Transcript С.О.Божко. Місяць – супутник Землі: презентація до уроку (3.4 МБ)

МІСЯЦЬ
ТЕОРІЇ ПОХОДЖЕННЯ МІСЯЦЯ:
 Місяць
і Земля сформувалися в той
самий час із газо-пилової хмари
 Місяць відколовся від Землі
 Місяць сформувався в іншому місці і
згодом був захоплений Землею.
СЬОГОДНІШНЯ ТЕОРІЯ
Земля зіштовхнулася з об'єктом розміром з Марс
Місяць
Мі́сяць — єдиний природний супутник планети Земля.
Римляни називали супутник Землі Луною (Luna), греки —
Селеною (Σελήνη), давні єгиптяни — Іях.
ПЛАНЕТАРНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Радіус = 1 738 км
Велика піввісь орбіти = 384 400 км
Орбітальний період = 27,321661 діб
Эксцентриситет орбіти = 0,0549
Нахил орбіти екватора = 5,16
Температура поверхні
= від −160° до +120 °C
Доба = 708 годин
Відстань до Землі = 384400 км
МІСЯЦЬ ПРИВЕРТАВ УВАГУ ЛЮДЕЙ З ДОІСТОРИЧНИХ ЧАСІВ. ЦЕ
ДРУГИЙ НАЙЯСКРАВІШИЙ ОБ'ЄКТ НА НЕБІ ПІСЛЯ СОНЦЯ. ОСКІЛЬКИ
МІСЯЦЬ ОБЕРТАЄТЬСЯ ПО ОРБІТІ НАВКОЛО ЗЕМЛІ З ПЕРІОДОМ В ОДИН
МІСЯЦЬ, КУТ МІЖ ЗЕМЛЕЮ, МІСЯЦЕМ І СОНЦЕМ ЗМІНЮЄТЬСЯ;
МИ СПОСТЕРІГАЄМО ЦЕ ЯВИЩЕ ЯК ЦИКЛ МІСЯЧНИХ ФАЗ. ПЕРІОД
ЧАСУ МІЖ ПОСЛІДОВНИМИ НОВИМИ МІСЯЦЯМИ СТАНОВИТЬ 29,5 ДНІВ
(709 ГОДИН).
ХОЧА МІСЯЦЬ І ОБЕРТАЄТЬСЯ НАВКОЛО СВОЄЇ ОСІ, ВІН ЗАВЖДИ
ЗВЕРНЕНИЙ ДО ЗЕМЛІ ОДНИМ І ТИМ ЖЕ БОКОМ. РІЧ У ТІМ, ЩО
МІСЯЦЬ РОБИТЬ ОДИН ОБЕРТ НАВКОЛО СВОЄЇ ОСІ ЗА ТОЙ САМИЙ ЧАС
(27,3 ДІБ), ЩО Й ОДИН ОБЕРТ НАВКОЛО ЗЕМЛІ. А ОСКІЛЬКИ НАПРЯМ
ОБОХ ОБЕРТАНЬ ЗБІГАЄТЬСЯ, ЙОГО ПРОТИЛЕЖНИЙ БІК З ЗЕМЛІ
ПОБАЧИТИ НЕМОЖЛИВО. ПРОТЕ, ОСКІЛЬКИ ОБЕРТАННЯ МІСЯЦЯ
НАВКОЛО ЗЕМЛІ ПО ЕЛІПТИЧНІЙ ОРБІТІ ВІДБУВАЄТЬСЯ
НЕРІВНОМІРНО, З ЗЕМЛІ МОЖНА СПОСТЕРІГАТИ 59% МІСЯЧНОЇ
ПОВЕРХНІ.
ФАЗИ МІСЯЦЯ
Місяць не є самосвітним тілом, як і всі
планети. Спостерігати його можна лише
настільки, наскільки він освітлюється Сонцем.
Через особливості руху Місяць завжди
освітлюється Сонцем тільки з одного боку, але
земний спостерігач у різний час бачить
освітлену половину по-різному. Місяць змінює
свою видиму форму, і ці зміни називаються
фазами. Фази залежать від відносного
розташування Землі, Місяця й Сонця.
Молодик – фаза, коли місяць знаходиться між
Землею і Сонцем. У цей момент він невидимий
для земного спостерігача.
Повня – протилежна точка орбіти Місяця, у
якій його освітлена Сонцем півкуля видима
земному спостерігачеві повністю.
Проміжні фази – положення Місяця між
молодиком і повнею, коли земний спостерігач
бачить більшу або меншу частину освітленої
півкулі, їх називають чвертями.
МІСЯЦЬ, ФАЗИ МІСЯЦЯ
Фази Місяця. Поверхня Місяця світиться відбитим сонячним
світлом, тому його зовнішній вигляд змінюється залежно від того,
яке положення він займає відносно Сонця. Така зміна
зовнішнього вигляду Місяця для спостерігача на Землі
називається фазами Місяця. Розрізняють чотири найголовніші
фази: новий Місяць - 1, перша чверть - 3, повня (повний Місяць)
- 5, третя (остання) чверть - 7.
Досліджуючи положення Місяця серед зір у моменти повторення
однієї й тієї ж фази, можна зробити висновок: однакові фази
Місяця повторюються приблизно через кожні S = 29,5 доби, але
настають вони в різних точках місячної орбіти - у кожному
наступному місяці на 30° східніше порівняно з попереднім.
Проміжок часу S між двома однойменними фазами Місяця
називається синодичним місяцем (від грец. «синодос» «зближення», мається на увазі зближення нового Місяця з
Сонцем).
СОНЯЧНЕ ТА МІСЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
Затемнення Сонця та Місяця. Земля і Місяць, освітлюючись Сонцем, відкидають
тіні у вигляді конусів у бік, протилежний від Сонця. Конус земної тіні довший
за місячний, а його діаметр на відстані Місяця перевершує діаметр Місяця
більш ніж у 2,5 рази. Рухаючись навколо Землі, Місяць двічі на місяць
опиняється на лінії Земля-Сонце. У такі моменти і може настати сонячне чи
місячне затемнення.
Щоб відбулося сонячне або місячне затемнення, необхідно, щоб Місяць у фазі
нового місяця або ж у повні знаходився поблизу одного з вузлів своєї
орбіти, тобто недалеко від екліптики.
Кожного року обов'язково буває два сонячних затемнення; за доброго збігу
обставин їх може відбутись навіть п'ять.
Що стосується місячних затемнень, то, згідно з розрахунками, їх може бути на рік
два чи три, а може і зовсім не бути. Отже, мінімальна кількість затемнень
на рік - два (обидва сонячні), максимальна - сім (п'ять сонячних і два
місячних, або чотири сонячних і три місячних).
ПОВНЕ МІСЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
ПОВНЕ МІСЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
Місячне затемнення відбувається тоді, коли Місяць потрапляє в конус тіні,
відкинутої Землею. Оскільки під час затемнення Місяць насправді
позбавляється сонячного світла, то місячне затемнення видно на всій нічній
півкулі Землі і для всіх точок цієї півкулі починається і закінчується водночас.
Повна фаза затемнення може тривати до 1 год 40 хв, а все місячне затемнення
триває більше трьох годин. Очевидно, що місячні затемнення можуть
відбуватись тільки під час повні.
ПОВНЕ МІСЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
СОНЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
СОНЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
Сонячне затемнення відбувається тоді, коли тінь від Місяця потрапляє на
поверхню Землі. У різних точках Землі сонячне затемнення настає в різний
час.
Внаслідок руху Місяця навколо Землі та обертання Землі навколо осі тінь від
Місяця переміщується по земній поверхні приблизно з заходу на схід,
утворюючи смугу довжиною кілька тисяч кілометрів і максимальною
шириною 270 км. Повна фаза затемнення, коли Сонце повністю
закривається диском Місяця, триває не більше 7,5 хв.
Разом з частковими фазами, коли Місяць тільки насувається на Сонце або
сходить з його диска, сонячне затемнення може тривати більше двох годин.
Очевидно, що затемнення Сонця можуть відбуватись тільки у фазі нового
місяця.
СОНЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
КІЛЬЦЕПОДІБНЕ СОНЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ
ПОСЛІДОВНІСТЬ СОНЯЧНИХ ТА МІСЯЧНИХ
ЗАТЕМНЕНЬ
Послідовність затемнень повторюється майже точно у тому ж
порядку через деякий проміжок часу, що називається саросом
(з єгипетської - «повторення»). Сарос, відомий задовго до
початку нашої ери, складає 18 років і 10,3 чи 11,3 доби
(залежно від того, скільки високосних років було в періоді).
Повторення послідовності сонячних та місячних затемнень
Збувається через повторення взаємного положення Сонця,
Місяця і вузлів місячної орбіти на небесній сфері. Впродовж
кожного сароса буває 43 сонячних затемнення і 25-29
місячних. На певній географічній довготі те ж затемнення
повторюється через три сароси. А в конкретному пункті Землі
повне сонячне затемнення трапляється в середньому раз на
300 років.
ГРАВІТАЦІЙНА ВЗАЄМОДІЯ.
ПРИПЛИВИ І ВІДЛИВИ.
Гравітаційні сили між Землею і Місяцем викликають деякі
цікаві ефекти. Найвідоміший з них — морські припливи і
відливи. Гравітаційне тяжіння Місяця сильніше на тому боці
Землі, яка звернена до Місяця, і слабше на протилежному
боці. Тому поверхня Землі, і особливо океани, витягуються в
напрямку до Місяці. Якби ми подивилися на Землю збоку, ми
побачили б дві опуклості, і обидві вони спрямовані у бік
Місяця, але перебувають на протилежних сторонах Землі. Цей
ефект набагато сильніший в океанській воді, ніж у твердій
корі, тож опуклість води більша. А позаяк Земля обертається
набагато швидше, ніж Місяць переміщується за своєю
орбітою, переміщення опуклостей навколо Землі раз за день
дає дві вищих точки припливу у день.
ГЕОГРАФІЯ МІСЯЦЯ
Поверхню Місяця можна розділити на два типи: дуже
стара гірська місцевість з великою кількістю вулканів і
відносно гладкі і молоді місячні моря. Місячні моря, які
становлять приблизно 16% всієї поверхні Місяця, — це
величезні кратери, що виникли в результаті сутичок з
небесними тілами, які були пізніше затоплені рідкої
лавою. Більша частина поверхні покрита реголітом —
сумішшю тонкого пилу і скелястих уламків, отриманих
із зіткнень з метеорами. З незрозумілої причини
місячні моря сконцентровані на зверненій до нас
стороні.
Більшість кратерів на зверненій до нас стороні
називається імеменами знаменитих людей історії
науки, таких як Тихо Браге, Коперник і Птолемей.
Особливості ландшафту на зворотному боці мають
сучасніші назви типу Аполлон, Гагарін і Корольов — в
основному це російські назви, оскільки перші знімки
зроблено радянським кораблем Луна-3. На додачу до
цих особливостей на зворотному боці Місяця міститься
величезний басейн кратерів величиною 2250 км в
діаметрі і 12 км глибиною — це найбільший басейн,
який з'явився в результаті зіткнення, у Сонячній
системі, і знаходиться в західній частини видимої
сторони (його видно з Землі), який є чудовим
прикладом багато-кільцевого кратера.
Також виділяють другорядні деталі місячного рельєфу
— бані, хребти, долини і тріщини, котрі називаються
місячними борознами (риллами).
ДОСЛІДЖЕННЯ МІСЯЦЯ
Винахід телескопів дозволив розрізняти менші
деталі рельєфу Місяця. Першу місячну карту склав
Річчіолі в 1651 році, він же дав назву найбільшим
кратерам. Слідом за ним займалися картографією
Місяця Ньютон і Гершель, карта стала
докладнішою, оскільки поліпшилася техніка
спостереження.
З початком космічної ери кількість знань про Місяць
значно збільшилася. Став відомий склад місячного
ґрунту, вчені навіть отримали його зразки,
складена карта зворотного боку.
Вперше Місяць відвідав радянський космічний
корабель Луна-2 13 вересня 1959 року.
Вперше астрономам вдалося заглянути на
зворотний бік Місяця в 1959, коли радянська
станція Луна-3 пролетіла над ним і
сфотографувала невидиму з Землі частину її
поверхні. Зворотний бік Місяця являє собою
ідеальне місце для астрономічної обсерваторії.
Розміщеним тут оптичним телескопам не довелося
б пробиватися крізь щільну земну атмосферу. А для
радіотелескопів Місяць послужив б природним
щитом із твердих гірських порід завтовшки 3500
км, який надійно прикрив би від будь-яких
радіоперешкод із Землі.
На початку 1960-х років було очевидно, що в освоєнні космосу США відстає від
СРСР. Джон Кеннеді заявив — висадка людини на Місяць відбудеться до 1970 року.
Для підготовки до пілотованого польоту NASA виконало кілька космічних програм:
«Рейнджер» — фотографування поверхні, «Сервейор» (1966—1968) — м'яка
посадка і зйомки місцевості і «Лунар орбітер» (1966—1967) — детальне
зображення поверхні Місяця.
Сама програма пілотованого польоту на Місяць називалася Космічна програма
«Аполлон».
Місяць — єдине позаземне тіло, на якому побувала людина. Перша
посадка сталася 20 липня 1969 року; остання — у грудні 1972 року. Місяць є також
єдиним небесним тілом, зразки якого були доставлені на Землю.
СРСР відповів відправкою на Місяць двох радіокерованих самохідних апаратів,
«Луноход-1» у листопаді 1970 року і «Луноход-2» у січні 1973.
Після закінчення радянської космічної програми «Луна» і американської Космічна
програма «Аполлон» дослідження Місяця за допомогою космічних апаратів було
практично припинено. Але на початку XXI століття Китай опублікував свою
програму освоєння Місяця, що включає, крім доставки місяцеходу (в 2011 році) і
відправки ґрунту на Землю (2012), ще й будівництво населених місячних баз
(2030). Вважається, що це змусило інші космічні держави знову розгорнути місячні
програми. Так, наприклад, ЕКА 28 вересня 2003 запустило перший місячний зонд
«Смарт-1», а Джордж Буш 14 січня 2004 оголосив, що в плани США входить
створення нових пілотованих космічних кораблів, здатних доставити людей на
Місяць, з метою закласти до 2020 року перші місячні бази.
Сьогодні дослідникам доступно 382 кг місячного
ґрунту, зібраного в ході здійснення проекту
"Аполлон" (1969-1972 рр.) і бл. 300 г ґрунту,
доставленого радянськими автоматичними станціями
Луна-16, Луна-20 і Луна-24. Цей ґрунт являє собою
бл. 2200 різних зразків з дев'яти місць Місяця.
Близько 45 кг зразків NASA безкоштовно передало в
ряд науково-дослідних організацій у США та в інших
країнах. Зразки для дослідження може отримати
будь-яка наукова установа, що складе обґрунтовану
заявку.
На початку ХХІ ст. програми дослідження Місяця
активізувалися. Про свої плани створити орбітальну
навколомісячну станцію заявили ряд країн, зокрема
США, Китай, Індія, Росія, Японія. Міжнародний
космічний консорціум планує зробити це до 2010 р.
Фахівці прогнозують, що у 2012 р. настане час
масового запуску автоматизованих місяцеходів, а до
2015 р. буде створено докладну карту корисних
копалин Місяця. У 2020 р. планується послати на
Місяць пілотну експедицію і розпочати будівництво
населеної місячної бази, яка буде виконувати не
тільки місію освоєння Місяця, але і забезпечувати
полегшення польотів на Марс та інші планети
Сонячної системи.