Закрытая Луна
ЧОУ «Гармония»
Реферат
«Закрытая Луна»
Выполнил
Ученик 9 класса
Кузьмичёв Владимир Андреевич.
Научный руководитель –
Прозорова Инна Александровна.
Содержание
- 3 - - - - - Введение
- 4 - - - - - Глава 1 Физические характеристики Луны и гипотезы ее возникновения.
- 12 - - - - - Глава 2. История лунных исследований.
- 38 - - - - - Заключение
- 41 - - - - - Список литературы и ресурсов
Введение.
Меня всегда притягивал космос, ведь это кладовая тайн и загадок. Луна – часть огромной вселенной. О спутнике Земли мы знаем очень мало, хоть он и находится на сравнительно небольшом по космическим меркам расстоянии. Луна до сих пор таит в себе множество загадок и порой необычных историй.
На Земле человеку становится тесно и уже сейчас многие желали бы попасть на Луну, построить там жизнь, но, к сожалению, в наше время это невозможно. Спутник нашей родной планеты до сих пор не изучен. Так почему же его не исследуют? Почему с 1972 года никто не так и не навестил Луну? Ответы на эти вопросы я попытаюсь дать в своём докладе о лунных исследованиях и экспедициях.
Но сначала необходимо узнать, что собой представляет Луна: ее физические характеристики, история возникновения и т.д. Затем, анализируя все, что произошло в период с 1959 – 2012 гг я постараюсь дать ответ на вопрос: «почему лунные исследования прекратились в 1972 и что же на самом деле произошло?»
Разобраться во всем этом мне помогли интернет сайты и научная литература русских и американских авторов.
1 глава. Физические
Луна́ — 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.
Для начала, я бы хотел сказать несколько слов об орбите Луны и изучении ее движения. С древних времён люди пытались описать и объяснить движение Луны, используя всё более точные теории. 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
Теперь несколько слов об общем строении Луны.
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 метеоритов 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.
Атмосфера Луны крайне разрежена.
Когда поверхность не освещена Солнцем
содержание газов над ней очень
низкое, а после восхода Солнца
увеличивается на два порядка
за счёт дегазации грунта. Разреженность
атмосферы приводит высокому перепаду
температур на поверхности планеты
(от −160 °C до +120 °C), 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.
Теперь я бы хотел рассказать о гипотезах
образования Луны.
Луна́ своим видом и фактом существования всегда изумляла человечество. В древности многие народы поклонялись Луне как божеству. Древние греки, возможно, первыми стали изучать Луну, используя научный подход. В третьем веке до н. э. Аристарх Самосский, наблюдая земную тень на Луне во время лунных затмений, оценил расстояние до Луны в шестьдесят радиусов Земли (замечательный результат: по современным данным, радиус лунной орбиты меняется в пределах от 55 до 63 земных радиусов).* Плутарх предполагал, что на Луне могут жить люди — селениты. Считалось, что темные пятна на Луне — это моря, а светлые места — суша*.
В 1609 году Галилео Галилей обнаружил на Луне горы и кратеры, разглядев в телескоп отбрасываемые ими тени. На основании своих наблюдений Галилей пришёл к выводу, что Луна является каменистым телом, как и Земля.* С тех пор над загадкой образования Луны размышляли многие поколения ученых, начиная с Иммануила Канта и Рене Декарта. С начала семнадцатого века и до середины двадцатого было выдвинуто несколько основных гипотез, которые имели своих сторонников и свои взлеты популярности. Новая эра в изучении Луны началась в 1960-х годах, с полетов к Луне советских автоматических станций и американских «Аполлонов». Появилась новая наука—селенология. На Землю были доставлены образцы лунных пород, которые дали богатый материал для размышлений и переоценки старых идей.
Оказалось, что во многих отношениях Луна весьма отличается от Земли, в первую очередь, химическим составом: практически нет воды, малое содержание летучих элементов и соединений. Лунные породы дают основание полагать, что Луна подверглась полному расплавлению, в отличие от Земли. Плотность Луны сравнима с плотностью земной мантии, у неё почти отсутствует железное ядро.
Однако обнаружено и большое сходство Земли и Луны. Радиоизотопный анализ показывает, что оба небесных тела имеют примерно одинаковый возраст: около 4,5 миллиардов лет. Соотношение стабильных изотопов кислорода на Луне и на Земле совпадает, в то же время сильно отличаясь от такого соотношения у всех известных метеоритов. Это свидетельствует о том, что Земля и Луна сформировались по соседству — из вещества, находившегося на одинаковом расстоянии от Солнца. Существует несколько гипотез образования Луны:
Гипотеза центробежного разделения: от быстро вращающейся протоземли под действием центробежных сил отделился кусок вещества, из которого затем сформировалась Луна. Эту гипотезу в шутку называют «дочерней».
Гипотеза захвата: Земля и Луна сформировались независимо, в разных частях Солнечной системы. Когда Луна проходила близко к земной орбите, она была захвачена гравитационным полем Земли и стала её спутником. Эту гипотезу в шутку называют «супружеской».
Гипотеза совместного формирования: Земля и Луна сформировались одновременно, в непосредственной близости друг от друга (в шутку — «сестринская» гипотеза).
Гипотеза испарения: из расплавленной протоземли были выпарены в пространство значительные массы вещества, которое затем остыло, сконденсировалось на орбите и образовало протолуну.
Гипотеза многих лун: несколько маленьких лун были захвачены гравитацией Земли, затем они столкнулись друг с другом, разрушились, и из их обломков сформировалась нынешняя Луна.
Гипотеза столкновения: протоземля столкнулась с другим небесным телом, а из выброшенного при столкновении вещества сформировалась Луна.
Гипотеза центробежного отделения
Гипотезу отделения Луны от Земли впервые выдвинул Джордж Дарвин, сын знаменитого Чарльза Дарвина, в 1878 году.* Он предположил, что после образования молодой Земли она вращалась с очень высокой скоростью. Под действием центробежных сил планета стала настолько вытянутой по экватору, что от неё оторвался крупный кусок вещества (возможно, этому способствовали приливные силы Солнца). Из этого вещества впоследствии образовалась Луна. Эту гипотезу поддержал в 1882 году геолог Осмонд Фишер: по его мнению, бассейн Тихого океана образовался именно на том месте, где оторвалась от Земли будущая Луна. Гипотеза Дарвина-Фишера приобрела большую популярность и оставалась общепринятой в начале XX века.
Соображения за и против
Отрыв вещества от чрезмерно
растянутого экваториального
Дефицит летучих элементов в лунном веществе не вписывается в данную гипотезу. К тому же, современная теория тектоники литосферных плит считает, что тихоокеанский бассейн в его нынешнем виде существует всего около 70 миллионов лет, и никак не мог образоваться при отрыве вещества от Земли.
Гипотеза захвата
Гипотезу захвата первым выдвинул в 1909 году американский астроном Томас Джефферсон Джексон Си (Thomas Jefferson Jackson See).* По этой гипотезе, Луна сформировалась как независимая планета где-то в Солнечной системе, а затем в результате неких пертурбаций перешла на эллиптическую орбиту, пересекающуюся с орбитой Земли. При очередном сближении с Землей, Луна была захвачена гравитацией Земли и стала её спутником.
Соображения за и против
Захват Луны земной гравитацией
мог бы хорошо объяснить высокий
момент импульса системы Луна-Земля.
Но результаты моделирования показывают,
что вероятность захвата Землей
пролетающего тела с массой Луны ничтожно
мала. Гораздо более вероятно, что
пролетающая планета
Если бы захват все-таки произошёл, то Луна, скорее всего, обращалась бы вокруг Земли в противоположном (ретроградном) направлении (как это наблюдается у захваченных лун Юпитера), и по сильно вытянутой эллиптической орбите.
Малая плотность Луны и
отсутствие у неё железного ядра
могут быть объяснены, если предположить,
что Луна сформировалась за пределами
зоны планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля,
Идентичность соотношения изотопов кислорода на Луне и на Земле совершенно не вписывается в данную гипотезу.
Свою версию гипотезы захвата — с разрушением захваченной планеты приливными силами Земли — предложили в 1989 году О. Г. Сорохтин и С. А. Ушаков.* По их теории, планета с соседней орбиты, названная Протолуной, была захвачена Землей и перешла на околоземную орбиту. Поскольку новый спутник обращался быстрее вращения планеты, интенсивные приливные силы притягивали его к Земле (одновременно «раскручивая» Землю). Наконец, новообретённый спутник приблизился на расстояние предела Роша и начал разрушаться. Вещество с Протолуны по спирали устремилось к Земле. Затем спутник был практически разорван, его железное ядро упало на Землю, а значительная часть вещества коры осталась на орбите. Из этих обломков начала формироваться Луна, обретая сферическую форму и удаляясь от Земли.
Последнее место гипотезы выглядит слабым: почему Луна стала удаляться от Земли, если до этого Протолуна обращалась быстрее периода вращения Земли и приливные силы Земли тормозили её, приближая к Земле? Неясно также, почему на Землю упало именно железное ядро, а не вещество коры. И наконец, сама возможность столь удачного и «плавного» захвата соседней планеты по-прежнему выглядит крайне маловероятной.
Гипотеза совместного формирования (совместной аккреции)
Впервые подобную гипотезу
представил Иммануил Кант в труде по космогонии,
в 1755 году. *Он предположил, что все небесные
тела появились в результате сжатия пылевого
облака, а Луна и Земля сформировались
вместе, из одного пылевого сгустка: сначала
Земля, потом, из оставшегося вещества,
Луна. Большим сторонником гипотезы совместной
аккреции был знаменитый астроном Эдуард
Рош. В Советском Союзе гипотезу коаккреции
активно разрабатывала школа О. Ю. Шмидта (В. С.
Гипотеза предполагает, что
Земля и Луна просто «выросли»
на одной орбите как двойная планета,
из первоначального
Соображения за и против
Если Земля и Луна формировались в непосредственной близости, то идентичность кислородно-изотопного соотношения легко объясняется. Но тогда совершенно непонятными становятся отличия в плотности двух тел, а также дефицит железа и летучих элементов на Луне.
По словам Уильяма Хартмана, «трудно представить, что два небесных тела вырастают рядом из одного орбитального слоя вещества, но при этом одно из них забирает всё железо, а второе остается практически без него».
Сторонники гипотезы объясняют это тем, что куски вещества роя при столкновениях дробились, затем тяжелые железные частицы выпадали на Землю, а силикатная пыль оставалась на орбите. Такое объяснение вряд ли можно признать удовлетворительным: для этого практически все частицы роя должны были предварительно разрушиться до состояния пыли.
Сходным образом в этой гипотезе объясняется и дефицит летучих веществ — они испарялись при столкновениях и дроблениях частиц роя. Но для этого частицам пришлось бы сталкиваться на высоких относительных скоростях, а ведь они все, как предполагается, обращались в одном направлении. Притом, аналогичный процесс должен был бы происходить и при формировании Земли и других планет земной группы, но результатов этого не наблюдается.
Эта гипотеза также не смогла дать вразумительного объяснения ни большому моменту импульса системы Луна-Земля, ни наклону лунной орбиты в 5° к плоскости земной орбиты.
Гипотеза испарения
В 1955 году Эрнст Юлиус Эпик выдвинул гипотезу, частично соединяющую гипотезы центробежного разделения и совместного образования.* По его версии, прото-Земля, окруженная кольцом бомбардировавших её каменных частиц, от постоянных ударов разогрелась до высокой температуры — около 2000 °C. Значительные массы вещества были выпарены назад, в околоземное пространство. Солнечный ветер сдул летучие элементы, а более тяжелые компоненты сконденсировались и соединились с материалом вращающихся колец, которые затем слились в один большой кусок вещества — Луну. Если нагревание Земли произошло на поздней стадии её формирования, то к этому времени тяжелые железные породы уже опустились в ядро, а содержание железа в поверхностных слоях Земли было значительно меньше первоначального.
Соображения за и против
Гипотеза испарения очень хорошо объясняет данные о химическом составе Луны, но не может разрешить ни проблему высокого углового момента импульса, ни проблему наклона лунной орбиты. Геологические данные также не подтверждают столь сильный разогрев Земли на стадии формирования: состав пород земной коры свидетельствует, что Земля никогда не была полностью расплавленной.
Гипотеза многих лун
Гипотезу образования одной большой Луны из нескольких спутников представили в 1960-х годах Томас Голд и Гордон Макдональд.* Их основная идея состояла в том, что Земле гораздо проще было бы захватить по отдельности несколько пролетавших мимо небольших небесных тел, чем одно крупное. Если Земля «поймала» от шести до десяти мелких лун, то их орбиты в дальнейшем могли изменяться приливными силами. На протяжении примерно миллиарда лет луны могли сталкиваться друг с другом, а из их обломков сформировалась бы Луна.
Соображения за и против
Неправдоподобно выглядит сама возможность захвата Землей большого количества спутников с их последующим разрушением. Марс имеет два небольших спутника (Фобос и Деймос), которые до сих пор сосуществуют на околомарсианских орбитах. Венера, масса которой близка к земной, вообще не имеет спутников, как и Меркурий.
Эта гипотеза также не объясняет идентичность изотопно-кислородного состава Луны и Земли.
Гипотеза столкновения
Гипотеза столкновения была предложена Уильямом Хартманом и Дональдом Дэвисом в 1975 году.* По их предположению, протопланета (её назвали Тейя) размером примерно с Марс столкнулась с прото-Землей на ранней стадии её формирования, когда наша планета имела примерно 90 % нынешней массы. 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 начала 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.
Соображения за и против
Гипотеза столкновения в
настоящее время считается
Уязвимое место гипотезы столкновения: для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд лет назад) и на Земле, и на Тейе уже произошла гравитационная дифференциация, то есть выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
Одной из главных целей американских лунных экспедиций 1960—1970 годов было найти доказательства одной из трёх лидировавших тогда гипотез «Большой тройки» (гипотезы центробежного отделения, захвата и совместной аккреции). Но первые же полученные данные обнаружили серьёзные противоречия со всеми тремя гипотезами. Все накопленные к настоящему моменту факты, как считается, свидетельствуют в пользу гипотезы, которой во время полётов «Аполлонов» ещё не существовало: гипотезы гигантского столкновения.
Глава 2. История лунных исследований.
Исследования Луны с помощью космических аппаратов начались 14 сентября 1959 года со столкновения автоматической станции Луна 2 с поверхностью нашего спутника. До этого момента единственным методом исследования Луны были наблюдения за Луной. Изобретение Галилеем телескопа в 1609 году было большим этапом в астрономии в частности в наблюдениях за Луной. Сам Галилей использовал свой телескоп для исследования гор и кратеров на лунной поверхности.
С началом космической гонки между СССР и США в ходе холодной войны Луна была в центре космических программ, как СССР, так и США. С точки зрения США, высадка человека на Луну в 1969 году была кульминацией лунной гонки. С другой стороны, многие значительные научные вехи были пройдены Советским Союзом раньше США. Для примера, первые фотографии обратной стороны Луны были получены советским спутником в 1959 году.
Первым рукотворным объектом, достигшим Луны, была советская станция Луна 2. Обратная сторона Луны была сфотографирована станцией Луна 3 7 октября 1959 года. После этих и других достижений СССР в освоении космоса президент США Джон Кеннеди сформулировал основную задачу США в космосе, как высадку на Луну.
Несмотря на все усилия
США, Советский Союз еще долгое время
оставался лидером в
Образцы лунной породы были доставлены на Землю в рамках советской программы Луна автоматическими станциями Луна 16, 20 и 24. Также образцы лунной породы были доставлены на Землю астронавтами миссии Аполлон.
С середины 1960-х годов до середины 1970-х 65 рукотворных объектов достигли поверхности Луны. Но после станции Луна 26 исследования Луны фактически прекратились. Советский Союз переключил свои исследования на Венеру, а США на Марс.
Программа «Аполлон-17» в 1972 году доставила на Землю анализы образцов лунного грунта. Эти анализы были проанализированы и по их результатам можно сделать вывод, что Луна была такой же влажной, как мантия планеты Земля.
Затем в 2008 году были обнародованы результаты изучения лунных вулканических кристаллов, которые показали содержание воды в образцах 750 частей на миллион.
Особый интерес представляли
крошечные кусочки древней
Профессор Альберто Сал был очень удивлен. «Я ему даже не рассказывал о расплавных включениях, — признаётся ученый. — Мне и в голову не приходило, что они там могут быть». Так ученые из университета Брауна обнаружили сверхмелкие расплавные включения в образцах лунного грунта.
Анализ 7-ми мельчайших стеклоподобных гранул преподнёс еще один сюрприз. Считалось, что материал, из которого сформировалась Луна, возник из-за столкновения нашей планеты с телом размером с Марс. Компьютерное исследование этого события показало, что вода не могла пережить подобный опыт, но новая информация свидетельствуют об обратном. «Это накладывает серьёзные ограничения на гипотезу о столкновении», — считает исследователь Сал. То ли удар был не столь сильным, как предполагалось, то ли молекулы воды смогли сформироваться заново после катаклизма.
Поставлена также под сомнение оценка количества воды на Луне, которая была сделана после того, как аппарат НАСА LCROSS в 2009 году врезался в один из постоянно затенённых кратеров. Пыль, поднятая им, была исследована, и учёные пришли к выводу, что кратер содержит около 3,7 млрд литров воды. Эрик Хаури из Института Карнеги считает, что если анализ образцов грунта верен и его результаты можно отнести ко всей Луне, то там должно быть гораздо больше воды.
Сейчас, я предлагаю прочитать вам фрагмент из статьи Нила Армстронга «Исследования лунной поверхности»
ПЕРВЫЕ ВПЕЧАТЛЕНИЯ ПОСЛЕ ПРИЛУНЕНИЯ.
Выключив ракетный
двигатель, мы проверили
КАК МЫ РЕАГИРОВАЛИ НА ЛУННОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ.
Лунный отсек
стоял в рабочем вертикальном
положении. Соблюдать
ОСВЕЩЕННОСТЬ И ЦВЕТ.
Солнце во
время нашего пребывания на
Луне поднималось над
ПОДВИЖНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
НА ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ У космонавта,
облаченного в скафандр и снабженного
ранцем, центр тяжести перемещается
вверх и несколько назад. Чтобы
не потерять равновесие, он наклоняется
вперед. На поворотах его движения
несколько замедлены. Это объясняется
небольшим сцеплением подошв обуви
с лунным грунтом. Однако привычной
скорости поворота можно легко добиться.
Переход из состояния покоя в
состояние движения тоже заметно
медленнее, чем на Земле. Чтобы двигаться
быстрее, нужно сделать три или
четыре шага с небольшим ускорением
или сильно наклониться вперед и
энергично оттолкнуться, набрав нужную
скорость с первого шага. Оба эти
способа удовлетворительны, но обычно
использовался первый из них. Были испробованы
три способа движения вперед: хождение,
подскоки при ходьбе и бег вприпрыжку.
Хождение использовалось для обычных
операций около лунной кабины и для
переноски грузов. Скорость хождения
не превышала полуметра в секунду.
При больших скоростях

- Закрытие операционных и результатных счетов в сельскохозяйственных организациях
- Закрытое акцианерное общество
- Закрытое акционерное общество
- Закрытое акционерное общество
- Закрытое акционерное общество
- Закрытое акционерное общество
- Закрытое акционерное общество
- Закрепощение крестьян в России в IХ-ХVII вв
- Закрепощение крестьян по Судебникам 1497 и 1550 гг
- Закрита механічна травма
- Закрите акціонерне товариство
- Закрытая автостоянка на 300 автомобилей
- Закрытая и открытая экономика
- Закрытая компания как обьект оценки