Каковы отличия поверхности видимой и обратной стороны луны кратко
Обновлено: 05.07.2024
Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной — это связано с тем что за около 4,5 млрд лет существования системы Земля-Луна наш естественный спутник подвергся эффекту приливного захвата.
Причина деления Луны на видимую и обратную стороны
Площадь невидимой с Земли части составляет 41%, так как ещё 9% поверхности Луны мы можем видеть с определённым периодом благодаря лунной прецессии.
Такое воздействие в системе из нескольких небесных тел, когда более массивное тело так воздействует на более лёгкое посредством своих приливных сил, что лёгкое тело постепенно замедляет (или ускоряет) скорость своего вращения вокруг собственной оси сравнивая его частоту с частотой вращения вокруг тяжёлого тела. Лёгкое тело также влияет на более тяжёлое, но этот эффект оказывает меньше пропорционально различий в массе. Так скажем Луна своим гравитационным воздействием постепенно замедляет вращение Земли вокруг своей оси, удлиняя тем самым земные сутки на 1 секунду примерно за 3 тысячи лет, но при этом до приливного захвата Земли Луной требуется ещё несколько миллиардов лет, хотя Луна была захвачена уже довольно давно.
Если Луне всё-таки удастся осуществить гравитационный захват Земли (а для этого потребуется чтобы Солнце, превратившееся к тому времени в красного гиганта, нам в этом не мешало), тогда Луну можно будет наблюдать только с восточного или западного полушария Земли — в зависимости от того в какой момент остановится вращение. При гравитационном воздействии Луны на Землю выделяется энергия в виде морских и океанских приливов/отливов которые вызывают постепенную потерю Луной кинетической энергии, что вызывает её удаление от нас на 38 мм в год. С гравитационным захватом Земли на ней прекратятся приливы и отливы, а Луна практически перестанет от нас удаляться — так как единственным источником потери энергии Луной станут гравитационные волны, мощность излучения которых от системы Земля-Луна весьма мала (около 0,2 мкВт).
История исследования обратной стороны Луны
Испокон веков людей привлекали неизведанные уголки Земли:
Гравюра Фламмариона 1888 года изображающая средневекового пилигрима добравшегося до края Земли и заглянувшего за небесный свод.
И хотя экспедиция Магеллана ещё в 1522 году доказала, что никакого края Земли не существует, а с достижением Эдмундом Хиллари и Тенцингом Норгеем 29 мая 1953 года вершины Эвереста — на Земле почти не осталось белых пятен, но практически вся Солнечная система для нас оставалась загадкой до полёта Спутника-1 4 октября 1957 года, когда началась космическая эра. Таким образом взоры исследователей с Земли направились на Солнечную систему и ближайшей целью в ней стала Луна, а наиболее привлекательным местом на ней — была её обратная сторона, которая всегда скрыта от земного наблюдателя.
Первый снимок обратной стороны Луны
Первые снимки обратной стороны Луны сделала станция Луна-3, которая была запущена 4 октября 1959 года — ровно спустя два года после запуска Спутника-1. Станции потребовалось 3 дня чтобы добраться до Луны, а затем начался ещё более сложный этап — Луне-3 требовалось сфотографировать поверхность, точную отражающую способность которой достоверно не мог предсказать никто. Поэтому электронные камеры (только начинающие своё развитие) отпадали, оставалась только фотоплёнка. Для того чтобы точно получить качественные снимки, фотографирование происходило двумя объективами с фокусным расстоянием в 200 и 500 мм и выдержкой от 1/200 до 1/800 секунды с шагом 1/200. За 40 минут съёмки было сделано 29 снимков, покрывающих 70% всей поверхности обратной стороны Луны, после проявки они передавались на Землю с помощью камеры бегущего луча.
Макет станции из музея космонавтики в Москве
Обратная сторона Луны. Снимок полученный станцией Зонд-3
По программе съёмок обратной стороны Луны было запущенно ещё два аппарата, но оба они не смогли выйти на орбиту Земли. Получить снимки обратной стороны Луны лучшего качества удалось только станции Зонд-3, которая была запущена 18 июля 1965 года. Переданные этой станцией 25 снимков имели разрешение в 860×1100 пикселей и были гораздо качественнее, что позволило составить новый атлас, покрывающий уже 95% лунной поверхности и имеющий 4000 деталей.
Топографическая карта Луны, видимой (слева) и обратной стороны (справа). Синим цветом на карте изображаются низменности, красным цветом изображены возвышенности.
Кратер Циолковский (на обратной стороне Луны) был предложен учёными как возможное место посадки Аполллона-18, а после отмены этой миссии — как место для посадки Аполллона-17. И хотя эту позицию также отстаивал единственный учёный побывавший на Луне (как раз в ходе этого последнего полёта Аполлона-17) геолог Харрисон Шмитт — это место для посадки посчитали слишком опасным и отказались от него в пользу долины Таурус-Литтров (которая возможно принесла учёным даже больший сюрприз, раскрыв следы вулканической деятельности).
Особенности строения и достопримечательности
Карта обратной стороны Луны
Обратная сторона Луны имеет более плотную концентрацию кратеров, чем видимая сторона. Так как Земля покрывает только 0,1% от неба на видимой стороне Луны, то версия с защитой Землёй видимой стороны считается маловероятной. На данный момент основной версией такого положения считается то, что гравитационное воздействие Земли вызывало в прошлом более активные геологические процессы на видимой стороне Луны, нежели на обратной. Вытекавшая в таких процессах лава закрывала собой кратеры на видимой стороне Луны, в то время как кратеры на обратной стороне остались практически не тронутыми.
Будущие исследования и возможность использования
Миссия NASA по возврату образцов в представлении художника
На ней находятся лишь два крупных лунных моря, занимающих 1% ее поверхности. Для сравнения, застывшая лава, которая образует эти самые моя, покрывает около 31% видимой стороны Луны.
Для объяснения разницы между видимой и обратной стороной Луны астрономы выдвинули несколько гипотез. Одна из них гласит, что после столкновения Земли с протопланетой Тейя наша планета изначально обзавелась не одним, а двумя спутниками. Впоследствии они слились воедино, что и объясняет разницу между полушариями. Другая же версия в том, что причина лунной асимметрии связана с теплом, испускавшимся нашей планетой на заре Солнечной системы. Видимая с Земли сторона Луны подвергалась серьезному нагреву и дольше оставалась в расплавленном состоянии.
Однако существует и третья версия, согласно которой все дело в последствиях столкновения Луны с крупным объектом. Команда китайских исследователей попыталась проверить эти гипотезу. Для этого они прибегли к помощи компьютерного моделирования. В общей сложности, ученые провели 360 симуляций различных вариантов столкновения.
Эксперимент показал, что наблюдаемая сегодня асимметрия между полушариями Луны могла возникнуть вследствие столкновения с телом диаметром 780 км. Оно должно было ударить по видимой стороне спутника со скоростью около 6.25 км/с. Подобное столкновение привело бы к выбросу огромного количества материала. И вследствие удара это вещество осело на обратной стороне Луны, сформировав дополнительный слой пород. Аналогичный эффект также бы наблюдался при столкновении с 720-километровым объектом на скорости 6.8 км/с.
Эта версия также объясняет различия в изотопах калия, фосфора и редкоземельных элементов (например, вольфрама-182) в поверхностных породах Земли и Луны. Они могли появиться на спутнике нашей планеты как раз после гигантского удара.
Ввиду того, что вращение спутника Земли под названием Луна вокруг планеты и своей оси практически одинаково по времени, возможности наблюдать его скрытую сторону нет.
Невидимая сторона Луны значительно отличается от видимой. Она более часто изрыта кратерами от ударов других космических тел и имеет на своей поверхности всего два моря.
Но с постепенным удалением спутника от Земли лунные моря стали образовываться все реже и реже. Внутренняя энергия Луны была исчерпана.
Также астронавтам на основании изучения сделанных снимков удалось сделать вывод о том, что тектоническое движение на Луне практически прекратилось. Незначительные колебания плит были обозначены давностью в 50 млн лет. А большие – более 1 миллиарда. Но по геологическому исчислению времени эти значения довольно молодые.
На основании изучения и сравнения многочисленных фотографий, сделанных аппаратами стран мира, учеными в 1960 году был создан первый атлас невидимой части Луны. В нем были описаны обнаруженные характеристики деталей и подробности лунной поверхности.
Но это всего лишь малая часть тайны спутника Земли, которую еще предстоит изучать ученым на протяжении долгого времени.
Ученые объяснили, почему обратная сторона Луны сильно отличается от видимой с Земли части спутника, сообщается на портале Eurekalert.
Об этих различиях стало известно еще в середине прошлого века, когда СССР удалось получить первые снимки обратной стороны Луны. Тогда астрономы считали, что темные пятна на видимой стороне спутника Земли являются высохшими морями и океанами. Предполагалось, что такими же следами покрыта и обратная сторона. Оказалось, что это далеко не так.
Темные пятна являются кратерами, которые покрывают только маленькую часть обратной стороны Луны, тогда как на видимой занимают около трети пространства. Объяснить причины явления ученые долго не могли.
Теперь же группа астрономов из Токийского технологического института, университетов Флориды, Нью-Мехико и Космического центра НАСА предлагает версию, что неоднородность поверхности земного спутника объясняется неравномерным распределением веществ группы KREEP, где К означает калий, REE — редкоземельные элементы церий, эрбий и европий, а P — фосфор.
Тепло от радиоактивного распада этих элементов расплавило твердые породы и появились кратеры.
Так как вещества KREEP распределялись по поверхности спутника неравномерно, то на видимой его части образовалось больше кратеров.
Читайте также: