Місяць єдиний природний супутник Землі. Зараз називається Місяць у римлян, Селена (Selene) і Артеміда (Artemis) у греків, а також безліч інших різних імен в інших міфологіях.
Природно, Місяць відома з доісторичних часів. Це другий за яскравістю об'єкт на нашому небі після Сонця. Так як Місяць робить один оборот навколо Землі за один місяць, кут між Землею, Місяцем і Сонцем змінюється; ми бачимо це, як цикл місячних фаз. Час між зародженням нового місяця 29.5 днів (709 годин), незначні відмінності в Місячному орбітальному періоді (измеренном щодо зірок) обумовлені тим, що Земля проходить значні відстані по своїй орбіті навколо Сонця за цей час.
Завдяки своїм розміром і будовою, Місяць іноді класифікувалась як "планета" земної групи разом з Меркурієм. Венерою. Землею і Марсом.
Гравітаційні сили між Землею і Місяцем є причиною деяких цікавих ефектів. Найбільш відомі з них припливи (і відливи). Гравітаційне тяжіння Місяця сильніше на тому боці Землі, яка ближче до Місяця, і відповідно слабкіше на протилежному боці. Оскільки поверхня Землі, і особливо океани, не є абсолютно твердими вони витягуються уздовж ліній з'єднує з'єднує центи Землі і Місяця. Спостерігач на поверхні Землі побачить два маленьких горба, один в напрямку Місяця, а другий - в протилежну сторони. Цей ефект сильніший на воді, ніж на твердій поверхні Землі, тому вода піднімається значно вище. А так як Земля обертається значно швидше, ніж Місяць рухається по своїй орбіті, ці горби рухаються слідом за нею навколо Землі, роблячи приблизно один оборот в день, і виробляють два припливу за день. (Це опис вкрай спрощено, насправді припливи, особливо поблизу морських берегів, поводяться набагато складніше).
Але Земля не повністю складається з рідини. Через тертя і обертання Землі горби злегка відстають від напрямку на Місяць. Це означає, що сила, що діє між Землею і Місяцем спрямована не точно уздовж лінії між їх центрами, що призводить до виникнення моменту сил. який гальмує обертання Землі і прискорює рух Місяця (що призводить до її видалення від нас). Цей процес є причиною передачі енергії обертання від Землі до Місяця, сповільнюючи обертання Землі приблизно на 1.5 мілісекунди на століття і збільшуючи розмір орбіти Місяця приблизно на 3.8 сантиметрів на рік. (Протилежні ефекти відбуваються у супутників з незвичайними орбітами, з такими як Фобос і Тритон).
Асиметрична природа таких гравітаційних взаємодій також відповідає за те, що Місяць обертається синхронно із Землею, тобто так обертається і рухається по орбіті, що до Землі завжди звернена одна і та ж її сторона. Так само як зараз обертання Землі стає повільніше під впливом Місяця, в далекому минулому обертання Місяця сповільнювався під дією приливних сил Землі, тільки в цьому випадку ефект був набагато сильніше. Коли швидкість обертання Місяця сповільнилася настільки, що зрівнялася з її орбітальним періодом (так, що приливної горб на поверхні Місяця завжди звернений до Землі) нецентральних сили діяли на неї майже зникли, тобто Місяць досягла стійкої ситуації. Подібні речі відбувалися з більшістю супутників в Сонячній системі. Зрештою, обертання Землі сповільниться до рівності з періодом обертання Місяця, також як це трапилося з Плутоном і Хароном.
Насправді Місяць трошки погойдується через те, що її орбіта злегка некруговой. Тому кілька градусів її зворотного боку час від часу можна побачити. Але основна частина зворотної сторони (зліва) була повністю невідома до польоту Радянського космічного апарату Місяць 3. сфотографував її в 1959 році. (Зауваження: не існує "темної сторони" Місяця; всі її частини висвітлюються сонячним світлом протягом половини обороту - за винятком деяких глибоких кратерів поблизу полюсів.)
На Місяці немає атмосфери. Але дані, отримані з Клементина (Clementine) дозволяють припустити, що в деяких глибоких кратерах, розташованих недалеко від південного полюса Місяця, які постійно перебувають в тіні, може бути водяний лід. Ці дані були підтверджені дослідженнями Lunar Prospector. Ймовірно, лід є також і на північному полюсі. Це дуже добре, так як Ціна майбутніх місячних досліджень буде набагато менше!
Товщина місячної кори в середньому 68 км і варіюється від 0 під море криз (Mare Crisium) до 107 км в кратері Королева на зворотному боці Місяця. Під корою знаходиться мантія і, можливо, маленьке ядро (приблизно 340 км радіусом і масою близько 2% від маси Місяця). Однак, на відміну від Земний мантії, місячна тільки лише частково розплавлена. Дивно, але центр мас Місяця зрушать щодо її геометричного центру майже на 2 км у напрямку до Землі. Крім того Місячна кора тонше на зверненої до нас стороні.
Існують дві основні типи Місячної поверхні: ісппещренние кратерами і дуже старі гори (highlands) і щодо гладкі і молодші моря (maria). Моря (які займають приблизно 16% поверхні Місяця) це величезні ударні кратери, які пізніше були залиті розплавленої лавою. Велика частина поверхні покрита реголітом - сумішшю дрібного пилу і кам'яних уламків, що залишилися після зіткнень з метеоритами. З невідомих причин більша частина морів перебувають на видимій стороні Місяця.
Більшість кратерів, на видимій стороні названі іменами відомих в історії науки людей, таких як Тихо (Tycho). Коперник (Copernicus) і Птолемей (Ptolemaeus). Деталі поверхні зворотної сторони названі сучасними іменами Apollo, Гагарін і Корольов (більшість назв російські, так як перші зображення зворотної сторони були отримані космічним апаратом Місяць 3). Крім добре відомим деталей на видимій стороні на Місяці також є величезний кратер Південний Полюс-Ейткен (South Pole-Aitken). розташований на зворотному боці, найбільший ударний басейн в сонячній системі, 2250 км в діаметрі і 12 км глибиною, і кратер Ориенталь (Orientale) на західному краю лімба (якщо дивитися з Землі; показаний в центрі зображення зліва) - чудовий екземпляр багатокільцеву кратера .
Програмами Apollo і Місяць на Землю було доставлено 382 кг місячного ґрунту. Це дозволило більш детально вивчити Місяць. Ці зразки особливо важливі тим, що вони можуть бути датовані. Навіть сьогодні, 20 років по тому після останнього примісячення, вчені все ще досліджують ці дорогоцінні зразки.
Більшість порід на поверхні Місяця мають вік між 4.6 і 3 мільярдами років. Це випадково збігається з віком найстаріших земних каменів (серед яких взагалі рідко зустрічаються породи старше 3 мільярдів років). Тому на Місяці ми знаходимо свідоцтва про ранні періоди розвитку Сонячної Системи, яких немає на Землі.
До дослідження доставлених Аполлонами зразків грунту у дослідників не було згоди в питанні про походження Місяця. Існували три різні теорії: одночасного формування (co-accretion). яка стверджувала, що Місяць і Земля сформувалися в одне і теж час з Прото-Сонячної Туманності; теорія розщеплення (fission). згідно з якою Місяць відокремилася від Землі; і теорія захоплення (capture). на думку якої Місяць сформувався десь ще і була захоплена Землею. Жодна з цих теорій не пояснює всіх відомих фактів. Але нова детальна інформація, отримана при дослідженні зразків порід з Місяця, лягла в основу нової зіткнень (impact) теорії: що Земля зіткнулася з дуже великим об'єктом (з Марс або більше) і з викинутого при цьому матеріалу сформувалася Місяць. Тут ще потрібно багато роботи, щоб пояснити деякі деталі, але зіткнень теорія сьогодні широко поширена.
У Місяця немає глобального магнітного поля, але деякі породи її поверхні виявляють залишковий магнетизм. Це дає підстави припустити, що в більш ранні періоди історії Місяця таке магнітне поле могло існувати.
Без атмосфери і без магнітного поля, поверхня Місяця безпосередньо піддається впливу сонячного вітру. За більш ніж 4 мільярди років існування Сонця величезна кількість іонів водню, принесених сонячним вітром, впровадити в місячний реголіт. Таким чином зразки реголіту, доставлені Аполлоном, дозволили досліджувати і сонячний вітер. Цей місячний водень коли-небуть може бути використаний, як ракетне паливо.
- Чому Моря сконцентровані на видимій стороні?
- Чому центр мас Місяця не в центрі? Через приливної синхронізації з Землею?
- Нещодавно ми виявили воду на Місяці, що ми збираємося з нею робити?
- Тільки дванадцять чоловіків коли-небудь ходили по поверхні Місяця. Хто буде тринадцятим? І хто буде першою жінкою?