Реферат на тему: Луна

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Луна, единственный естественный спутник на Земле и самое близкое к нам небесное тело; среднее расстояние до Луны — 384000 километров, астрономический знак (.

Движение Луны

Луна движется по орбите Земли со средней скоростью 1,02 км/с примерно в том же направлении, что и подавляющее большинство других тел Солнечной системы, т.е. против часовой стрелки, которые сидят, чтобы смотреть на орбиту Луны с северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, которая соответствует среднему расстоянию между центрами Земли и Луной, составляет 384 400 км (около 60 радиусов Земли). Из-за эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны колеблется в пределах 356 400 — 406 800 км. Орбитальный период Луны вокруг Земли, известный как звездный месяц, составляет 27.32166 дней, но на протяжении веков он подвержен небольшим колебаниям и очень небольшому уменьшению. Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и ее изучение является одной из самых сложных задач в небесной механике. Эллиптическое движение является лишь приблизительным, оно подвержено многим возмущениям из-за гравитационного притяжения Солнца, планет и сплющивания Земли. Наиболее важные из этих возмущений или неравенств были обнаружены в результате наблюдений задолго до того, как был сделан теоретический вывод из закона гравитации. Гравитация Луны в 2,2 раза превышает гравитацию Земли, поэтому, строго говоря, следует учитывать движение Луны вокруг Солнца и возмущения Земли этим движением. Однако, поскольку исследователя интересует движение Луны, как его видно с Земли, теория гравитации, разработанная многими видными учеными, начиная с И. Ньютона, изучает движение Луны вокруг Земли. Использовать в 20 веке теорию американского математика Дж. Хилла, на основе которой американский астроном Э. Браун (1919) рассчитал математические ряды и создал таблицы с широтой и долготой и параллакса Луны. Аргумент — время.

Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5о8″43″ и подвержена небольшим колебаниям. Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называемые восходящими и нисходящими узлами, имеют нерегулярное обратное движение и совершают один полный оборот вдоль эклиптики за 6794 дня (около 18 лет), в результате чего Луна возвращается в один и тот же узел за временной промежуток — так называемый драконовский месяц, который короче звездного и составляет в среднем 27.21222 дня, причем этот месяц связан с частотой солнечных и лунных затмений. Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики на 88°28′, с периодом, точно соответствующим звездному месяцу, так что она всегда обращена к Земле на одной стороне. Такое совпадение периодов осевого вращения и орбитальной циркуляции не случайно, а вызвано трением приливов, которые Земля создала в твердой или некогда жидкой оболочке Луны. Однако сочетание равномерного вращения с неравномерным орбитальным движением вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, до 7° 54′ по долготе, а наклонение оси вращения Луны к плоскости ее орбиты вызывает отклонения до 6° 50′ по широте, так что в разное время с Земли можно увидеть до 59% всей поверхности Луны (хотя области вблизи краев диска Луны видны только в сильной перспективе); такие отклонения называются Освобождением Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и орбиты всегда пересекаются по прямой (закон Кассини).

Форма Луны

Форма Луны очень близка к сфере с радиусом 1737 км, что соответствует экваториальному радиусу Земли 0.2724. Площадь Луны составляет 3,8 * 107 км2, а ее объем — 2,2 * 1025 см3. Более точное определение формы Луны затруднено тем, что из-за отсутствия океанов Луна не имеет отчетливой плоской поверхности, с которой можно было бы определить высоту и глубину; кроме того, поскольку Луна обращена к Земле в одном направлении, измерить с Земли радиусы точек на поверхности видимой половины Луны (за исключением точек на крайнем краю диска Луны) можно только за счет слабого стереоскопического эффекта, вызванного либрацией. Исследование либрации позволило оценить разницу между осями главного ореола лунного эллипсоида. Полярная ось примерно на 700 м меньше экваториальной оси, перпендикулярной Земле, и примерно на 400 м меньше экваториальной оси, перпендикулярной Земле. Таким образом, под действием приливных сил Луна слегка вытягивается к Земле. Масса Луны наиболее точно определяется по наблюдениям с ее искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы Земли, которая составляет 7,35 * 1025. Средняя плотность Луны составляет 3,34 г/см3 (0,61 от средней плотности Земли). Гравитационное ускорение на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162,3 см2 и уменьшается на 0,187 см2 с увеличением на 1 км. Первая космическая скорость — 1680 м/сек, вторая — 2375 м/сек. Из-за низкой гравитации Луна не могла держать газовую оболочку и воду вокруг нее свободной.

Фазы Луны

Поскольку она не является самосветящейся, луна видна только в той части, где падают лучи солнца или лучи, отраженные от земли. Это объясняет фазы луны. Каждый месяц Луна движется по своей орбите между Землей и Солнцем и поворачивается к нам с темной стороны, во время которой появляется новая Луна. Через 1-2 дня на западной части неба появляется узкий яркий полумесяц молодой луны. В это время остальная часть лунного диска плохо освещена землей, которая смотрит на Луну из своего ежедневного полушария. Через 7 дней Луна отходит от Солнца на 900, первая четверть наступает тогда, когда ровно половина лунного диска подсвечивается и терминатор, т.е. разделительная линия светлой и темной сторон, становится прямым — диаметр лунного диска.

В последующие дни терминатор становится выпуклым, вид на Луну приближается к кругу света, а через 14 — 15 дней наступает полнолуние. На 22-й день наблюдается последняя четверть. Угловое расстояние луны от солнца уменьшается, она снова становится серпом и после 29,5 дней снова новая луна. Интервал между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем, средняя продолжительность которого составляет 29,5 дней. Синодический месяц больше чем звездный месяц потому что земля проходит через около 113 из своей орбиты и луна должна пройти через еще 113 часть своей орбиты для того чтобы пройти между землей и солнцем снова, которое принимает немного больше чем 2 дня. Когда вблизи одного из узлов орбиты Луны появляется новая луна, происходит солнечное затмение, а вблизи узла — полнолуние, которое сопровождается лунным затмением. Легко наблюдаемая система лунных фаз послужила основой для ряда календарных систем.

Поверхность Луны

Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо — 0,073, т.е. она отражает в среднем только 7,3% световых лучей Солнца. Звездное значение полной Луны на среднем расстоянии составляет 12,7; она посылает на Землю в 465 000 раз меньше света, чем Солнце. В зависимости от фаз это количество света уменьшается намного быстрее, чем площадь освещенной части Луны, поэтому, когда Луна находится в четверти и мы видим половину ее дискового света, она посылает нам не 50%, а только 8% света полной Луны.

Цвет луны + 1,2, что означает, что она заметно краснее солнца. Луна вращается относительно Солнца с периодом, соответствующим синодическому месяцу, так что день на Луне длится почти 1,5 дня, а ночь так же длинна. Поскольку поверхность Луны не защищена атмосферой, днем она нагревается до +110°С, а ночью охлаждается до -120°С. Однако, как показали радионаблюдения, эти огромные температурные флуктуации проникают лишь на несколько дециметров глубиной из-за чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев. По этой же причине и во время полного лунного затмения нагретая поверхность быстро охлаждается, хотя в некоторых местах, вероятно, из-за высокой теплоемкости (так называемые «горячие точки») тепло накапливается дольше.

Даже невооруженным глазом на Луне можно увидеть ложные темные, длинные пятна, которые считались океанами; название сохранилось, хотя было обнаружено, что эти образования не имеют ничего общего с земными океанами. Телескопические наблюдения, начавшиеся в 1610 году.

Галилей, позволил открыть горную структуру лунной поверхности. Было установлено, что моря — это равнины с более темным оттенком, чем другие районы, иногда называемые континентальными (или континентальными) районами, и имеют обильные горы, в основном круглой формы (кратеры). Подробные карты Луны были составлены по многолетним наблюдениям. Первые такие карты были опубликованы в 1647 году Дж. Гевелий в Ланцете (Гданьск). Сохраняя термин «моря», он также назвал наиболее важные участки Луны — в честь подобных земных образований: Апеннины, Кавказ и Альпы. В 1651 году Дж. Риччоли дал фантастические имена обширным темным низинам: Океанские штормы, кризисное море, море спокойствия, дождевое море и так далее, менее темные области, граничащие с морями, он называл заливами, например, Радужный залив, и небольшими неправильными местами — болотами, например, Гнилое болото. Некоторые горы, в основном кольцеобразные, он называл именами выдающихся ученых: Коперника, Кеплера, Тихо Браге и других. Эти имена сохранились на лунных картах до сегодняшнего дня, к ним добавилось много новых имен выдающихся людей, ученых более поздних времен. Имена К. Е. Циолковского, С. П. Королева, Ю. А. Кузнецова, С. П. Королева, Ю. А. Кузнецова, К. Е. Циолковского. А. Гагарин и др. появились на картах обратной стороны Луны по наблюдениям космических зондов и искусственных лунных спутников. Подробные и точные карты Луны были изданы в 19 веке немецкими астрономами I. Медлер, Дж. Шмидт и другие, использующие телескопические наблюдения. Карты были составлены в ортографической проекции на среднюю фазу высвобождения, т.е. примерно так, как Луна видна с Земли. Фотографические наблюдения Луны начались в конце 19 века.

В 1896-1910 гг. на основе фотографий Парижской обсерватории французскими астрономами М. Леви и П. Пузе был издан большой атлас Луны, позднее фотоальбом Луны был издан Лицейской обсерваторией в США, а в середине XX в. Ж. Купер (США) составил несколько подробных атласов лунных фотографий, сделанных с помощью больших телескопов различных астрономических обсерваторий. С помощью современных телескопов на Луне можно обнаружить кратеры размером около 0,7 км и трещины шириной в первых ста метрах, но не исследовать их.

Рельеф поверхности Луны

Топография лунной поверхности определялась в основном многолетними телескопическими наблюдениями. Лунные моря», занимающие около 40% видимой поверхности Луны, — это мелководные низменности, перемежающиеся трещинами и низкими извилистыми валами; крупные кратеры на морях относительно невелики. Многие океаны окружены концентрическими хребтами. Остальная часть более легкой поверхности покрыта многочисленными кратерами, кольцевыми гребнями, бороздами и так далее.

Кратеры менее 15-20 км имеют простую форму раковины; более крупные кратеры (до 200 км) состоят из округлой бермы с крутыми внутренними склонами, имеют относительно плоское дно, глубже, чем окружающая территория, часто с центральным желобом. Высота гор над окружающей местностью определяется длиной теней на лунной поверхности или фотометрическими методами. Таким образом, гиперсометрические карты масштаба 1:1 000000 были нарисованы на большей части видимой стороны. Однако абсолютные высоты, расстояния точек на лунной поверхности от центра фигуры или масса Луны очень неопределенны, а штукатурные карты, составленные на их основе, дают лишь общее представление о рельефе Луны.

Рельефы лунной конечности, ограничивающие лунный диск в зависимости от фазы либрации, изучены гораздо более тщательно и точно. Для этой зоны немецкий ученый Ф. Хайн, советский ученый А. А. Нефедев, американский ученый Ч. Ватс составили гипсовые карты, по которым в наблюдениях для определения координат Луны учитываются неровности конечности Луны (такие наблюдения делаются по меридианным окружностям и фотографиям Луны на фоне окружающих ее звезд, а также наблюдения за оккультивированием звезд). Что касается экватора Луны и медианного меридиана Луны, то микрометрические измерения определяют селенографические координаты нескольких основных опорных точек, которые используются для привязки многих других точек на поверхности Луны. Главным ориентиром является кратер Мёстинг, который имеет небольшую форму и хорошо виден вблизи центра лунного диска. Структура лунной поверхности изучалась в основном с помощью фотометрических и поляриметрических наблюдений, дополненных радиоастрономическими исследованиями.

Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст, начиная от старых, едва заметных, сильно переработанных образований и заканчивая очень четкими очертаниями молодых кратеров, иногда окруженных яркими «лучами». Однако, молодые кратеры пересекаются со старыми. В одних случаях кратеры врезаются в поверхность лунных морей, в других камни морей закрывают кратеры. Тектонические разломы иногда разрезают кратеры и моря, или они сами накладываются более молодыми образованиями.

Эти и другие связи позволяют определить последовательность формирования различных структур на лунной поверхности; в 1949 г. советский ученый А. В. Хабаков разделил лунные образования на несколько последовательных возрастных комплексов. Дальнейшее развитие этого подхода позволило в конце 1960-х годов создать среднемасштабные геологические карты для значительной части лунной поверхности. Абсолютный возраст лунных образований известен лишь в нескольких пунктах, однако косвенными методами можно определить, что возраст самых молодых крупных кратеров составляет десять и сочных миллионов лет, а основная масса крупных кратеров образовалась в «домашний» период 3-4 миллиарда лет назад.

В формировании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты тепловой истории Луны показывают, что вскоре после ее образования подпочва была нагрета радиоактивным теплом и в значительной степени расплавлена, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались огромные лавовые поля и ряд вулканических кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и многое другое. В то же время большое количество метеоритов и астероидов — остатков протопланетного облака — выпало на поверхность в ранние стадии Луны. Их взрывы создали кратеры, которые варьировались от микроскопических отверстий до круглых конструкций, которые простирались на многие десятки, а может быть, и на несколько сотен километров. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы многие из этих кратеров сохранились до наших дней. Метеориты теперь падают на Луну гораздо реже; вулканическая активность также в значительной степени прекратилась, так как Луна потребляла много тепла, а радиоактивные элементы были перенесены во внешние слои Луны. О сохранении вулканизма свидетельствует выдох углекислых газов в лунных кратерах, спектрограммы которых впервые были подготовлены советским астрономом Н. А. Косыревым.

Происхождение луны

Происхождение Луны еще не определено. Три различные гипотезы наиболее продвинуты. В конце 19 века Дж. Дарвин выдвинул гипотезу о том, что Луна и Земля изначально образовывали общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере охлаждения и сжимания; впоследствии масса была разделена на две части: большую — Земля, и меньшую — Луна. Эта гипотеза объясняет низкую плотность Луны, которая образовалась из внешних слоев исходной массы. Однако это вызывает серьезные возражения относительно механизма такого процесса, более того, между породами земной моллюски и Луны существуют значительные геохимические различия.

Захватывающая гипотеза, разработанная немецким ученым К. Вайцзеккером, шведским ученым Х. Альфвеном и американским ученым Г. Юрием, наводит на мысль, что Луна изначально была маленькой планетой, которая при прохождении вблизи Земли превращалась в спутник Земли из-за гравитационного притяжения Земли. Вероятность такого события была очень мала, кроме того, следовало ожидать большей разницы между породами Земли и Луны.

Согласно третьей гипотезе, разработанной советскими учеными — О. Шмидтом и его последователями в середине 20 века, Луна и Земля образовались одновременно путем объединения и конденсации большого роя мелких частиц. Но Луна в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетарного облака вынуждено было отделяться с концентрацией тяжелых элементов в Земле. Это привело к предположению, что Земля сначала начала формироваться, окруженная мощной атмосферой, обогащенной относительно летучими силикатами; при последующем охлаждении вещество этой атмосферы конденсировалось, образуя кольцо планетарных симулянтов, из которого образовалась Луна. Последняя гипотеза кажется наиболее предпочтительной в современном состоянии знаний (70-е годы 20 века).

Новый этап в исследовании Луны.

Неудивительно, что первый полет космического аппарата над орбитой Земли был направлен на Луну. Этой чести удостоен советский лунный модуль, который был запущен 2 января 1958 года. В соответствии с программой миссии, несколько дней спустя она охватила 6000 километров от лунной поверхности. Позднее в том же году, в середине сентября, аналогичный космический аппарат лунной серии вышел на поверхность естественного спутника Земли.

Годом позже, в октябре 1959 года, автоматический аппарат «Луна-3», оснащенный фотоаппаратурой, сфотографировал обратную сторону Луны (около 70% ее поверхности) и передал ее изображение на Землю. Устройство имело систему ориентации с датчиками солнца и луны и реактивными двигателями, работающими на сжатом газе, управление и тепловое регулирование. Его масса составляла 280 килограммов. Создание Луны 3 стало техническим достижением своего времени и принесло информацию о глубине Луны: Одна из них обнаружила поразительные различия в видимой стороне, особенно в отсутствии длинных лунных океанов.

В феврале 1966 года Луна 9 доставила на Луну автоматическую лунную станцию, которая совершила мягкую посадку и передала на Землю несколько панорамных снимков близлежащей поверхности — темной скалистой пустыни. Система управления обеспечивала ориентацию космического аппарата, включала ступень торможения по команде РЛС на высоте 75 км над лунной поверхностью и отделяла от нее станцию незадолго до аварии. Списание было осуществлено с помощью надувного резинового цилиндра. Масса Лунного-9 составляет около 1800 килограммов, а станция весит около 100 килограммов.

Следующим шагом в советской лунной программе стали автоматические станции «Луна-16, -20, -24». с целью забора грунта с поверхности Луны и доставки его образцов на землю. Их масса составляла около 1900 килограммов. В дополнение к тормозной двигательной установке и четырёхножке для посадки на землю, станции включали в себя наземное входное устройство, ракетную ступень с возвращаемым наземным транспортным средством. Полеты проходили в 1970, 1972 и 1976 годах, и небольшое количество земли было принесено на землю.

Другая проблема была решена «Понедельник-17, -21″ (1970, 1973). Они снабдили Луну самоходными аппаратами — лунными аппаратами, которые управляются с Земли через стереоскопическое телевизионное изображение поверхности. Луноход 1» за 10 месяцев преодолел около 10 километров, «Луноход 2» — около 37 километров за 5 месяцев. В дополнение к панорамным камерам на Луноходе были установлены: устройство для отбора проб грунта, спектрометр для анализа химического состава грунта, устройство слежения. Масса лунохода 756 и 840 кг.

Космический корабль «Рейнджер» был спроектирован для съемки во время падения с высоты около 1600 километров до нескольких сотен метров над поверхностью Луны. Они имели трехосную систему ориентации и были оснащены шестью телевизионными камерами. Во время посадки камеры разбились, так что изображения сразу же передавались без записи. В ходе трех успешных миссий был получен обширный материал для изучения морфологии поверхности Луны. Фотографии Рейнджеров ознаменовали начало американской планетарной фотографической программы.

Дизайн Рейнджеров аналогичен дизайну первых Маринеров, запущенных на Венеру в 1962 году. Однако дальнейшее строительство лунных спутников не пошло по этому пути. Для получения подробной информации о лунной поверхности использовались другие космические аппараты — «Лунный орбитальный корабль». Эти космические зонды делали снимки лунной поверхности с высоким разрешением с орбит искусственных лунных спутников.

Одной из задач полетов было получение высококачественных снимков с двумя разрешениями, высоким и низким, для выбора возможных мест посадки самолетов «Сервиор» и «Аполлон» с помощью специальной системы камер. Изображения отображались на борту, сканировались фотоэлектрически и передавались на Землю. Количество изображений было ограничено количеством имеющейся пленки (на 210 кадров). В 1966-1967 гг. было произведено пять пусков «Лунного орбитального аппарата» (все успешные). Первые три «Орбитальных аппарата» были запущены на круговых орбитах с малым наклоном и малой высотой; каждый из них выполнял стереоизображение выбранных областей на видимой стороне Луны с очень высоким разрешением и изображение больших областей на спине с низким разрешением. Четвертый спутник работал на гораздо более высокой полярной орбите, делая снимки всей поверхности видимой стороны, а пятый и последний орбитальный спутник также проводил наблюдения с полярной орбиты, но с более низких высот. «Лунный орбитальный спутник 5» обеспечил изображения с высоким разрешением многих специальных целей на видимой стороне, в основном в средних широтах, и большей части сзади с низким разрешением. В конечном счете, снимки со средним разрешением покрыли почти всю поверхность Луны, обеспечивая при этом целенаправленные изображения, которые оказались неоценимыми для планирования посадки на Луну и фотогеологических съемок.

Кроме того, было проведено точное картирование гравитационного поля, которое выявило региональные концентрации массы (что важно как с научной точки зрения, так и для планирования посадок) и значительное смещение центра массы Луны от центра ее фигуры. Измерялись также потоки радиации и микрометеоритов.

Приборы «Лунный орбитальный» имели трехосную систему ориентации, их масса составляла около 390 килограммов. После того, как картирование было завершено, эти космические аппараты ворвались в лунную поверхность, чтобы остановить свои радиопередатчики.

Полеты космического аппарата «Servior», предназначенные для получения научных данных и технической информации (механические свойства, такие как стойкость лунного грунта), внесли большой вклад в понимание природы Луны и в подготовку миссий «Аполлон».

Автоматические посадки с использованием последовательности команд, управляемых замкнутым радаром, стали главным техническим достижением того времени. Серверы» были запущены ракетами «Атлас-Центавр» (криогенные разгонные блоки «Атласа» были еще одним техническим достижением того времени) и выведены на Луну на орбите. Маневры при посадке начались за 30-40 минут до посадки, главный тормозной двигатель был приведен в действие радаром на расстоянии около 100 километров от точки посадки. Последний этап (скорость спуска около 5 м/с) был выполнен после завершения работы главного двигателя и сброса на высоту 7500 метров. Вес «Сервеиора» на взлете составил около 1 тонны, на посадке — 285 кг. Главным тормозным двигателем была твердотопливная ракета весом около 4 тонн. Космический корабль имел трехосную систему ориентации.

Отличный набор инструментов включал в себя две панорамные камеры, маленький ковш для канавы и (на последних трех машинах) устройство обратного рассеивания альфа-частиц для определения элементного состава почвы под посадочной машиной. Оглядываясь назад, можно сказать, что результаты химического эксперимента многое прояснили в отношении состава лунной поверхности и ее истории. Пять из семи запусков серверов прошли успешно, все в экваториальной зоне, за исключением последнего, который находился на 41° ю.ш. в зоне выбросов кратера Тихо. «Сервуар-6» был в некотором роде пионером — первый американский космический корабль взлетел с другого небесного тела (но только до второй посадочной площадки, которая находилась всего в нескольких метрах от первого).

Пилотируемый космический корабль «Аполлон» стал следующим в американской программе по исследованию Луны. Со времен Аполлона не было ни одного полета на Луну. В 1960-е и 1970-е годы ученые должны были довольствоваться обработкой данных, полученных в ходе автоматических и пилотируемых полетов. Некоторые из них предвидели эксплуатацию ресурсов Луны в будущем и сконцентрировали свои усилия на разработке процессов, которые могли бы превратить лунную почву в материалы, пригодные для строительства, производства энергии и ракетных двигателей. Планируя вернуться к исследованиям, Луна, несомненно, найдет применение как для автоматизированных, так и для пилотируемых космических аппаратов.

Человек на Луне

Работа над этой программой началась в США в конце 1960-х годов. Было решено, что в течение ближайших десяти лет будет осуществлен полет человека на Луну и его успешное возвращение на Землю. Летом 1962 года после продолжительных обсуждений был сделан вывод о том, что наиболее эффективным и надежным способом сделать это является вывод комплекса на лунную орбиту в составе командно-управляющего вычислительного модуля, состоящего из командного и вспомогательного модулей и лунного модуля.

Первоочередной задачей было создание ракеты-носителя, способной вывести на околоземную орбиту не менее 300 тонн и на лунную орбиту не менее 100 тонн. В то же время разрабатывался космический корабль «Аполлон», который предназначался для полета американских астронавтов на Луну. В феврале 1966 года «Аполлон» был протестирован в беспилотном варианте. Однако события 27 января 1967 года помешали успешной реализации программы. В тот день астронавты Э. Уайт, Р. Гаффи и У. Гриссом погибли в вспышке пламени во время тренировок на Земле.

После того, как причины были исследованы, эксперименты возобновились и усложнились. В декабре 1968 года «Аполлон-8» (еще без лунной кабины) был выведен на селеноцентрическую орбиту, а затем вернулся в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Это был пилотируемый полет вокруг Луны. Снимки помогли уточнить местоположение будущей высадки человека на Луну. 16 июля «Аполлон-11» взлетел на Луну, а 19 июля он вышел на орбиту Луны. 21 июля 1969 года человек впервые высадился на Луну — американские астронавты Н. Армстронг и Е. Олдрин, доставил туда космический корабль «Аполлон-11». Астронавты привезли на Землю несколько сотен килограммов образцов и провели ряд исследований на Луне: измерения теплового потока, магнитного поля, уровня излучения, интенсивности и состава солнечного ветра (потока частиц, идущих от Солнца).

Оказалось, что тепловой поток из недр Луны примерно в три раза меньше, чем из недр Земли. Остаточное намагничивание было обнаружено в породах Луны, что указывает на то, что Луна в прошлом обладала магнитным полем. Приборы, автоматически передающие информацию на Землю, были оставлены на Луне сейсмометрами, регистрирующими флуктуации в теле Луны. Сейсмометры зарегистрировали удары от падения метеоритов и «лунных землетрясений» внутреннего происхождения. Согласно сейсмическим данным, Луна состоит из относительно легкой «коры» до глубины нескольких десятков километров и более плотной «мантии» под ней.

Это было выдающимся достижением в истории освоения космоса — впервые человек достиг поверхности другого небесного тела и пробыл там более двух часов. После полета космического корабля «Аполлон-11» на Луну в течение 3,5 — х лет было отправлено шесть экспедиций («Аполлон-12» — «Аполлон-17»), пять из которых прошли весьма успешно. На корабле «Аполлон-13» по — за аварии на борту пришлось изменить программу полета, и вместо посадки на Луну был совершен их полет и возвращение на Землю. Всего Луну посетили 12 астронавтов, некоторые из них пробыли на Луне несколько дней, в том числе до 22 часов за пределами кабины, проехали на самоходной машине несколько десятков километров. Они провели довольно обширные научные исследования, собрали более 380 килограммов образцов лунного грунта, которые были исследованы лабораториями США и других стран. Работы по программе полета на Луну проводились в СССР, но по разным причинам они не были завершены. Длительность сейсмических колебаний на Луне в несколько раз дольше, чем на Земле, по-видимому, из-за сильного излома верхней части «лунной коры».

В ноябре 1970 года Луна-17 доставила на Луну в дождливом море самоходную лунную машину Луноход-1, которая за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) преодолела расстояние 10 540 м и передала большое количество панорам, единичных снимков лунной поверхности и другую научную информацию. Установленный на нем французский отражатель позволил измерять расстояние до Луны с помощью лазерного луча с точностью до доли метра. В феврале 1972 года Луна-20 впервые доставила на Землю пробы лунного грунта, которые были взяты в недоступном районе Луны. В январе 1973 г. «Луна-21» доставила «Луноход-2» в кратер Лемония (море ясности) для комплексного изучения переходной зоны между морскими и континентальными плоскостями. «Луноход-2» проработал 5 лунных дней (4 месяца) и преодолел расстояние около 37 километров.

Лунная почва

Везде, где приземлялся космический зонд, Луна была покрыта так называемым реголитом. Это неровный слой стружки и пыли, толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров. Он образовался в результате дробления, смешивания и спекания лунных пород во время падения метеоритов и микрометеоритов. В результате воздействия солнечных ветров реголит насыщается нейтральными газами. Среди фрагментов реголита были обнаружены частицы метеоритного вещества. Радиоизотопы показали, что некоторые фрагменты на поверхности реголита находились на одном и том же месте в течение десятков и сотен миллионов лет. Среди образцов, привезенных на Землю, выделяются два типа пород: вулканические (лава) и породы, образовавшиеся в результате фрагментации и таяния лунных образований во время падения метеоритов. Большинство вулканических пород напоминают базальты Земли. Видимо, все лунные моря состоят из таких камней. Кроме того, лунный грунт содержит фрагменты других пород, похожих на земные и так называемые породы KREEP — породы, обогащенные калием, редкоземельными элементами и фосфором. Очевидно, что эти породы — фрагменты лунного вещества. «Луна 20» и «Аполлон 16», приземлившиеся на лунный континент, привезли оттуда скалы, как анортозит. Все эти породы являются результатом длительной эволюции в глубинах Луны. Лунные породы отличаются от наземных пород во многом: в них очень мало воды, мало калия, натрия и других летучих элементов, а в некоторых образцах много титана и железа. Возраст этих пород, определяемый соотношением радиоактивных элементов, составляет 3 — 4,5 миллиарда лет, что соответствует самым древним периодам развития на Земле.

Внутренняя структура Луны

Структура кишечника Луны определяется также с учетом ограничений, накладываемых на модели внутренней структуры данными о форме небесного тела и, в частности, о способе распространения P и S волн. Реальная форма Луны оказалась близкой к сферическому равновесию, и из анализа гравитационного потенциала был сделан вывод, что ее плотность не меняется с глубиной, т.е. в отличие от Земли, в центре нет большой концентрации масс.

Верхний слой представлен корой толщиной 60 км, которая определяется только в зонах впадин. Весьма вероятно, что в обширных внутренних районах на обратной стороне Луны кора толще примерно в 1,5 раза. Корка состоит из эродированных кристаллических пород — базальтов. Однако минералогический состав базальтов материковой и морской зон явно отличается. В то время как старейшие континентальные районы Луны образованы в основном из легких пород — анортозитов (почти полностью состоящих из среднего и основного плагиоклаза, с небольшими примесями пироксена, оливина, магнетита, титанового магнетита и т.д.), кристаллические породы Лунных океанов, как и базальты Земли, состоят в основном из плагиоклаза и моноклинических пироксенов (авгитов). Вероятно, они образовались в результате охлаждения магматического расплава на поверхности или рядом с ней. Поскольку лунные базальты менее окислены, чем земные базальты, это также означает, что они кристаллизуются с более низким соотношением кислорода к металлу. Кроме того, они имеют более низкое содержание некоторых летучих элементов по сравнению с земными базальтами и одновременно обогащены многими огнеупорными элементами. Из-за примесей оливина и, в частности, ильменита, участки океанов становятся темнее, а плотность породообразующих их пород выше, чем на континентах.

Самоходная машина «Луноход — 1»

Под корой находится мантия, в которой, как и в земной, можно различить верхнюю, среднюю и нижнюю. Толщина верхней мантии составляет около 250 км, а средняя — около 500 км, а граница с нижней мантией — около 1000 км. До этого уровня скорости поперечных волн почти постоянны, что означает, что подземное вещество находится в твердом состоянии и представляет собой толстую и относительно холодную литосферу, в которой сейсмические колебания не затухают надолго. Состав верхней мантии, вероятно, состоит из пироксена оливина, в то время как на больших глубинах в ультраосновных щелочных породах встречаются обломочные и мелилитовые минералы. На границе с нижней мантией температуры находятся вблизи температур плавления, отсюда начинается сильное поглощение сейсмических волн. Эта область представляет лунную астеносферу.

В центре, по-видимому, находится небольшое жидкое ядро радиусом менее 350 км, через которое не проходят поперечные волны. Керн может быть сульфидом железа или железа; в последнем случае он должен быть меньше, что больше соответствует оценкам распределения плотности на глубине. Его масса, вероятно, составляет не более 2% от массы всей Луны. Температура в сердечнике зависит от его состава и, кажется, находится в диапазоне 1300 — 1900 К. Нижняя граница соответствует предположению об обогащении тяжелой фракции протонирования Луны серой, в основном в виде сульфидов, и образовании ядра из эвтектического Fe — FeS с температурой плавления (слегка зависящей от давления) около 1300 K. Предположение о том, что лунный прототецизм обогащен легкими металлами (Mg, Ca, Na, Al), которые вместе с кремнием и кислородом образуют важнейшие породообразующие минералы основных и ультраосновных пород — пироксены и оливины — более соответствует верхнему пределу. Последнее предположение также благоприятствует более низкому содержанию железа и никеля в луне, о чем свидетельствует ее низкая средняя площадь.

Заключение

Основополагающие правовые вопросы, связанные с исследованием Луны, были урегулированы Договором о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. Однако значительный прогресс в исследовании Луны привел к необходимости заключения конкретного международного договора, регулирующего различные аспекты деятельности государств на Луне. Необходимость в договоре, сфера действия которого ограничивается исключительно Луной, обусловлена особой ситуацией на Луне, поскольку она непосредственно изучается человеком. В июне 1971 года СССР представил проект международного договора о Луне на рассмотрение 26-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН в Комитете ООН по использованию космического пространства в мирных целях. Проект призван обеспечить использование Луны исключительно в мирных целях. Она также регулирует ответственность государств за ущерб, причиненный в результате использования Луны.

Список литературы

Очерки Б.А. Воронцова о Вселенной. Москва: «Наука», 1974.
Болдуин Р. Что мы знаем о Луне. Москва: «Мир», 1965.
Уиппл Ф. Земля, Луна и планеты. Москва: «Наука», 1964.
Космическая биология и медицина. М.: «Наука», 1967: «Наука», 1995.
Великая советская энциклопедия.