21. Насколько велика Луна и как далеко она находится?
Луна — наш ближайший космический сосед. Это также наш единственный естественный спутник и единственное небесное тело, на котором побывали люди.
Среднее расстояние Земля — Луна (центр — центр) составляет 384 400 км. Если бы вы могли долететь нон-стоп до Луны со скоростью 100 км/ч, это заняло бы почти 6 месяцев.
Орбита Луны не является идеальной окружностью — это эллипс. Расстояние до Земли колеблется от 362 000 км (перигей) до 407 000 км (апогей).
В перигее Луна выглядит немного больше, чем обычно. Если прохождение перигея совпадает с полнолунием, то Луна выглядит гораздо ярче.
Двигаясь по орбите со скоростью 3600 км/ч, Луна за 27 дней, 7 часов и 43,1 минуты делает один оборот вокруг Земли.
Промежуток времени между двумя последовательными фазами полной Луны (Луна напротив Солнца «в небе») длиннее (29 дн., 12 ч и 44 мин), потому что Земля одновременно движется вокруг Солнца.
Луна имеет 3476 км в поперечнике, это 27,3 % от диаметра Земли. Площадь поверхности Луны составляет 7,5 % от площади поверхности Земли, а объем Луны — всего лишь 2 % от объема Земли.
Луна имеет железное ядро/скалистую мантию. Луна менее плотная, чем Земля, поскольку содержит меньше железа и сжата в меньшей степени из-за слабой гравитации.
Луна составляет 1/81 от массы Земли. Сила тяжести на поверхности Луны составляет только 1/6 силы тяжести на поверхности Земли; это означает, что вы будете весить 1/6 вашего земного веса.
Луна является крупнейшим спутником по отношению к родительской планете и 5-м по величине в Солнечной системе после Ганимеда, Титана, Каллисто и Ио.
22. Почему Луна не падает?
Это неглупый вопрос. В конце концов, если вы бросаете мяч в воздух, он всегда возвращается, притягиваемый вниз гравитацией Земли.
Ньютон решал головоломку с такой картиной: пушка стреляет ядром, которое летит в воздухе и падает вниз. Чем больше пушка, тем быстрее ядро и тем дальше оно летит.
Теперь представьте себе очень большую пушку. Она выстреливает ядром так быстро и далеко, что кривизна Земли становится заметной.
Так же быстро, как ядро падает, искривленная земная поверхность уходит из-под него. Поэтому ядро никогда не упадет! Оно…
…попадает на орбиту, все время «падая по кругу». Скорость, необходимая для достижения этого, составляет примерно 28 400 км/ч.
Подобным образом Луна постоянно «падает» на Землю, никогда ее не достигая. Но на ее расстоянии от Земли скорость не 28 400 км/ч, а только 3700 км/ч.
Гениальность Ньютона заключалась в понимании, что и яблоко, сорвавшееся с дерева, и Луна — оба тела падают (отсюда он получил закон всемирного тяготения).
Искусственные спутники таким же образом «падают», оставаясь на орбите Земли. Но ближе к Земле торможение в атмосфере в конечном итоге приводит их к падению вниз.
Скорость, необходимая для достижения орбиты Земли, огромна. Но на маленьком астероиде с низкой гравитацией вы сможете бегом выйти на орбиту.
23. Существует ли темная сторона Луны?
Да. Луна получает освещение от Солнца. В любое время у нее есть яркая дневная и темная ночная стороны так же, как у Земли.
Это распространенная ошибка: люди называют противоположную сторону Луны, которая отвернута от Земли, ее темной стороной. Но она не всегда темная, конечно.
В новолуние Луна находится приблизительно в направлении Солнца. Хотя обращенное к Земле полушарие темное, противоположная сторона Луны полностью освещена.
С Земли мы видим только ближайшую сторону Луны. Дальняя сторона была невидима до тех пор, пока не была сфотографирована советским космическим зондом Луна-3 в октябре 1959.
Кажется, что Луна не вращается вокруг своей оси. Но это не так. Период вращения точно равен периоду обращения по орбите вокруг Земли.
У многих планетарных лун есть «синхронное вращение», обусловленное «приливными силами» родительской планеты, тормозящими вращение лун таким образом, что одна сторона луны всегда обращена к «родителю».
Вы могли бы подумать, что только половина поверхности Луны всегда видна с Земли. Но на самом деле мы видим 59 %…
Скорость Луны меняется из-за эллиптичности орбиты. Вращение, конечно, постоянно. В результате с Земли Луна кажется колеблющейся («качающейся»).
Основное различие между двумя сторонами Луны заключается в том, что на дальней стороне Луны нет крупных вулканических равнин (их называют лунными «морями» — sea или maria), возможно, из-за того, что там кора толще.
В далеком будущем Луна будет «тормозить» вращение Земли, так что та всегда будет обращена одной и той же стороной к Луне, как происходит у Плутона и его луны Харон.
Последние слова из альбома Пинк Флойд Темная сторона Луны (Dark Side of the Moon): «На самом деле нет никакой темной стороны Луны. Факт, что она вся темная». И это правда.
24. Почему Луна покрыта кратерами?
Солнечная система содержит большое количество строительных обломков, оставшихся с момента ее рождения. Это материал в виде каменных астероидов и ледяных комет.
В течение 4,55 млрд лет, которые существует Солнечная система, планеты и спутники, как в стрелковом тире, бомбардировались обломками из космоса.
Лунные кратеры — это шрамы от ударов. При отсутствии атмосферных воздействий/движения почвы, которые приводят к их сглаживанию (как на Земле), они сохраняются (за исключением воздействий от более поздних ударов).
