Исследовательская работа спутник земли луна. Исследовательская работа «Спутник земли – Луна

Естественный спутник нашей родной Земли - Луна - привлекал внимание людей с доисторических времен. Современная наука астрономия знает гораздо больше интересных фактов о Луне, чем наши предки. Мы расскажем вам о характеристиках Луны, фазах Луны и о рельефе спутника Земли.

Луна - естественный спутник Земли, второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и ближайший к нему естественный спутник планет, пятый по величине среди них (после таких спутников Юпитера, как Ио, Ганимед, Каллисто и спутника Сатурна - Титан).

Древние римляне называли Луну также, как и мы (лат. Luna). Название происходит от индоевропейского корня "louksnā" - светлая, блестящая. В эллинистическую эпоху древнегреческой цивилизации наш спутник называли Селеной (др.-греч "Σελήνη"), а древние египтяне - Ях.

В этой статье собраны самые интересные факты из астрономии о Луне , ее фазах, рельефе и строении.

Планетарные характеристики Луны

Радиус = 1 738 км
Большая полуось орбиты = 384 400 км
Орбитальный период = 27,321661 суток
Эксцентриситет орбиты = 0,0549
Наклон орбиты экватора = 5,16
Температура поверхности = от -160 ° до +120 ° C
Сутки = 708 часов
Расстояние от Земли = 384400 км

Характеристики орбитального движения Луны

С давних времен люди пытались описать и объяснить движение Луны , используя каждый раз более точные теории. Наиболее близким к реальности можно считать то, что Луна движется по эллиптической орбите.

Наименьшее расстояние между центрами Земли и Луны - 356 410 км (в перигее), наибольшее - 406 740 км (в апогее). Среднее расстояние между центрами Земли и Луны - 384 400 км. Это расстояние луч света проходит за 1,28 с.

Самый быстрый в истории человечества межпланетный зонд «Новые горизонты», который недавно пролетел мимо Плутона, одолел 19 января 2006 путь к орбите Луны за 8 ч. 35 мин.

Хотя Луна и вращается вокруг своей оси , он всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Это потому, что относительно звезд Луна совершает один оборот вокруг своей оси за то же время, что и один оборот вокруг Земли - в среднем за 27,321582 суток (27 суток 7 часов. 43 мин. 5 с).

Этот период обращения называют сидерическим (от лат. "Sidus" - звезда; родительный падеж: sideris). А поскольку направления обоих вращений совпадают, противоположную сторону Луны с Земли увидеть невозможно. Правда, благодаря тому, что движение Луны по эллиптической орбите происходит неравномерно (вблизи перигея он движется быстрее, вблизи апогея - медленнее), а вращение спутника вокруг собственной оси равномерное, можно увидеть небольшие участки западного и восточного краев обратной стороны Луны.

Это явление называют оптической либрацией по долготе . Благодаря наклону оси вращения Луны к плоскости земной орбиты (в среднем на 5 ° 09 ") можно увидеть краешки северной и южной зоны обратной стороны Луны (оптическая либрация по широте).

Также существует физическая либрация , обусловленная колебанием Луны вокруг положения равновесия в результате смещения центра масс относительно его геометрического центра (центр масс Луны расположен примерно в 2 км от геометрического центра по направлению к Земле), а также в связи с действием приливных сил со стороны Земли.

Физическая либрация имеет величину 0,02° по долготе и 0,04° по широте. Вследствие всех видов либрации с Земли можно наблюдать примерно 59% лунной поверхности.

Явление оптической либрации открыл выдающийся итальянский ученый Галилео Галилей в 1635 году. Луна не самосветящееся тело. Видеть его можно только потому, что он отражает солнечный свет.

В процессе движения Луны угол между Землей, Луной и Солнцем изменяется, поэтому условия освещения поверхности Луны и условия ее наблюдения с поверхности Земли тоже меняются. Мы наблюдаем это явление в виде цикла фаз Луны. На данных иллюстрациях вы узнаете, какая Луна убывающая, а какая - растущая.

Новолуние - фаза, когда неосветлённая Луна находится между Землей и Солнцем. В это время он невидим для земного наблюдателя.

Полнолуние - фаза, когда Луна находится в противоположной точке своей орбиты и освещенное Солнцем полушарие видимо земному наблюдателю полностью.

Промежуточные фазы луны - положение Луны между новолунием и полнолунием - называют четвертями (первая и последняя). Период времени между двумя последовательными фазами составляет в среднем 29,530588 суток (708 ч. 44 мин. 3 с). Именно этот период - синодический (от греческого "σύνοδος" - сочетание, соединение) - и является одной из структурных частей календаря - месяцем.

Описанные выше закономерности в движении отнюдь не исчерпывают все характеристики и особенности Луны. Реальное движение Луны довольно сложно.

Основой современных расчетов движения Луны является теория Эрнеста Брауна (1866-1938), созданная на рубеже XIX-XX веков. Она предусматривает положение Луны на орбите с огромной точностью и учитывает многие факторы, которые влияют на движение Луны: сплюснутостью Земли, влияние Солнца, а также гравитационные нападки от планет и астероидов.

Погрешность в расчетах по теории Брауна не превышает 1 км за 50 лет! Уточняя положение теории Брауна, современная наука может рассчитывать движение Луны и проверять расчеты на практике с еще большей точностью.

Физические характеристики и строение Луны

Луна имеет почти шаровидную форму - она немного сплюснута вдоль полярной оси. Его экваториальный радиус равен 1738,14 км, что составляет 27,3% величины экваториального радиуса Земли. Полярный радиус равен 1735,97 км (27,3% величины полярного радиуса Земли).

Итак, среднее значение радиуса Луны - 1737,10 км (27,3% земного), а площадь поверхности примерно 3,793 х 10 7 км 2 (7,4% площади поверхности Земли).

Объем Луны равен 2,1958 х 10 10 км³ (2,0% объема Земли), а его масса 7,3477 х 10 22 кг (1,23% массы Земли). По данным спутников "Лунар Орбитер" создана гравитационная карта Луны и выявлены гравитационные аномалии - масконы - зоны повышенной плотности. Эти аномалии гораздо больше, чем на Земле.

Атмосфера Луны крайне разреженная. Когда поверхность не освещена Солнцем, содержание газов над ней не превышает 2,0 х 10 5 частиц / см 3 (для Земли этот показатель составляет 2,7 х 1019 частиц / см 3 - так называемое число Лошмидта), а после восхода Солнца увеличивается примерно в сто раз за счет дегазации почвы.

Разреженность атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (на экваторе от -170 °C перед восходом Солнца, до +120 °C в середине дня, на Луне длится 14,77 земных суток).

Благодаря малой теплопроводности почвы температура пород, залегающих на глубине 1 м, почти постоянная и равна -35 ° C. Несмотря на практическое отсутствие атмосферы, небо на Луне всегда чёрное, даже когда Солнце находится над горизонтом, и на нем всегда видно звезды. Лунная кора на обратной стороне толще, чем на видимой.

Максимальная ее толщина в окрестностях кратера Королев, выше средней примерно вдвое, а минимальная - под некоторыми крупными кратерами. Среднее же ее значение составляет, по разным оценкам, 30-50 км. Под корой находится мантия и небольшое двухслойное ядро.

Оболочка внутреннего ядра, радиусом 240 км, богатая железом, внешнее ядро состоит преимущественно из жидкого железа и имеет радиус примерно 300-330 км. Масса ядра составляет 2% массы Луны. Вокруг ядра расположен частично расплавленный магматический слой с радиусом примерно 480-500 км.

Рельеф Луны

Ландшафт Луны довольно интересный и разнообразный. Наука, изучающая строение поверхности Луны, называется Селенография. Большая часть поверхности Луны покрыта реголитом - смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образовавшихся столкновениями с метеоритами.

Поверхность можно разделить на два типа: очень старая горная местность с большим количеством кратеров (материки) и относительно гладкие и молодые лунные моря. Лунные моря, которые занимают примерно 16% всей поверхности Луны, - это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами. Эти кратеры были позже затоплены жидкой лавой.

Современная Селенография выделяет на поверхности Луны 22 моря, из них 2 расположены на невидимой с Земли поверхности Луны. Небольшие участки некоторых морей селенографы называют заливами, которых насчитывается 11, а еще более мелкие залитые лавой части поверхности Луны - озерами (их насчитывается 22, из них 2 находятся на невидимой с Земли части Луны) и болотами (их 3).

Содержание Введение Основная часть 3.1.Приливы и отливы Глава 2. Луна 3.2. «Лунатики» 3.3. Животные и Луна Глава1. История наблюдения за Луной Глава 3. Влияние Луны на Землю Заключение Список литературы Общие сведения о Луне 2.2. Жизненный цикл Луны

Предположение Луна действует на всех живых существ на Земле, но больше всего на людей. Именно в полнолуние они становятся раздражительными, встревоженными и очень возбужденными. Таким же образом Луна действует и на животных, только в отличие от людей, они ничего не знают о ней. Возможно ли, уберечь от лунного влияния людей и животных?

На уроках окружающего мира, я узнала, что Луна – это небольшая планета, которая обращается вокруг Земли. Как наша Земля, так и Луна кругла со всех сторон, то есть имеет форму шара. Она меньше Земли в 4 раза. В космическом царстве все такие непоседы. На месте никого не удержишь, все движутся и движутся. Вот и Луна так и вертится возле своей подружки – Земли. Общие сведения о Луне. За это Луну даже прозвали спутником Земли. Как вы думаете, что означает слово спутник? Земля притягивает к себе Луну, не дает ей удаляться. Путь, по которому Луна движется вокруг Земли, называется орбитой Луны.

М ы видим Луну по-разному. Иногда мы совсем не видим Луны на небе. Т акой ее вид называется новолунием. Ч ерез несколько дней мы уже видим Луну вот такой: Е ще через несколько дней – вот такой: М ожно провести от нее вниз черточку таким образом, чтобы получилась буква Р – это значит, что сейчас Луна растет. Ж ИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ Л УНЫ

Еще через некоторое время мы видим Луну такой: Такой вид Луны называется полнолунием. Затем Луна будет уменьшаться и через некоторое время примет такой вид: Затем Лунный диск вновь будет уменьшаться и, наконец, примет такой вид: Останется от Луны лишь серп, похожий на букву С. Говорят, что Луна убывает, стареет. Плыл по небу Лунный серп, Серп склонялся на ущерб. И поэтому с небес Нам светила буква С.

С помощью научно- популярной литературы мне удалось раскрыть секрет Луны. Она сама не испускает света, Луна, словно зеркало, отражает свет Солнца. Раз она сама не светит, то мы видим только ту ее часть, которая освещена солнцем. В разное время Солнце по- разному освещает Луну. Поэтому нам и кажется, что ее форма меняется. А на самом деле она не меняет своей формы.

Обращаясь вокруг Земли, Луна вызывает на ней приливы и отливы. Луна расположена так близко от нас, что притягивает воду и вызывает приливы тех морей и океанов, которые находятся в этот момент под ней. Земля все время стремится притянуть к себе Луну, а Луна притягивает к себе Землю. Сила притяжения Луны воздействует на Землю, которая притягивается к Луне сильнее, чем моря и океаны на противоположной от Луны стороне Земли. Поэтому удаленные от Луны моря и океаны "отстают" от движения Земли, и это вызывает в них приливы. Поскольку земля вращается вокруг своей оси быстрее, чем Луна обращается вокруг нее, то за 25 часов происходят два прилива и два отлива.

На растущей луне человек чувствует прилив сил, оптимизм, готовность справиться с любой задачей и уверенность в своих силах. На убывающей, наоборот, упадок сил, слабость, желание все бросить. В это время наблюдается наибольшее число обращений людей в депрессивном состоянии. Самое неприятное для человека влияние Луны – это «лунатизм» (сомнамбулизм). Проблема во многом заключается в том, что можно быть лунатиком и даже не догадываться об этом. Что же заставляет человека гулять в ночи, и можно ли от этого вылечиться? Оказывается, люди негативно реагируют на яркий свет полной Луны. Все чувства и реакции человека обостряются, у детей же лунатизм обостряется, когда они перевозбуждены или встревожены. Нередко в такое состояние может впасть и здоровый человек, если он перенес стресс. Во время хождения работают все органы чувств: глаза открыты, он слышит, видит, держит равновесие. А вот чувство опасности сильно притуплено, и иногда он может совершить такой трюк, который не смог бы сделать в обычном состоянии. После пробуждения лунатик ничего не помнит и очень удивляется, увидев себя не в своей постели, а где-нибудь в другом месте. «ЛУНАТИКИ»

Если вы заметили, что ваши знакомые люди начинают бродить по ночам, поскорее обратитесь к врачу. Такие хождения могут быть очень опасны. Лунатиков практически невозможно разбудить. И чтобы это не закончилось трагедией, прячьте на ночь ключи от машины, входной двери. Можно поставить решетки на окна и балконы. Мебель в квартире постарайтесь расставить так, чтобы было меньше острых углов. Некоторые считают, что лунатиков можно привязать к кровати или поставить таз с водой возле нее, но это не всегда помогает. Больной, не просыпаясь, в состоянии развязать веревки и обойти емкость с водой

Животные и Луна Луна влияет не только на людей, но и на животных. Подобно приливам и отливам морей и океанов, живые организмы тоже к полнолунию увеличиваются в весе и худеют к новолунию. Как оказалось, животные не в меньшей степени, чем человек, подвержены влиянию нашего небесного соседа. Австралийские и английские исследователи не поленились провести статистический анализ нападения животных и нанесения человеку травм в виде укусов с достаточно тяжелыми последствиями. В круг исследований попали кошки, крысы, лошади и, конечно же, собаки. В течение годов в одну из английских клиник скорой помощи попали 1621 человек с травмами от укусов, среди нападавших было 56 кошек, 11 крыс, 13 лошадей и 1541 собака. Сопоставление времени проявления такой агрессивности с лунным календарем показало, что 1/3 часть случаев произошла непосредственно во время полнолуния, а лишь 1/15 % в новолуние.

Наиболее ярким примером влияния полнолуния на животных являются представители класса волков. Волки - стражи ночного леса. Одни люди их панически боятся, а другие - души не чают в этих хищниках. Но всё ли мы знаем о санитарах леса? Из-за своей отшельнической жизни их жизнь долгое время была для человека окутана тайной и множеством мифов и поверий. Одно из них связано с луной. Согласитесь, первая картина, возникающая перед глазами при упоминании волка, – хищник, воющий на Луну. С чем же это связано?

Давно замечено, что с наступлением фазы новолуния человек лучше высыпается, а животные ведут себя особенно мирно. Связано это с тем, что воздействия дневного и ночного светил одинаковы. В противоположном же случае, при полнолунии, силы направлены противоположно друг другу. В результате они гасятся, и животные теряют природный ориентир – они перестают ощущать положение Солнца. Это провоцирует страх перед неизвестным, и, следовательно, повышенную бодрость. Из-за возросшей активности мозг не успевает отдохнуть, волк становится агрессивным и в истошном вое выкидывает свою злость подобно человеку, кричащему от боли. Так что можно с полной уверенностью сказать, что воющий на Луну волк это далеко не выдумка, как некоторые до сих пор считают.

Выводы Во-первых, Луна сильно влияет на нашу планету, она вызывает приливы и отливы на морях и в океанах. Во-вторых, Луна действует на всех живых существ на Земле, но больше всего на людей. Именно в полнолуние они становятся раздражительными, встревоженными и очень возбужденными, могут гулять во сне, вот поэтому их и называют лунатиками. В-третьих, спутник нашей планеты влияет на возникновение дорожно- транспортных происшествий, преступлений, начинаются войны и конфликты. Все это происходит из-за агрессивности людей. Таким же образом Луна действует и на волков, только в отличие от людей, они ничего не знают о ней. Страх перед неизвестным не дает волку покоя, и тогда мы можем слышать их громкий вой. Очень жалко этих животных, но оказалось, что помочь им невозможно. А вот людям повезло. Лунатики могут обратиться к врачу, и он им обязательно поможет.

У нашей планеты, в отличии от многих других, есть только один естественный спутник, который можно наблюдать ночами на небосклоне - это, конечно, Луна. Если не брать в расчет Солнце, то именно этот объект является самым ярким, который можно наблюдать с Земли.

Среди остальных спутников планет, спутник планеты Земля занимает пятое место по своей величине. На нем нет ни атмосферы, ни озер и рек. День и ночь сменяют друг друга здесь с периодичностью в две недели, при этом можно наблюдать перепад температуры равный в триста градусов. И она всегда повернута к нам только одной своей стороной, оставляя в загадках свою темную обратную сторону. Этот бледно-голубой объект ночного неба - Луна.

Лунная поверхность покрыта слоем реголита (песочной пыли черного цвета), который достигает на разных участках толщины от нескольких метров до нескольких их десятков. Лунный песок реголит возникает от постоянного падения метеоритов и дробления в состоянии вакуума, не защищенного под воздействием космических лучей.

Поверхность Луны неровная с множеством кратеров различного размера. На Луне есть как равнины, так и целые горы, выстроенные в цепочку, высота гор до 6 километров. есть предположение, что более 900 миллионов лет назад на Луне происходила вулканическая активность, об этом говорят найденные частицы грунта, образование которых могло быть в следствии извержений.

Сама по себе поверхность на Луне очень темная, несмотря на то, что в лунную ночь мы хорошо видим Луну на ночном небе. Лунная поверхность отражает чуть более семи процентов солнечных лучей. Даже с Земли можно наблюдать пятна на ее поверхности, которые по древнему ошибочному суждению, сохранили за собой название "море".

Луна и планета Земля

Луна всегда обращена к планете Земля одной стороной. На этой видимой с Земли стороне большую часть занимают равнинные пространства, которые называют моря. Моря на Луне занимают порядка шестнадцати процентов общей площади и представляют собой гигантские кратеры, которые появились после столкновения с другими космическими телами. Другая скрытая от Земли сторона Луны почти полностью испещрена горными цепями и кратерами от небольших до огромных размеров.

Влияние самого близкого к нам космического объекта Луны распространяется и на Землю. Так, типичным примером служат приливы и отливы морей, которые возникают из-за гравитационного притяжения спутника.

Происхождение Луны

По различным исследованиям между Луной и Землей есть много различий, в первую очередь в химическом составе: на Луне практически нет воды, относительно небольшое содержание летучих элементов, небольшая плотность в сравнении с Землей и маленькое ядро из железа и никеля.

Тем не менее радиометри́ческий анализ, по которому определяют возраст небесных объектов если в составе есть радиоактивный изотоп, показал, что возраст Луны такой же, как и у Земли 4,5 миллиарда лет. Соотношение стабильных изотопов кислорода у двух небесных объектов совпадает, при том, что у всех изученных метеоритов такие соотношения имеют сильные различия. Это говорит о том, что и Луна и Земля в далеком прошлом образовались из одного вещества, находящегося на одинаковом расстоянии от Солнца в до-планетном облаке.

Исходя из общего возраста, сочетания схожих свойств при сильном различии между двумя близкими объектами Солнечной системы выдвигается 3 гипотезы происхождения Луны:

1. Образование и Земли и Луны из одного до-планетного облака

2. Захват гравитацией Земли уже сформированный объект Луну

3. Образование Луны в следствии столкновения с Землей крупного космического объекта по размерам сопоставимого с планетой Марс.

Изучением бледно-голубого спутника Земли Луны занимались еще с глубокой древности. Например, среди греков особо известны размышления Архимеда по ее поводу. Подробно же описал Луну с ее характеристиками и возможными свойствами Галилей. Он увидел на поверхности Луны равнины похожие на "моря", горы и кратеры. А в 1651 году итальянский астроном Джованни Риччоли создал карту Луны, где подробно расписал лунный ландшафт видимой с Земли поверхности и ввел обозначения для многих частях рельефа Луны.

В XX веке интерес к Луне возрос при помощи новых технологических возможностей для исследования спутника Земли. Так 3 февраля 1966 года на поверхность Луны впервые совершил мягкую посадку советский аппарат Луна-9. Следующий аппарат Луна-10 стал первым искусственным спутником Луны, а спустя совсем немного времени 21 июля 1969 года на Луне впервые побывал человек. Наступила череда многих открытий в области селенографии и селенологии, которые совершили советские ученые и их американские коллеги из NASA. Затем к концу XX века интерес к Луне плавно поутих.

(Фотоснимок обратной стороны Луны, приземлившийся аппарат "Чаньэ-4" )

Китайский космический аппарат "Чаньэ-4" 3 января 2019 года успешно сел на поверхность обратной стороны луны, эта сторона постоянно обращенная в сторону от света излучаемого Земли и невидимая с поверхности планеты. Впервые обратная сторона лунной поверхности была сфотографирована советской станцией "Луна-3" 27 октября 1959 года, а спустя более полувека в начале 2019 года китайский аппарат "Чаньэ-4" сел на поверхность обратную от Земли.

Колонизация на Луне
Многие писатели и фантасты наравне с планетой Марс, рассматривают Луну, как объект для будущих колонизаций человеком. Несмотря на то, что это больше похоже на выдумку, американское агентство NASA всерьез задумалась над этим вопросом, поставив задачу разработать программу "Созвездие" по переселению людей на Лунную поверхность со строительством настоящей космической базы на Луне и разработки "межземле-лунных" космических перелетов. Однако, эта программа была приостановлена по решению президента США Барака Обамы из-за высокого финансирования.

Роботы-аватары на Луне
Тем не менее, в 2011 году NASA вновь предложила новую программу, на этот раз под названием "Аватары" по которой требовалось разработать и изготовить на Земле роботов-аватаров, которые затем будут доставлены на спутник Земли Луну с целью дальнейшей имитации проживания в лунных условиях человека с эффектом телеприсутствия. То есть управлять аватаром-роботом будет с Земли человек, полностью облачившись в костюм, который будет имитировать его присутствие на Луне в качестве робота-аватара, находящегося в реальных условиях на лунной поверхности.

Иллюзия большой Луны
Когда Луна находится низко над горизонтом Земли, возникает иллюзия, что ее размеры больше, чем есть на самом деле. При этом реальный угловой размер Луны не меняется, даже, напротив, чем ближе она к горизонту, тем угловой размер немного уменьшается. К сожалению, такой эффект трудно объясним и скорее относится к ошибке зрительного восприятия.

Есть ли времена года на Луне?
И на Земле, и на любой другой планете смена времен года происходит от наклона её оси вращения, при этом интенсивность смены времен года зависит от расположения плоскости орбиты планеты, будь то спутника вокруг Солнца.

Луна же имеет наклон своей оси вращения к плоскости эклиптики 88,5°, практически перпендикулярна. Поэтому на Луне с одной стороны почти вечный день, с другой стороны почти вечная ночь. А значит температура также в каждой части поверхности Луны своя и практически неизменна. При этом речи о смене времен года на Луне скорее не может быть, куда больше от простого отсутствия атмосферы.

Почему собаки лают на Луну?
Однозначного объяснения этому явлению нет, но скорее всего, по мнению некоторых ученых играет страх животного перед эффектом, схожим с Солнечным затмением от которого у многих животных появляется страх. Зрение собак и волков очень слабое и Луну в безоблачную ночь они воспринимают, как Солнце, путая ночь со днем. Слабый лунный свет и сама луна воспринимается ими, как тусклое Солнце и поэтому, видя Луну, они ведут себя также, как и при Солнечном затмении, воют и лают.

Лунный капитализм
В сказочном романе Николая Носова "Незнайка на Луне" Луна представляет собой спутник, возможно, искусственного происхождения, где внутри оказывается целый город - оплот современного капиталистического строя. Что интересно, детский рассказ не сколько кажется фантастическим, сколько социально-политическим не теряющим актуальность и в современное время, интересный и ребенку и взрослому.

Тема исследования

Луна - спутник Земли

Актуальность проблемы

Луна – ближайшее к Земле небесное тело, естественный спутник нашей планеты. Она обращается вокруг Земли на расстоянии около 400 тыс. км., Диаметр Луны лишь в 4 раза меньше земного, он равен 3 476км. В отличие от сжатой у полюсов Земли Луна по форме гораздо ближе к правильному шару.

Цель

Познакомиться с природными особенностями спутника Земли - Луны.

Задачи

1. Обобщить и систематизировать пройденный материал по теме "Космос";

2. Закрепить знания учащихся об истории формирования современных представлений о стороении солнечной системы, планетах солнечной системы, их особенностях, космических телах, звёздах.

3. Расширить понятия о созвездиях, истории их названий.

4. Совершенствовать умения учащихся анализировать, сравнивать, устанавливать взаимосвязи между расположением планеты и её особенностями строения.

5. Вызвать интерес к изучению астрономии и естествознания, расширить эрудицию учащихся, увеличить познавательный интерес к строению Солнечной системы, развивать творческие способности учащихся.

Гипотеза

Мы предполагаем, что сможем смоделировать лунное затмение, если узнаем природные особенности луны.

Итоги изучения литературы

Гипотеза происхождения Луны

Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Наиболее разрабо¬таны три разные гипотезы. В конце 19 в. Дж. Дарвин выдвинул гипотезу, согласно которой Луна и Земля первоначально состав¬ляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере ее остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась на две части: большую - Землю и меньшую - Луну. Эта гипотеза объясняет малую плотность Луны, образованной из внешних слоев первона¬чальной массы. Однако она встречает серьезные возражения с точки зрения механизма подобного процесса; кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимические различия.

Гипотеза захвата, разработанная немецким ученым К. Вейцзеккером, шведским ученым Х. Альфвеном и американским ученым Г. Юри, предполагает, что Луна первоначально была малой планетой, которая при прохождении вблизи Земли в результате воздействия тяготения последней превратилась в спут¬ник Земли. Вероятность такого события весьма мала, и, кроме того, в этом случае следовало бы ожидать большего различия земных и лунных пород.

Согласно третьей гипотезе, разрабатывавшейся советскими учеными - О. Ю. Шмидтом и его последователями в середине 20 века, Луна и Земля образовались одновременно путем объединения и уплотнения боль¬шого роя мелких частиц. Но Луна в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетного облака должно было разделиться с концентра¬цией тяжелых элементов в Земле. В свя¬зи с этим возникло предположение, что первой начала формироваться Земля, окруженная мощной атмосферой, обога¬щенной относительно летучими силика¬тами; при последующем охлаждении ве¬щество этой атмосферы сконденсирова¬лось в кольцо планетезималей, из которых и образовалась Луна. Последняя гипотеза на современном уровне знаний (70-е годы 20 века) представляется наиболее предпочтительной.

Внешний вид

Как все планеты и их спутники, Луна в основном светит отраженным солнечным светом. Обычно бывает видна та часть Луны, которую освещает Солнце. Исключение составляют периоды вблизи новолуния, когда отраженный от Земли свет слабо освещает и темную сторону Луны, создавая картину «старой Луны в объятиях молодой». Яркость полной Луны в 650 тыс. раз меньше яркости Солнца. Полная Луна отражает только 7% падающего на нее солнечного света. После периодов бурной солнечной активности отдельные места лунной поверхности могут слабо светиться под действием люминесценции.

На видимой стороне Луны – той, что всегда повернута к Земле, – бросаются в глаза темные области, названные астрономами прошлого морями (по-латински mare). Из-за относительно ровной поверхности моря были выбраны для посадки первых экспедиций астронавтов; исследования показали, что моря имеют сухую поверхность, покрытую мелкими пористыми обломками лавы и редкими камнями. Эти большие темные участки Луны резко отличаются от ярких горных областей, неровная поверхность которых значительно лучше отражает свет.

Облетевшие Луну космические корабли показали, вопреки ожиданиям, что на обратной стороне Луны нет больших морей и поэтому она не похожа на видимую сторону.

Плотность и химический состав Луны

Средняя плотность Луны 3,34 г/см3. Это близко к плотности метеоритов хондритов, т.е. солнечного вещества, за исключением наиболее летучих его компонентов, таких, как водород и углерод. Плотность Луны близка и к плотности земной мантии; по крайней мере, это не противоречит гипотезе о том, что Луна некогда оторвалась от Земли. Значительно более высокая средняя плотность Земли (5,5 г/см3) в основном обусловлена плотным железным ядром. Низкая плотность Луны означает отсутствие у нее заметного железного ядра. Более того, момент инерции Луны свидетельствует о том, что это шар однородной плотности, покрытый анортозитовой (богатый кальцием полевой шпат) корой толщиной 60 км, что подтверждается сейсмическими данными.

Основными лунными породами являются:

морские базальты, более или менее богатые железом и титаном;
материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором;
алюминиевые материковые базальты – возможный результат ударного плавления;
магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты.

Реголит (см. выше) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород. Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны.

Движение Луны

Движение Луны складывается из двух движений - вращение Луны вокруг Земли и движение вместе с Землей вокруг Солнца, при этом движение Луны, как и Солнца, происходит с запада на восток, в сторону, противоположную суточному движению.

Обращение вокруг Земли в течение лунного месяца вызывает перемещение по зодиакальным созвездиям с месячным периодом (29.5 суток). Но за этот месяц Солнце само смещается по эклиптике на 30 град и переходит в другое созвездие. Так что через месяц Луна заканчивает свой круг в другом зодиакальном созвездии и отсюда начинается новый круг по созвездиям.

За это время Луна проходит все фазы: от новолуния (диск Луны находится в соединении с Солнцем), первой четверти (направления Земля - Луна и Земля - Солнце составляют прямой угол), полнолуния (Луна находится в стороне, противоположной Солнцу), последней четверти (аналог первой четверти) и вновь до новолуния, соединения с Солнцем.

Поверхность Луны

Старейшая полная карта видимого полушария Луны приведена в Селенографии, или описании Луны (1647) Я.Гевелия. В 1651 Дж.Риччоли предложил присваивать деталям лунной поверхности имена выдающихся астрономов и философов.

Новые детали лунной поверхности получают свои названия. Например, автоматический аппарат «Рейнджер-7» упал на безымянную площадку в 1964; теперь эта площадка называется Морем Познанным. Большие кратеры, сфотографированные на обратной стороне Луны аппаратом «Луна-3», названы именами Циолковского, Ломоносова и Жолио-Кюри. Прежде чем новое имя будет официально присвоено, оно должно быть одобрено Международным астрономическим союзом.

На Луне можно выделить три основных типа образований:

моря – обширные, темные и довольно плоские участки поверхности, покрытые базальтовой лавой;
материки – яркие приподнятые области, заполненные множеством больших и маленьких круглых кратеров, часто перекрывающихся;
горные цепи, такие, как Апеннины, и небольшие горные системы, подобные той, что окружают кратер Коперник.

Этапы исследования Луны

Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому аппарату "Луна-l", запуск которого был осуществлен 2 января 1958 года. В соответствии с программой полета через несколько дней он прошел на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны. Позднее в том же году, в середине сентября подобный аппарат серии "Луна-2" достиг поверхности естественного спутника Земли.

Еще через год, в октябре 1959 года автоматический аппарат "Луна-3", оснащенный аппаратурой для фотографирования, провел съемку обратной стороны Луны (около 70 % поверхности) и передал ее изображение на Землю.

Создание "Луны-3" было техническим достижением для того времени, принесло информацию об обратной стороне Луны: обнаружены заметные различия с видимой стороной, прежде всего отсутствие протяженных лунных морей. Следующим шагом в советской лунной программе были автоматические станции "Луна-16, -20, -24" , предназначенные для забора грунта с поверхности

Луны и доставки его образцов на Землю.

Еще одну задачу решали "Луна-17, -21" (1970, 1973 года). Они доставили на Луну самоходные аппараты - луноходы, управляемые с Земли по стереоскопическому телевизионному изображению поверхности.

Человек на Луне

Работа над этой программой началась в США в конце 60 - х годов. Было принято решение осуществить полет человека на Луну и его успешное возвращение на Землю в течение ближайших десяти лет. . В феврале 1966 года «Аполлон» был испытан в беспилотном варианте.

Однако то, что произошло 27 января 1967 года, помешало успешному проведению программы в жизнь. В этот день астронавты Э. Уайт, Р. Гаффи, В. Гриссом погибли при вспышке пламени во время тренировки на Земле.

В декабре 1968 года «Аполлон - 8 (еще без лунной кабины) был выведен на селеноцентрическую орбиту с последующим возвращением в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Это был пилотируемый полет вокруг Луны. Снимки помогли уточнить место будущей посадки на Луну людей. 16 июля «Аполлон - 11» стартовал к Луне и 19 июля вышел на лунную орбиту. 21 июля 1969 на Луне впервые высади¬лись люди - американские астронавты Н. Армстронг и Э. Олдрин, доставленные туда космическим кораблем "Аполлон-11.

Опыт

В своей практической части я решил изобразить затмение Луны. Для этого я провел такой опыт: я взял футбольный мяч осветил его настольной лампой, сторона мяча противоположная свету была в тени. Затем я подвесил маленький мячик на нитку. Когда маленький мячик оказывался позади большого мяча ровно по прямой линии от лампы, то и возникало «затмение», то есть он был полностью закрыт большим мячом.

Выводы

... Луна - единственный естественный спутник Земли и ближайшее к нам небесное тело; среднее расстояние до Луны - 384000 километров.

... Вполне естественно, что Луна, как ближайшее к Земле небесное тело, стала первым объектом, к которому направились космические аппараты.

... Измерения, произведенные приборами станции Луна 1, позволили ученым сделать два важных вывода. Во-первых, было установлено, что в окрестностях Луны существенное магнитное поле отсутствует. Во-вторых, межпланетном пространстве были зарегистрированы потоки ионизированной плазмы – так называемый солнечный ветер.

Заключение

ЛУНА, естественный спутник Земли, ее постоянный ближайший сосед. Это скалистое шаровидное тело без атмосферы и жизни. Ее диаметр 3480 км, т.е. немногим более четверти диаметра Земли. Ее угловой диаметр (угол, под которым диск Луны виден с Земли) составляет около 30¢ дуги. Среднее расстояние Луны от Земли 384 400 км, что равно примерно 30 диаметрам Земли. Космический корабль может добраться до Луны менее чем за 3 сут. Первый достигший Луны аппарат «Луна-2» был запущен 12 сентября 1959 в СССР. Первые люди ступили на Луну 20 июля 1969; это были астронавты «Аполлона-11», запущенного в США.

Список ресурсов

Печатные издания:

1001 вопрос и ответ. Большая книга знаний. 2004г.