Средних солнечных суток - продолжительность синодического месяца

Рис. 5. Синодический и сидерический месяцы

ся покачиванию Луны вверх-вниз (из-за не­совпадения плоскостей лунной и земной ор­бит и наклона оси вращения Луны к орбите) и влево-вправо (ввиду того что Земля нахо­дится в одном из фокусов лунной орбиты, а видимое полушарие Луны смотрит в центр эл­липса).

При движении вокруг Земли Луна занима­ет различные положения относительно Солн­ца. С этим связаны различные фазы Луны, т. е. разные формы ее видимой части. Основ­ные четыре фазы: новолуние, первая чет­верть, полнолуние, последняя четверть. Линию на поверхности Луны, отделяющую ос­вещенную часть Луны от неосвещенной, на­зывают терминатором (рис. 4).

В новолуние Луна находится между Солн­цем и Землей и обращена к Земле неосве­щенной стороной, поэтому невидна. В первую четверть Луна видна с Земли на угловом рас­стоянии 90° от Солнца, а солнечные лучи ос­вещают лишь правую половину обращенной к Земле стороны Луны. В полнолуние Земля на­ходится между Солнцем и Луной, обращен­ное к Земле полушарие Луны ярко освещено Солнцем, и Луна видна как полный диск. В последнюю четверть Луна вновь видна с Зем­ли на угловом расстоянии 90° от Солнца, а солнечные лучи освещают левую половину ви­димой стороны Луны. В промежутках между этими основными фазами Луна видна то в ви­де серпа, то как неполный диск.

Период полной смены лунных фаз, т. е. пе­риод возвращения Луны в первоначальное по­ложение относительно Солнца и Земли, на­зывают синодическим месяцем. Он составля­ет в среднем 29,5 средних солнечных суток. В течение синодического месяца на Луне один раз происходит смена дня и ночи, продолжи­тельность которых =14,7 суток. Синодический месяц более чем на двое суток больше сиде­рического. Это результат того, что направле­ние осевого вращения Земли и Луны совпа­дает с направлением орбитального движения Луны. Когда Луна за 27,3 суток совершит пол­ный оборот вокруг Земли, Земля по своей ор­бите вокруг Солнца продвинется примерно на 27°, так как ее угловая орбитальная скорость около 1° в сутки. При этом Луна займет то же положение среди звезд, но не будет в фа­зе полнолуния, так как для этого ей надо про­двинуться по своей орбите еще на 27° за «убе­жавшей» Землей. Поскольку угловая скорость движения Луны равна примерно 13,2° в сут­ки, она преодолевает это расстояние пример­но за двое суток и дополнительно продвига­ется еще на 2° за движущейся Землей. В ре­зультате синодический месяц оказывается на двое с лишним суток больше сидерического (рис. 5). Хотя Луна движется вокруг Земли с

запада на восток, видимое перемещение ее на небосводе происходит с востока на запад бла­годаря большой скорости вращения Земли по сравнению с орбитальным движением Луны. При этом во время верхней кульминации (выс­шей точки своего пути на небосводе) Луна по­казывает направление меридиана (север — юг), чем можно пользоваться для приблизительной ориентировки на местности. А так как верх­няя кульминация Луны при разных фазах про­исходит в разные часы суток: при первой четверти — около 18 ч, во время полнолу­ния — в полночь, при последней четверти — около 6 ч утра (по местному времени), то этим можно пользоваться и для приблизительной оценки времени ночью.

Физическая природа Луны. Интенсив­ное изучение физической природы Луны на­чалось с 1959 г., когда советский космический аппарат «Луна-2» впервые достиг поверхнос­ти Луны, а «Луна-3» сфотографировал из ко­смоса обратную сторону Луны. В 1966 г. «Лу-на-9» совершила мягкую посадку на Луну, ус­тановив, что грунт планеты имеет прочную структуру, а не пылеобразную, как считали не­которые ученые. 21 июля 1969 г. на Луне впервые побывали земляне — американцы Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин. В 1970 и 1973 гг. на Луне в течение нескольких меся­цев работали советские автоматические пере­движные устройства — луноходы. Они пере­дали на Землю более 20 000 изображений, исследовали химический состав и физико-ме­ханические свойства лунного грунта.

В настоящее время рельеф Луны достаточ­но хорошо изучен. Видимые невооруженным глазом темные участки, названные некогда «морями», оказались обширными безводными низменными равнинами (самая большая — «Океан Бурь»), а светлые участки — «мате­рики» представлены возвышенными и горис­тыми пространствами. Максимальная ампли­туда высот более 10 км. Основные планетарные структуры лунной поверхности — кольцевые кратеры диаметром до 20—30 км и много­кольцевые цирки диаметром от 200 до 1000 км, окаймленные гористыми местностя­ми. Предполагают, что кольцевые структуры имеют различное происхождение — метеорит­ное, вулканическое или комбинированное удар­но-взрывное. Специалист по рельефу планет­ных тел А. А. Лукашов считает, что устрой­ство поверхности Луны «демонстрирует подчиненную роль эндогенных факторов по сравнению с факторами космогенными...». Ме­теоритная теория в настоящее время наибо­лее признанная. Нередки на Луне и линейные образования: тектонические разломы, вытяну­тые горные гряды и хребты (Кавказ, Альпы, Апеннины, Карпаты и др.).

Исследования образцов лунных грунтов, до­ставленных на Землю в 1970—1973 гг. аме­риканскими астронавтами на космических ко­раблях «Аполлон» и советскими космически­ми аппаратами «Луна», показали, что по минералого-петрографическому составу по­верхностные обломочные породы Луны (так называемый реголит) схожи с земными маг­матическими породами — базальтами и др. Мощность лунной коры около 65 км. В коре «морей» отмечается повышенное содержание тяжелых элементов (железа, титана, хрома, циркония, тория и др.), в коре «материков» — окиси кремния, алюминия, натрия, калия. Аль­бедо поверхности Луны составляет в среднем около 7 %. У лунного грунта, насыщенного инертными газами, чрезвычайно низкая теп­лопроводность, из-за чего на глубине 0,5 м постоянная температура — около –50 °С. Магнитное поле Луны очень слабое.

На Луне нет ни атмосферы, ни гидросфе­ры. Температура на поверхности Луны изме­няется от +130°С на освещенной стороне до –170 °С на теневой. Причина температур­ных контрастов заключается в отсутствии воз­духа. А поскольку нет воздуха, то нет ни ветра, ни звуков, ни облаков, ни дождей, не бывает ни зари, ни сумерек, ни радуги. Небо там всегда совершенно черное, на нем одно­временно можно видеть звезды, Солнце и Зем­лю, которая висит на небосводе в одном и том же месте.

Главными факторами разрушения горных пород на поверхности Луны и изменения ее лика являются: 1) суточные колебания темпе­ратуры; 2) бомбардировка метеоритами, приводящая к расплавлению и спеканию по­верхностных пород и уменьшающая гравита­ционное смещение материала; 3) облучение поверхностных пород солнечным ветром; 4) космический вакуум, который необходимо учитывать при излиянии магмы на поверхность и интенсивном ее разбрызгивании в ранние геологические эпохи (около 2 млрд. лет назад). Сейчас же глубинная активность Луны ослаб­лена, и она представляет собой тектонически безжизненное тело, лунотрясения редки. Лун­ный ландшафт — каменистая пустыня. При таких природных условиях органическая жизнь на Луне невозможна. Общепринятой точки зре­ния на образование Луны («дочь» она или «сестра» Земли?) нет.

Приливы и отливы на Земле. Луна, яв­ляясь ближайшим к Земле и большим по мас­се космическим телом, оказывает на нее наи­большее гравитационное воздействие, вызы­вая приливы и отливы во всех оболочках Земли: литосфере, атмосфере, гидросфере и биосфере. Приливообразующая сила — рав­нодействующая силы притяжения Луны и цен-

*------ - сила тяготения

---------- центробежная сила

••------ - равнодействующая сила

Рис. 6. Приливообразующие силы Луны (по Л. К. Давы­дову и др.)

тробежной силы, возникающей при вращении системы Земля—Луна вокруг барицентра. На Земле одновременно существуют два прилива в ближайшей точке к Луне и наиболее уда­ленной и два отлива в точках, расположенных на угловом расстоянии 90° от линии Луна— Земля (рис. 6). Поскольку Луна обращается вокруг Земли с запада на восток и за солнеч­ные сутки (24 ч) проходит по своей орбите

Рис. 7. Солнечное (а — полное, в — частное) и лунное полное) затмения