги (Crater Byrgius) |
|
Кратер Билли (Crater Billy) |
|
Кратер Крюгер (Crater Crueger) |
|
Кратер Гримальди (Crater Grimaldi) |
|
Кратер Риччоли (Crater Riccioli) |
|
Северо-Запад: | |
Кратер Кеплер (Crater Kepler) |
|
Кратер Аристарх (Crater Aristarchus) |
|
Кратер Коперник (Crater Copernicus) |
|
Кратер Пифей (Crater Pytheas) |
|
Кратер Эратосфен (Crater Eratosthenes) |
|
Кратер Майран (Crater Mairan) |
|
Кратер Тимохарис (Crater Timocharis) |
|
Кратер Арпал (Crater Harpalus) |
Рисунок 3
Кратер Рембрант
Рисунок 4
Кратер Герцшпрунг
Рисунок 5
Кратер Кассини
Слайд 2
На поверхности Луны мы можем наблюдать свидетельства бомбардировки ее поверхности астероидами, кометами и метеоритами. Существует порядка полумиллиона кратеров размером более 1 км. Из-за отсутствия на Луне атмосферы, воды и значительных геологических процессов, лунные кратеры фактически не подвергались изменениям, и даже древние кратеры сохранились на ее поверхности. Самый большой кратер на Луне находится на обратной стороне Луны, его размеры 2240 км в диаметре и 13 км глубиной. Введение.
В 1824 году немецкий учёный Франц фон Груйтуйзен предложил метеоритную теорию, объяснявшую образование кратеров падением метеоритов. Основываясь на теории Франца фон Груйтуйзена, можно предположить, что при метеоритных ударах происходит продавливание лунной поверхности. Данная тема вызывает интерес у общественности, т.к. современная наука быстро развивается в данном направлении и все космические изыскания повлияют на жизнь человечества в ближайшем будущем. Современные космические процессы имеют прямое влияние на жизнь человека на Земле (метеоритные дожди, угроза столкновения с метеоритами и космическим мусором). Гипотеза.
Название «кратер» введено Галилео Галилеем и позаимствовано из древнегреческого языка, где слово кратер (Κρατήρ) обозначало сосуд используемый для смешивания воды и вина. В 1609 г. Галилей построил первый телескоп с приблизительно трёхкратным увеличением и провел первые астрономические наблюдения Луны, которые показали, что она не является правильной сферой, а имеет детали рельефа - горы и чашеобразные углубления, которые Галилей и назвал кратерами. Κρατήρ
«Космический лед» Ганса Гербигера Научное мнение о происхождении лунных кратеров на протяжении веков менялось. Помимо ударного происхождения кратеров рассматривалась вулканическая теория и даже воздействие «космического льда» в гипотезе предложенной австрийским инженером Гансом Гербигером в начале XX века и позднее воспринятой нацистской наукой.
Присвоением официального названия Кратеры на Луне, как правило, получают своё название в честь выдающихся учёных, инженеров и исследователей, внёсших значительный, фундаментальный вклад в своей области. Кроме того, кратеры вокруг Моря Москвы названы в честь погибших советских космонавтов, а кратеры вокруг кратера Аполлон названы в честь погибших американских астронавтов. Присвоением официального названия, с момента своего основания в 1919 году, занимается Международный астрономический союз (МАС).
Теории происхождения кратеров Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 80-х годов XVIII века. Основных гипотез было две - вулканическая и метеоритная. Следуя постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шретером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.
Ударная теория В 1924 году новозеландский учёный Джиффорд впервые дал качественное описание удара о поверхность планеты метеорита, двигающегося с космической скоростью. Получалось, что при таком ударе большая часть метеорита испаряется вместе с породой на месте удара, и форма кратера не зависит от угла падения
Кратер Рембрандт – ударный кратер на Меркурии. Обнаружен 6 октября 2008 года межпланетной станцией « MESSENGER ». Назван в честь нидерландского художника Рембрандта Харменсаван Рейна.
Кратер Герцшпрунг – ударный кратер на Луне. Назван в честь датского астронома ЭйнараХерцшпрунга.
Кратер Кассини – ударный кратер на Марсе. Кратер назван в честь итальянского астронома Джовани Доменико Кассини.
В процессе моих исследований Гипотеза Франца фон Груйтуйзена о происхождении ударных, лунных кратеров оказалась верна. И на данный момент и современные ученые, астрономы склоняются больше к метеоритной теории и подтверждают её все больше новыми фактами. Вывод.
http://ru.wikipedia.org http://full-moon.ru/crater.html http://galspace.spb.ru Источники.
Спасибо за внимание!
Но сначала фотография Луны с анонсом и местоположением тех объектов, о которых пойдёт речь с этой статье:
Наверное самый известный кратер на Луне, многие не знают его название, но точно видят его на луне. Его можно "угадать" даже невооружённом взглядом в полнолуние, потому что в полнолуние это ярчайшее пятно на Луне за счёт лучей, исходящих от кратера до 1500 км в длину
Кратер образовался на луне примерно 100 миллионов лет назад, средний диаметр 85 км и максимальна глубина почти 5 км. По Лунным меркам, кратер считается молодым. В приближении 5000 мм, отчётливо прорисовываются ступенчатая структура внутреннего вала на стенах кратера. А так же на отдельные скалы разделяется центральная горка кратера, которая достигает высоты порядка 2 км.
Думаю, что вторым по узнаваемости, является кратер Коперник. Он отчётливо виден, как в полнолуние, так и в другие фазы Луны, когда освещается светом Солнца. Его хорошая видимость обусловлена, тем, что кратер находится посередине океана Бурь, в тёмной вулканической породе, а те выбросы, которые появились в результате столкновения имеют более светлый цвет, за счёт этого он и контрастирует на поверхности Луны.
На мой взгляд, очень интересный кратер. При различных фазах Луны, выглядит совершенно по разному, за счёт игры света и теней. В этот раз он был почти полностью освещён, и кажется немного плоским, но зато тени не скрывают всей его внутренней террасовидной структуры. Возраст оценивается в 800 миллионов лет, глубиной почти 4 км и в диаметре около 96 км. Вокруг Коперника можно наблюдать огромную сеть вторичных мелких кратеров, образованных осколками горных пород в результате взрыва при падении метеорита, создавшего Коперник. Занимательная деталь, заключается в том, что астронавты "Аполлона-12" брали пробы грунта из лучевой структуры этого кратера.
По своей видимой природе очень похож на Коперник, да и расположены они по соседству.
Кратер относительно не большой, в диаметре порядка 30 км и глубиной 2,5 км. Но за счёт тёмного базальтового плато океана Бурь и моря Островов, он сильно выделяется на поверхности Луны своей светлой лучевой системой.
4) Кратер Клавий
Красивейший кратер на Луне. Красив именно из-за своей структуры вторичных кратеров, легко узнаваем, напоминает мне забавное мультяшное лицо.
Находится на южном полюсе Луны, под кратером Тихо. Является очень древним кратером с возрастом порядка 4 миллиардов лет, диаметром 230 км и средней глубиной около 2 км, а максимальной около 5. Два кратера, которые ударили по Луне позже и разбили стены Клавия, называются Портер (верхний) и Резерфорд (нижний). У них почти одинаковые размеры по 50 км в диаметре.
Интересной особенностью Клавия является его дно. Оно достаточно плоское не считая падений более молодых метеоритов. Немного левее от центра кратера расположена "центральная горка", которая почему-то смещенная от центра. Предполагается, что дно кратера формировалось много позже его образования.
Кратер с очень интересным дном, с многочисленными бороздами и разломами
Расположен на северном крае Моря Влажности. Древний разрушенный кратер с диаметром 110 км. и сравнительно небольшой глубиной: 1,5 км. На этом фоне центральная горка выглядит выше стен кратера, хотя на самом деле её высота чуть менее 1400 метров. Структурированное дно кратера обязано своим видом формированию Моря Влажности. В этот период кратер подвергся лавовой коррозии.
Небольшое круглое лунное море с диаметром 420 км.
Возраст оценивается примерно в 4 миллиарда лет. Затоплено заставшей лавой, глубина которой достигает 3 км. Интересными кратерами на южной стороне моря являются кратер Вителло (на фото немного ниже и правее от центра), центральная часть которого напоминает подиум, на котором находится пика кратера. И почти полностью разрушенный кратер Доппельмаейр, с центральной пикой с ровными треугольными сторонами.
Древний кратер, находится чуть левее и выше от кратера Клавий
Диаметр почти 150 км, глубина 4,5 км. По природе напоминает Клавий. Так же смещена центральная горка левее от центра. Предположительно дно кратера формировалось так же после образования самого кратера.
Необычное Лунной образование. Множество гипотез об искусственном происхождении данной стены ходило в интернете.
На самом же деле это тектонический разлом на Луне. В длину стена достигает 120 км. Предположительно высота стены от 200 до 400 метров. Лучше всего стену наблюдать на 8-й или 22-й день возрастания Луны.
Другие объекты на снимке: левее от стены можно видеть трещину в виде червя, длинной около 50 км, имеет закруглённые концы. Трещина образовалась, скорее всего, от лавовых потоков. И крупнейшие кратеры: сверху Арзахель, ниже двойной кратер Фебит и древний кратер внизу фотографии - Пурбах.
9) Борозды Гигина и Ариадеус
Образования загадочного происхождения - длинные борозды на поверхности Луны, а так же цепочки лунных кратеров. Особенно загадочно, когда цепочки лунных кратеров точно совпадают с бороздой, как видно на этой фотографии
Борозда Ариадеус (правая полоса на снимке) в длину достигает 250 км. Является одной их самых известных борозд на видимой части лунной поверхности. Происхождение борозды не известно. Предположительно - результат лавовых потоков.
Борозда Гигина, находится на левой части фотографии. Не менее длинная борозда - 203 км в длину. Интересна тем, что цепочка кратеров точь в точь совпала с направлением самой борозды. По теории вероятности такое событие ничтожно мало, а вернее сказать невозможно. Мало того, что цепочки кратеров являются редким и загадочным явлением (могут образовываться от хвоста комет), так чтобы эта цепочка попала на борозду и поворачивала по направлению точно, как борозда, это действительно не объяснимо на данный момент.
Романтичная гавань на Луне. Жаль, вместо моря засохшая и отвердевшая лава.
Изначально это был огромный ударный кратер диаметром 250 км. Сейчас Юго-восточная часть залива соединена с морем дождей. Края радужного залива образуют мыс Лапласа на севере, высотой 2,5 км и мыс Гераклида на юге, высотой 1,3 км. А валы бывшего кратера называют Юрскими Горами или Горы Юра. Высота этих гор достигает трёх километров. Образование залива соизмеряют с образованием моря дождей, это примерно составляет 3,5-4 миллиарда лет назад. Однако, у берегов залива находится более древняя магма, отличающееся по цвету от основной застывшей магмы моря Дождей, что может говорить о более раннем происхождении залива Радуги. Залив находится на северном полушарии Луны и виден даже невооружённым глазом. В заливе побывал советский Луноход-1 в 1970 году и китайский луноход Чаньэ-3 в 2013 году.
11) Кратер Платон и Альпийская долина
Фотография ещё одного интересного участка поверхности Луны (по клику доступен оригинал 1214 пикселей по ширине)
Данный участок интересен как кратером Платон так и горной сетью лунных Альп.
Кратер Платон с возрастом почти 4 миллиарда лет, диаметром 100 км и глубиной 2 км, имеет очень плоское дно, залитое магмой. Не осталось даже и следа от центральной горки кратера, а его стены подверглись обрушению из-за лавового воздействия. Удивительно, что на дно кратера в более поздние периоды не падали крупные метеориты. В 5000 мм можно различить только несколько мелких кратеров на его площади. От северной стороны кратера можно видеть "борозду Платона", напоминающие извилистое русло реки. Предположительно, метеорит, образовавший кратер упал в горный массив, тем самым полностью разрушив их.
Альпы и Альпийская долина, которые находятся правее Платона образуют лунные горы, разделяющие огромным каньоном. Этот каньон и есть Альпийская долина.
Как предполагают, Альпы образовались в результате падения астероида. Самую высокую гору лунных Альп назвали Монблан, по аналогии с земными Альпами. На Луне высота горы Монблан более трёх километров. А вся горная сеть в длину занимает около 260 км со средней высотой гор 2,5 км. Но главной достопримечательностью Альп, конечно же, является Альпийская долина. Эта долина простирается на 160 км со средней шириной 10 км. Учёные объясняют образование долины как грабен, образовавшийся в результате оседания лунной коры вдоль разлома, который возник при формировании бассейна Моря Дождей, и впоследствии впадина была залита лавой. На дне долины имеется узкая борозда шириной не более 1 км (на фото зафиксировалась, только центральная часть этой борозды), она тянется почти на 140 км.
12) Северный полюс Луны
Северный полюс Луны полностью покрыт кратерами различного диаметра.
Но что интересного в северном полюсе? А то, что специалисты NASA обнаружили в 40 кратерах северного полюса Луны замёрзшую воду, то есть лёд. Образцов пока нет и доказательство существования льда основано на анализах орбитальной станции LRO и российского прибора LEND, а так же станций LCROSS и "Чандраян-1".
Узнаваемыми кратерами на северном полюсе являются Анаксагор и Гольдшмидт. Последний, это древний разрушенный кратер размером 115 км и глубиной 3,5 км. Анаксагор относительно молодой кратер, возрастом 1 миллиард лет, размером 50 км и глубиной в три километра. На фотографии они ниже и левее от центра, узнаваемы тем, что метеорит, образовавший Анаксагор, упал на западную стену Гольдшмидта.
13) Кратер Гершель Дж. и Гарпал
Два хорошо заметных кратера вблизи северного полюса. Находятся над заливом радуги.
Кратер Гершель Дж. (на фото в правой части) почти разрушился и исчез. Его стены уже не такие чёткие как у молодых кратеров. Сегодня глубина кратера составляет всего 900 метров, а диаметр 155 км.
Кратер Гарпал (на фото слева) - молодой ударный кратер. Диаметром 40 км, глубиной 3,5 км. и центральной горкой всего 350 метров.
14) Кратеры Архимед, Автолик и Аристилл
Три известных лунных кратера.
Самый нижний кратер на фотографии это Архимед. Возраст 3,5 миллиарда лет, диаметр 81 км и глубина 1,5 км. Находится в море Дождей. Как и у кратера Платон, его дно наполняет лава, и поэтому является довольно плоским с несколькими мелкими кратерами. Архимед имеет систему борозд, на фотографии видны, как еле заметные линии идущие на север более чем на 150 км.
Средний кратер - Автолик. 40 км в диаметре и 3,5 км в глубину. Возраст оценивается от 1 до 2 миллиардов лет
Верхний кратер - Аристилл. Примерно такого же возраста, как и Автолик, немного пошире, примерно 55 км в диаметре, а глубина чуть поменьше - 3,3 км.
Интересной деталью снимка является система борозд в нижней правой части. Это борозды Хедли, граничащие с горными массивами Апеннин. Борозда имеет длину 116 км и ширину около 1,2 км. с глубиной 300 метров. Предполагается, что борозда образовалась в результате подземных лавовых потоков с последующим обрушением потолка.
На этом всё. В завершении хочу показать, как эти объекты располагаются в полнолуние для большей узнаваемости:
по клику доступен размер побольше. Фотография полнолуния сделана ещё в 2011 году
Очень надеюсь, что теперь вам будет ещё интереснее смотреть на Луну, особенно тёплыми вечерами и ночами. И может быть вы поделитесь с кем-нибудь о том, что сегодня узнали:)
Немного о технической стороне съёмок. Все фотографии получены на зеркально линзовый объектив Celestron SCT 8" c апертурой 203 мм и светосилой F/10. Фокусной расстояние 5000 мм достигалось при помощи телекэтендера Televue Powermate 2,5x. Видеоролики записывались на чёрнобелую камеру VAC-136 в инфракрасном спектре с фильтром Astronomic IR-pass 742.
Обработка осуществлялась в программах:
1) стекинг кадров - AutoStakkert 2. Registax 6
2) доводка резкости (деконволюция и вейвлеты) - AstroImage 3 Pro
3) финальная цветокорреция гистограммы - Photoshop CS
П.С.: почему не одиночные кадры и не "зеркалка" можно почитать
Луна — единственный естественный спутник Земли. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планет Солнечной системы. Также является первым и единственным небесным телом, помимо Земли, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (0,00257 а.е).
Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе -12m,71. Освещённость, создаваемая полной Луной возле поверхности Земли при ясной погоде, составляет 0,25 — 1 лк.
Слово луна восходит к праслав. *luna < пра-и.е. *louksna? «светлая» (ж. р. прилагательного *louksnos), к этой же индоевропейской форме восходит и лат. luna «луна». Греки называли спутник Земли Селеной, древние египтяне — Ях (Иях).
С древних времён люди пытались описать и объяснить движение Луны, используя всё более точные теории.
Основой современных расчётов является теория Брауна. Созданная на рубеже XIX—XX веков, она объясняла движение Луны с точностью измерительных приборов того времени. При этом в расчёте использовалось более 1400 членов (коэффициентов и аргументов при тригонометрических функциях).
Современная наука может рассчитывать движение Луны и проверять расчёты на практике с ещё более высокой точностью. Так, для расчёта позиции Луны с точностью измерений лазерной локации применяются выражения с десятками тысяч членов и не существует предела количества членов в выражении, если потребуется ещё более высокая точность.
В первом приближении можно считать, что Луна двигается по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0549 и большой полуосью 384 399 км. Реальное движение Луны довольно сложно, при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких движений:
вращение вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,32166 суток, это так называемый сидерический месяц (то есть движение измерено относительно звёзд);
поворот плоскости лунной орбиты, её узлов (точек пересечения орбиты с эклиптикой) с периодом 18,6 лет. Движение прецессионное, то есть долготы узлов уменьшаются;
поворот большой оси лунной орбиты (линии апсид) с периодом 8,8 лет (происходит в противоположном направлении, чем указанное выше движение узлов, то есть долгота перигея увеличивается);
периодическое изменение наклона лунной орбиты по отношению к эклиптике от 4°59 до 5°19;
периодическое изменение размеров лунной орбиты: перигея от 356,41 Мм до 369,96 Мм, апогея от 404,18 Мм до 406,74 Мм;
постепенное удаление Луны от Земли вследствие приливного ускорения (примерно на 4 см в год), при этом непериодическая составляющая её орбиты представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.
Общее строение
Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. Атмосфера практически отсутствует. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеороидов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.
Толщина коры Луны меняется в широких пределах от 0 до 105 км.
Условия на поверхности Луны
Атмосфера Луны — крайне разрежена. Когда поверхность не освещена Солнцем, cодержание газов над ней не превышает 2,0·105 частиц/см? (для Земли этот показатель составляет 2,7·1019 частиц/см?), а после восхода Солнца увеличивается на два порядка за счёт дегазации грунта. Разреженность атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности планеты (от -160 °C до +120 °C)[источник не указан 59 дней], в зависимости от освещённости, хотя температура пород залегающая на глубине 1 м постоянная и равна?35 °C. Ввиду практического отсутствия атмосферы небо на Луне всегда чёрное со звёздами, даже когда Солнце над линией горизонта.
Земной диск висит в небе Луны почти неподвижно. Причины небольших ежемесячных колебаний Земли по высоте над лунным горизонтом и по азимуту (примерно по 7°) такие же, как у либраций. Угловой размер Земли в 3,7 раз больше, чем лунный при наблюдении с Земли, а закрываемая Землей площадь небесной сферы в 13,5 раз больше, чем закрываемая Луной. Степень освещённости Земли, видимая с Луны, обратно пропорциональна лунным фазам на Земле, в полнолуние c Луны видна неосвещённая часть Земли, и наоборот. Освещение отражённым светом Земли примерно в 50 раз сильнее, чем освещение лунным светом на Земле, максимальная видимая звёздная величина Земли на Луне составляет приблизительно?16m.
Приливы и отливы
Гравитационные силы между Землёй и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них — морские приливы и отливы. Если бы мы взглянули на Землю со стороны, мы увидели бы две выпуклости, находящиеся на противоположных сторонах планеты. Причём одна точка — со стороны, ближайшей к Луне, а другая — с противоположной стороны Земли, наиболее удалённой от Луны. В мировом океане этот эффект выражен намного сильнее, чем в твёрдой коре, поэтому выпуклость воды больше. Амплитуда приливов (разность уровней прилива и отлива) на открытых пространствах океана невелика и составляет 30—40 см. Однако вблизи берегов вследствие набега приливной волны на твёрдое дно, приливная волна увеличивает высоту точно так же, как обычные ветровые волны прибоя. Учитывая направление вращения Луны вокруг Земли, можно составить картину следования приливной волны по океану. Сильным приливам больше подвержены восточные побережья материков. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.
Хотя для земного шара сила тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем сила тяготения Луны, прили?вные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не от величины гравитационного поля, а от степени его неоднородности (градиента). При увеличении расстояния до источника поля градиент уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то и приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, слабее.
Магнитное поле
Считается, что источником магнитного поля планет является тектоническая активность. Например, у Земли поле создаётся движением расплавленного металла в ядре, у Марса — последствия прошлой активности.
«Луна-1» в 1959 году установила отсутствие однородного магнитного поля на Луне:24. Результаты исследований учёных Массачусетского технологического института подтверждают гипотезу, что у Луны было жидкое ядро. Это укладывается в рамки самой популярной гипотезы происхождения естественного спутника — столкновение примерно 4,5 миллиарда лет назад Земли с космическим телом размером с Марс, «выбило» из Земли огромный кусок расплавленной материи, который позже превратился в Луну. Экспериментально удалось доказать, что на раннем этапе существования у Луны было аналогичное земному магнитное поле.
Наблюдение Луны с Земли
Видимый диаметр Луны сравним с солнечным и составляет около половины градуса. Луна отражает только 7 % падающего на неё солнечного света. Так как Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет, с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности. (В фазах Луны, близких к новолунию, то есть в начале первой четверти и в конце последней четверти, при очень узком серпе можно наблюдать т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета). Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между Землёй, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз. Период времени между последовательными новолуниями составляет 29,5 дней (709 часов) и называется синодический месяц. То, что длительность синодического месяца больше, чем сидерического, объясняется движением Земли вокруг Солнца: когда Луна относительно звёзд совершает полный оборот вокруг Земли, Земля к этому времени проходит уже 1/13 часть своей орбиты, и чтобы Луна снова оказалась между Землёй и Солнцем, ей нужно дополнительно около двух суток.
Связь фаз Луны с её положением относительно Солнца и Земли. Зелёным цветом выделен угол, на который Луна повернётся с момента начала сидерического месяца до момента окончания синодического месяца.
Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Эта синхронизация вызвана трением приливов, которые производила Земля в оболочке Луны. Согласно законам механики, Луна ориентирована в поле тяготения Земли так, что на Землю направлена большая полуось лунного эллипсоида.
Лунные либрации
Явление либрации, открытое Галилео Галилеем в 1635 году, позволяет наблюдать около 52 % лунной поверхности. Дело в том, что вокруг Земли Луна обращается с переменной угловой скоростью вследствие эксцентриситета лунной орбиты (вблизи перигея движется быстрее, вблизи апогея медленнее), в то время как вращение спутника вокруг собственной оси равномерно. Это позволяет увидеть с Земли западный и восточный края обратной стороны Луны (оптическая либрация по долготе). Кроме того, в связи с наклоном оси вращения Луны к плоскости земной орбиты с Земли можно увидеть северный и южный края обратной стороны Луны (оптическая либрация по широте). Существует ещё физическая либрация, обусловленная колебанием спутника вокруг положения равновесия в связи со смещённым центром тяжести, а также в связи с действием приливных сил со стороны Земли. Эта физическая либрация имеет величину 0,02° по долготе с периодом 1 год и 0,04° по широте с периодом 6 лет.
Из-за неровностей рельефа на поверхности Луны во время полного солнечного затмения можно наблюдать чётки Бейли. Когда же, наоборот, Луна попадает в тень Земли можно наблюдать другой оптический эффект, она краснеет будучи подсвеченной рассеянным в атмосфере Земли светом.
Cеленология
Благодаря её размеру и составу Луну иногда относят к планетам земной группы наряду с Меркурием, Венерой, Землёй и Марсом. Поэтому, изучая геологическое строение Луны, можно многое узнать о строении и развитии Земли.
Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Под корой находится мантия и, возможно, малое ядро из сернистого железа (радиусом приблизительно 340 км и массой, составляющей 2 % массы Луны). Любопытно, что центр масс Луны располагается примерно в 2 км от геометрического центра по направлению к Земле. На той стороне, которая повёрнута к Земле, кора более тонкая.
Измерения скорости спутников «Лунар Орбитер» позволили создать гравитационную карту Луны. С её помощью были обнаружены уникальные лунные объекты, названные масконами (от англ. mass concentration) — это массы вещества повышенной плотности.
Луна не имеет магнитного поля, хотя некоторые из горных пород на её поверхности проявляют остаточный магнетизм, что указывает на возможность существования магнитного поля Луны на ранних стадиях развития.
Не имеющая ни атмосферы, ни магнитного поля, поверхность Луны подвержена непосредственному воздействию солнечного ветра. В течение 4 млрд лет водородные ионы из солнечного ветра внедрялись в реголит Луны. Таким образом, образцы реголита, доставленные миссиями «Аполлон», оказались очень ценными для исследования солнечного ветра. Этот лунный водород также может быть когда-нибудь использован как ракетное топливо.
В феврале 2012 года американские астрономы обнаружили на темной стороне Луны несколько геологических новообразований. Это свидетельствует о том, что лунные тектонические процессы продолжались ещё как минимум 950 миллионов лет после предполагаемой даты геологической «смерти» Луны.
Пещеры
Японским зондом Кагуя обнаружено отверстие в поверхности Луны, расположенное недалеко от вулканического плато Холмы Мариуса, предположительно ведущее в тоннель под поверхностью. Диаметр отверстия составляет около 65 метров, а глубина, предположительно, 80 метров.
Учёные считают, что подобные тоннели сформированы путём затвердевания потоков расплавленной породы, где в центре застыла лава. Данные процессы происходили в период вулканической активности на Луне. Подтверждением данной теории является наличие извилистых борозд на поверхности спутника.
Подобные тоннели могут послужить для колонизации, благодаря защите от солнечной радиации и замкнутости пространства, в котором проще поддерживать условия жизнеобеспечения.
Похожие отверстия имеются и на Марсе.
Сейсмология
Оставленные на Луне экспедициями «Аполлон-12», «Аполлон-14», «Аполлон-15» и «Аполлон-16» четыре сейсмографа показали наличие сейсмической активности. Исходя из последних расчетов учёных, лунное ядро состоит главным образом из раскалённого железа. Из-за отсутствия воды колебания лунной поверхности продолжительны по времени, могут длиться более часа.
Лунотрясения можно разделить на четыре группы:
- приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли.
- тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны,
- метеоритные — из-за падения метеоритов,
- термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.
Вода на Луне
В июле 2008 года группа американских геологов из Института Карнеги и Университета Брауна обнаружила в образцах грунта Луны следы воды, в большом количестве выделявшейся из недр спутника на ранних этапах его существования. Позднее большая часть этой воды испарилась в космос.
Российские учёные, с помощью созданного ими прибора LEND, установленного на зонде LRO, выявили участки Луны, наиболее богатые водородом. На основании этих данных НАСА выбрало место для проведения бомбардировки Луны зондом LCROSS. После проведения эксперимента, 13 ноября 2009 года НАСА сообщило об обнаружении в кратере Кабеус в районе южного полюса воды в виде льда.
Согласно данным, переданным радаром Mini-SAR, установленном на индийском лунном аппарате Чандраян-1, всего в регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьируется от 2 до 15 км. Сейчас у учёных уже нет никаких сомнений в том, что найденный лёд — это именно водный лёд.
Химия лунных пород
Состав лунного грунта существенно отличается в морских и материковых районах Луны. Лунные породы обеднены железом, водой и летучими компонентами.
Химический состав лунного реголита в процентах
| Элементы | Доставлен «Луной-20» | Доставлен «Луной-16» |
|---|---|---|
| Кремний | 20,0 | 20,0 |
| Титан | 0,28 | 1,9 |
| Алюминий | 12,5 | 8,7 |
| Хром | 0,11 | 0,20 |
| Фтор | 5,1 | 13,7 |
| Магний | 5,7 | 5,3 |
| Кальций | 10,3 | 9,2 |
| Натрий | 0,26 | 0,32 |
| Калий | 0,05 | 0,12 |
Селенография
Основные детали на лунном диске, видимые невооружённым глазом.
Z — «лунный заяц», A — кратер Тихо, B — кратер Коперник, C — Кратер Кеплер, 1 — Океан Бурь, 2 — Море Дождей, 3 — Море Спокойствия, 4 — Море Ясности, 5 — Море Облаков, 6 — Море Изобилия, 7 — Море Кризисов, 8 — Море Влажности
Поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные моря, которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Большая часть поверхности покрыта реголитом. Лунные моря, под которыми лунными спутниками обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны.
Большинство кратеров на обращённой к нам стороне названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв. На обратной стороне Луны расположена огромная впадина (бассейн) диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.
Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, рилли (от нем. Rille — борозда, жёлоб) — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.
Происхождение кратеров
Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 80-х годов XVIII века. Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная.
Следуя постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.
До 20-х годов XX века против метеоритной гипотезы выдвигали тот факт, что кратеры имеют круглую форму, хотя косых ударов по поверхности должно быть больше чем прямых, а значит при метеоритном происхождении кратеры должны иметь форму эллипса. Однако в 1924 году новозеландский учёный Джиффорд впервые дал качественное описание удара о поверхность планеты метеорита, двигающегося с космической скоростью. Получалось, что при таком ударе большая часть метеорита испаряется вместе с породой на месте удара, и форма кратера не зависит от угла падения. Также в пользу метеоритной гипотезы говорит то, что совпадает зависимость количества лунных кратеров от их диаметра и зависимость количества метеорных тел от их размера. Чуть позже, в 1937 году, данную теорию привёл к обобщённому научному виду советский студент Кирилл Петрович Станюкович, впоследствии ставший доктором наук и профессором. Данная «взрывная теория» разрабатывалась им самим и группой учёных с 1947 по 1960 года, а дорабатывалась в дальнейшем и другими исследователями.
Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь, были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.
Благодаря столкновению Луны с астероидом мы можем наблюдать с Земли метеоритные кратеры на Луне. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.
Внутренняя структура
Луна — дифференцированное тело, она имеет геохимически различную кору, мантию и ядро. Оболочка внутреннего ядра богата железом, она имеет радиус 240 км, жидкое внешнее ядро состоит в основном из жидкого железа с радиусом примерно 300—330 километров. Вокруг ядра находится частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 480—500 километров. Эта структура, как полагают, появилось в результате фракционной кристаллизации из глобального океана магмы вскоре после образования Луны 4,5 миллиарда лет назад. Лунная кора имеет в среднем толщину ~ 50 км.
Луна второй спутник по плотности в Солнечной системе после Ио. Однако, внутреннее ядро Луны мало, его радиус около 350 км; это только ~ 20 % от размера Луны, в отличие от ~ 50 % у большинства других землеподобных тел. Состоит лунное ядро из железа, легированного небольшим количеством серы и никеля].
Карта Луны
Карта Луны обоих полушарий
Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерами разного размера — от сотен километров до пары миллиметров. Долгое время учёные не могли заглянуть на обратную сторону Луны, это стало возможно с развитием технологий. Сейчас учёные уже создали очень подробные карты обеих поверхностей Луны. Подробные лунные карты составляют для того, чтобы в ближайшем будущем подготовиться для высадки человека на Луну, удачного расположения лунных баз, телескопов, транспорта, поиска полезных ископаемых и т. п.
Происхождение Луны
Орбита луны за последние 4,36 миллиарда лет
До того, как учёные получили образцы лунного грунта, они ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна. Существовало три принципиально разных теории:
- Луна и Земля сформировались в одно и то же время из газо-пылевого облака;
- Луна образовалась в результате столкновения Земли с другим объектом;
- Луна сформировалась в другом месте и впоследствии была захвачена Землёй.
Однако новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, привела к созданию теории Гигантского столкновения: 4,36 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Хотя у этой теории тоже есть недостатки, в настоящее время она считается основной[неавторитетный источник?].
По оценкам, основанным на содержании стабильного радиогенного изотопа вольфрама-182 (возникающего при распаде относительно короткоживущего гафния-182) в образцах лунного грунта, в 2005 году учёные-минералоги из Германии и Великобритании определили возраст лунных пород в 4 млрд 527 млн лет (±10 млн лет), а в 2011 году её возраст был определён в 4,36 млрд лет (±3 млн лет). Это самое точное на сегодняшний день значение.
Исследования Луны
Дедал (кратер). Диаметр: 93 км Глубина: 3 км (фото НАСА)
Луна привлекала внимание людей с древних времён. Во II в. до н. э. Гиппарх исследовал поведение Луны в звёздном небе, определив наклон лунной орбиты относительно земной эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли, а также выявил ряд особенностей движения.
Выведенную Гиппархом теорию развил впоследствии астроном из Александрии Клавдий Птолемей во II в. н. э., написав об этом книгу «Альмагест». Данная теория множество раз уточнялась, и в 1687 году, после открытия Ньютоном закона всемирного тяготения, из чисто кинематической, описывающей геометрические свойства движения, теория стала динамической, учитывающей движение тел под действием приложенных к ним сил.
Изобретение телескопов позволило различать более мелкие детали рельефа Луны. Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным тёмным областям, именовав их «морями», чем мы и пользуемся до сих пор. Данные топонимы отражали давнее представление, будто погода на Луне схожа с Земной, и тёмные участки якобы были заполнены лунной водой, а светлые участки считались сушей. Однако в 1753 году хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы. Дело в том, что при покрытии звёзд Луной, те исчезают мгновенно. Но если бы у Луны была атмосфера, то звезды бы погасали постепенно. Это свидетельствовало о том, что у спутника нет атмосферы. А в таком случае жидкой воды на поверхности Луны быть не может, так как она мгновенно бы испарилась.
С лёгкой руки того же Джованни Риччиоли кратерам стали давать имена известных учёных: от Платона, Аристотеля и Архимеда до Вернадского, Циолковского и Павлова.
XIX век
Фотография Луны, сделанная Льюисом Резерфордом в 1865 году
Новым этапом исследования Луны стало применение фотографии в астрономических наблюдениях, начиная с середины XIX века. Это позволило более детально анализировать поверхность Луны по подробным фотографиям. Такие фотографии были сделаны, в частности, Уорреном де ла Рю (1852) и Льюисом Резерфордом (1865). В 1881 Пьер Жансен составил детальный «Фотографический атлас Луны».
В 1811 году французский астроном Франсуа Араго открыл явление поляризации света, отражённого поверхностью Луны. Причина данного явления заключается в наличии на поверхности раздробленного грунта, который отражает свет в целом лучше, чем окружающая его территория. Этим и объясняются светлые лучи вокруг тёмных лунных кратеров, оставленные выбросом грунта при ударе.
В 1822 году немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен обнаружил, а затем и сообщил об открытии лунного города, расположенного к северу от кратера Шрётер (англ.)русск., названного им Валлверк (сейчас это образование известно под названием Город Груйтуйзена). Это открытие вызвало большую сенсацию, и множество споров; после наблюдений более мощными телескопами, искусственная природа этого образования была опровергнута.
XX век
Первая фотография, сделанная Нилом Армстронгом на Луне.
С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.
Впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959 году, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности. Обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Размещённым здесь оптическим телескопам не пришлось бы пробиваться сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужила бы естественным щитом из твёрдых горных пород толщиной 3500 км, который надёжно прикрыл бы их от любых радиопомех с Земли.
В начале 1960-х годов было очевидно, что в освоении космоса США отстают от СССР. Дж. Кеннеди заявил — высадка человека на Луну состоится до 1970 года. Для подготовки к пилотируемому полёту НАСА выполнило несколько космических программ: «Рейнджер» — фотографирование поверхности, «Сервейер» (1966—1968) — мягкая посадка и съёмки местности и «Лунар орбитер» (1966—1967) — детальное изображение поверхности Луны.
Американская программа пилотируемого полёта на Луну называлась «Аполлон». Первая посадка произошла 20 июля 1969 года; последняя — в декабре 1972 года, первым человеком, ступившим на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг (21 июля 1969 года), вторым — Эдвин Олдрин. Третий член экипажа Майкл Коллинз оставался в орбитальном модуле. Таким образом, Луна — единственное небесное тело, на котором побывал человек, и первое небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю (США доставили 380 килограммов, СССР — 324 грамма лунного грунта).
«Восход Земли», впервые сфотографированный с лунной орбиты Аполлоном-8
Луноход-1 — первый автоматический планетоход на Луне
Астронавт Юджин Сернан, командир экипажа Аполлона-17 на лунном автомобиле «Лунар Ровер»
СССР проводил исследования на поверхности Луны с помощью двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, «Луноход-1», запущенный к Луне в ноябре 1970 года и «Луноход-2» — в январе 1973. «Луноход-1» работал 10,5 земных месяцев, «Луноход-2» — 4,5 земных месяцев (то есть 5 лунных дней и 4 лунные ночи). Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.
После того как в августе 1976 года советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, следующий аппарат — японский спутник «Hiten» — полетел к Луне лишь в 1990 году. А два американских космических аппарата — Clementine в 1994 году и Lunar Prospector в 1998 году.
XXI век
После окончания советской космической программы «Луна» и американской «Аполлон» исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены. Но в начале XXI века Китай опубликовал свою программу освоения Луны, включающую кроме доставки лунохода (в 2011 году) и отправки грунта на Землю (в 2012), в том числе и постройку обитаемых лунных баз (2030). Считается, что это заставило остальные космические державы снова развернуть лунные программы. Так, например, Европейское космическое агентство 28 сентября 2003 года запустило первый лунный зонд «Смарт-1», а Дж. Буш 14 января 2004 года объявил, что в планы США входит создание новых пилотируемых космических кораблей, способных доставить на Луну людей и луноход, с целью заложить к 2020 году первые лунные базы.
14 сентября 2007 года Япония запустила автоматический космический аппарат (КА) для исследования Луны «Кагуя», а 24 октября 2007 года в лунную гонку официально вступила и КНР. С космодрома Сичан был запущен первый китайский спутник Луны «Чанъэ-1». С помощью станции учёные планируют сделать объёмную карту лунной поверхности, что в будущем может поспособствовать амбициозному проекту колонизации Луны.
18 июня 2009 года, НАСА были запущены лунные орбитальные зонды — Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Запуск был произведён с помощью ракеты-носителя Атлас 5 со Станции Военно-Воздушных сил Мыса Канаверал во Флориде. Спутник предназначен для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и подходящих мест для будущих лунных экспедиций.
К сорокалетию полёта Аполлона-11 автоматическая межпланетная станция LRO выполнила специальное задание — провела съёмку районов посадок лунных модулей земных экспедиций. В период с 11 по 15 июля LRO произвела съёмку и передала на Землю первые в истории детальные снимки самих лунных модулей, посадочных площадок, элементов оборудования, оставленных экспедициями на поверхности и, даже, следов самих землян от тележки и ровера. За это время были отсняты 5 из 6 мест посадок: экспедиции Аполлон-11, 14, 15, 16, 17.
Позднее КА LRO выполнил ещё более подробные снимки поверхности, где можно чётко дешифрировать не только посадочные модули и аппаратуру со следами лунного автомобиля, но и пешие следы самих космонавтов.
9 октября 2009 космический аппарат LCROSS и разгонный блок «Центавр» совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус, расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября НАСА сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода.
Не исключено, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и прочие химические элементы и соединения. Водяной лёд, молекулярный водород, найденные благодаря миссии LCROSS и LRO в лунном кратере Кабеус указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях.
Анализ топографических данных, присланных аппаратом LRO, и гравитационные измерения «Кагуя» показали, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянна и меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, что характерно и для планеты Земля, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах.
