Kuu on planeettamme satelliitti, joka houkuttelee tutkijoiden ja vain uteliaiden katseita ikimuistoisista ajoista lähtien. Muinaisessa maailmassa sekä astrologit että tähtitieteilijät omistivat hänelle vaikuttavia tutkielmia. Runoilijat eivät jääneet niistä jälkeen. Nykyään tässä mielessä ei ole juurikaan muuttunut: tähtitieteilijät tutkivat huolellisesti Kuun kiertorataa, sen pinnan ja sisustuksen ominaisuuksia. Horoskooppien laatijat eivät myöskään ota katsettaan pois hänestä. Molemmat tutkivat satelliitin vaikutusta Maahan. Tähtitieteilijät tutkivat, kuinka kahden kosmisen kappaleen vuorovaikutus vaikuttaa molempien liikkeisiin ja muihin prosesseihin. Kuuta tutkittaessa tieto tällä alalla on lisääntynyt merkittävästi.
Alkuperä
Tutkijoiden mukaan Maa ja Kuu muodostuivat suunnilleen samaan aikaan. Molemmat ruumiit ovat 4,5 miljardia vuotta vanhoja. Satelliitin alkuperästä on olemassa useita teorioita. Jokainen niistä selittää tiettyjä Kuun piirteitä, mutta jättää useita ratkaisemattomia kysymyksiä. Jättiläisten törmäysteoriaa pidetään nykyään lähimpänä totuutta.
Hypoteesin mukaan Marsin kokoinen planeetta törmäsi nuoren maan kanssa. Isku oli tangentiaalinen ja aiheutti suurimman osan tämän kosmisen kappaleen aineesta sekä tietyn määrän maanpäällistä "materiaalia" vapautumisen avaruuteen. Tästä aineesta muodostui uusi esine. Kuun kiertoradan säde oli alun perin kuusikymmentätuhatta kilometriä.
Hypoteesi jättimäisestä törmäyksestä selittää hyvin monet satelliitin rakenteen ja kemiallisen koostumuksen piirteet, useimmat Kuu-Maa-järjestelmän ominaisuudet. Kuitenkin, jos otamme teorian perustaksi, jotkut tosiasiat jäävät silti käsittämättömiksi. Näin ollen raudan puute satelliitissa voidaan selittää vain sillä, että törmäyshetkellä sisäkerrosten erilaistuminen oli tapahtunut molemmissa kappaleissa. Toistaiseksi ei ole todisteita siitä, että tällaista olisi tapahtunut. Silti tällaisista vasta-argumenteista huolimatta hypoteesia jättimäisestä vaikutuksesta pidetään pääasiallisena kaikkialla maailmassa.
Parametrit
Kuulla, kuten useimmilla muilla satelliiteilla, ei ole ilmakehää. Vain jälkiä hapesta, heliumista, neonista ja argonista on löydetty. Pintalämpötila valaistuilla ja tummilla alueilla on siksi hyvin erilainen. Aurinkoisella puolella lämpötila voi nousta +120 ºС ja pimeällä puolella -160 ºС.
Maan ja Kuun välinen keskimääräinen etäisyys on 384 000 km. Satelliitin muoto on lähes täydellinen pallo. Ero ekvatoriaalisen ja napaisen säteen välillä on pieni. Ne ovat 1738,14 ja 1735,97 km.
Kuun täydellinen vallankumous Maan ympärikestää hieman yli 27 päivää. Satelliitin liikkeelle taivaalla tarkkailijalle on ominaista vaiheiden vaihtuminen. Aika täysikuusta toiseen on jonkin verran ilmoitettua ajanjaksoa pidempi ja on noin 29,5 päivää. Ero johtuu siitä, että maa ja satelliitti liikkuvat myös Auringon ympäri. Kuun täytyy kulkea hieman enemmän kuin yksi ympyrä palatakseen alkuperäiseen asentoonsa.
Maa-Kuujärjestelmä
Kuu on satelliitti, joka eroaa hieman muista vastaavista kohteista. Sen pääominaisuus tässä mielessä on sen massa. Sen on arvioitu olevan 7,351022 kg, mikä on noin 1/81 maapallon samasta parametrista. Ja jos massa itsessään ei ole jotain epätavallista avaruudessa, niin sen suhde planeetan ominaisuuksiin on epätyypillinen. Satelliitti-planeettajärjestelmissä massasuhde on yleensä hieman pienempi. Vain Pluto ja Charon voivat ylpeillä samanlaisella suhteella. Näitä kahta kosmista kappaletta alettiin jokin aika sitten luonnehtia kahden planeetan järjestelmäksi. Tämä nimitys näyttää pätevän myös Maan ja Kuun tapauksessa.
Kuu kiertoradalla
Satelliitti tekee yhden kierroksen planeetan ympäri tähtiin nähden sidereaalikuukaudessa, mikä kestää 27 päivää 7 tuntia ja 42,2 minuuttia. Kuun kiertorata on muodoltaan elliptinen. Eri aikoina satelliitti sijaitsee joko lähempänä planeettaa tai kauempana siitä. Maan ja Kuun välinen etäisyys muuttuu 363 104 kilometristä 405 696 kilometriin.
Satelliittiradallavielä yksi todiste liittyy oletukseen, että maapalloa satelliitin kanssa on pidettävä kahdesta planeettasta koostuvana järjestelmänä. Kuun kiertorata ei sijaitse lähellä Maan päiväntasaajan tasoa (kuten useimmille satelliiteille on tyypillistä), vaan käytännössä planeetan kiertoradalla Auringon ympäri. Ekliptiikan ja satelliitin reitin välinen kulma on hieman yli 5º.
Kuun kiertoradalle Maan ympäri vaikuttavat monet tekijät. Tässä suhteessa satelliitin tarkan lentoradan määrittäminen ei ole helppo tehtävä.
Hieman historiaa
Kuun liikkumista selittävä teoria syntyi vuonna 1747. Ensimmäiset laskelmat, jotka toivat tutkijat lähemmäksi satelliitin kiertoradan ominaisuuksien ymmärtämistä, oli ranskalainen matemaatikko Clairaut. Sitten, kaukaisella 1700-luvulla, Kuun vallankumous Maan ympäri esitettiin usein argumenttina Newtonin teoriaa vastaan. Universaalin gravitaatiolain avulla tehdyt laskelmat poikkesivat suuresti satelliitin näennäisliikkeestä. Clairaut ratkaisi tämän ongelman.
Asiaa tutkivat tunnetut tiedemiehet, kuten d'Alembert ja Laplace, Euler, Hill, Puiseux ja muut. Moderni teoria kuun vallankumouksesta alkoi itse asiassa Brownin työstä (1923). Brittiläisen matemaatikon ja tähtitieteilijän tutkimus auttoi poistamaan laskelmien ja havaintojen väliset erot.
Ei helppo tehtävä
Kuun liike koostuu kahdesta pääprosessista: pyörimisestä akselinsa ympäri ja kiertämisestä planeettamme ympäri. Ei olisi niin vaikeaa johtaa teoriaa, joka selittää satelliitin liikkeen, jossen kiertoradalle eivät vaikuttaneet useat tekijät. Tämä on auringon vetovoima, Maan muodon ja muiden planeettojen gravitaatiokenttien ominaisuudet. Tällaiset vaikutukset häiritsevät kiertorataa ja Kuun tarkan sijainnin ennustamisesta tietyllä ajanjaksolla tulee vaikea tehtävä. Ymmärtääksemme, mistä tässä on kysymys, katsotaanpa joitain satelliitin kiertoradan parametreja.
Nouseva ja laskeva solmu, apsideiden rivi
Kuten jo mainittiin, Kuun kiertorata on kallistunut ekliptiikkaan. Kahden kappaleen liikeradat leikkaavat pisteissä, joita kutsutaan nouseviksi ja laskeviksi solmuiksi. Ne sijaitsevat kiertoradan vastakkaisilla puolilla suhteessa järjestelmän keskustaan, toisin sanoen Maahan. Kuvitteellinen viiva, joka yhdistää nämä kaksi pistettä, kutsutaan solmuviivaksi.
Satelliitti on lähimpänä planeettamme perigee-pisteessä. Suurin etäisyys erottaa kaksi avaruuskappaletta, kun Kuu on huipussaan. Nämä kaksi pistettä yhdistävää linjaa kutsutaan apsideiden linjaksi.
Ratahäiriöt
Monien tekijöiden vaikutuksesta satelliitin liikkeeseen, se on itse asiassa useiden liikkeiden summa. Harkitse havaittavissa olevia häiriötekijöitä.
Ensimmäinen on solmuviivan regressio. Kuun kiertoradan tason ja ekliptiikan kaksi leikkauspistettä yhdistävä suora viiva ei ole kiinnitetty yhteen paikkaan. Se liikkuu hyvin hitaasti satelliitin liikettä vastakkaiseen suuntaan (siksi sitä kutsutaan regressioksi). Toisin sanoen Kuun kiertoradan tasopyörii avaruudessa. Häneltä kestää 18,6 vuotta yhden täyden kierroksen tekemiseen.
Apsidejen rivi liikkuu myös. Apocenterin ja periapsiksen yhdistävän suoran liike ilmaistaan kiertoradan kiertoliikkeenä samaan suuntaan kuin Kuu liikkuu. Tämä tapahtuu paljon nopeammin kuin solmurivin tapauksessa. Täysi vuoro kestää 8, 9 vuotta.
Lisäksi Kuun kiertoradalla esiintyy tietyn amplitudin vaihteluita. Ajan myötä sen tason ja ekliptiikan välinen kulma muuttuu. Arvoalue on 4°59' - 5°17'. Aivan kuten solmuviivan tapauksessa, tällaisten vaihteluiden jakso on 18,6 vuotta.
Lopuksi Kuun kiertorata muuttaa muotoaan. Se venyy hieman ja palaa sitten takaisin alkuperäiseen kokoonpanoonsa. Samalla kiertoradan epäkeskisyys (sen muodon poikkeama ympyrästä) muuttuu arvosta 0,04 arvoon 0,07. Muutokset ja paluu alkuperäiseen asentoon kestää 8,9 vuotta.
Se ei ole niin yksinkertaista
Itse asiassa ne neljä tekijää, jotka on otettava huomioon laskelmissa, eivät ole niin montaa. Ne eivät kuitenkaan tyhjennä kaikkia satelliitin kiertoradan häiriöitä. Itse asiassa jokaiseen Kuun liikkeen parametriin vaikuttaa jatkuvasti suuri joukko tekijöitä. Kaikki tämä vaikeuttaa satelliitin tarkan sijainnin ennustamista. Ja kaikkien näiden parametrien huomioon ottaminen on usein tärkein tehtävä. Esimerkiksi Kuun liikeradan laskeminen ja sen tarkkuus vaikuttavat siihen lähetetyn avaruusaluksen tehtävän onnistumiseen.
Kuun vaikutus Maahan
Planeettamme satelliitti on suhteellisen pieni, mutta sen vaikutus on hyvähuomattavasti. Ehkä kaikki tietävät, että Kuu muodostaa vuorovedet maan päällä. Tässä on heti tehtävä varaus: Aurinko aiheuttaa myös samanlaisen vaikutuksen, mutta paljon suuremman etäisyyden vuoksi tähden vuorovesivaikutus on vain vähän havaittavissa. Lisäksi merien ja v altamerten vedenpinnan muutos liittyy myös itse Maan pyörimisen erityispiirteisiin.
Auringon gravitaatiovaikutus planeetallemme on noin kaksisataa kertaa suurempi kuin Kuun. Vuorovesivoimat riippuvat kuitenkin ensisijaisesti kentän epähomogeenisuudesta. Maata ja Aurinkoa erottava etäisyys tasoittaa niitä, joten lähellämme olevan Kuun vaikutus on voimakkaampi (kaksi kertaa suurempi kuin valaisimen tapauksessa).
Vuorovesi muodostuu planeetan sille puolelle, joka tällä hetkellä on yötähden puolella. Vastakkaisella puolella on myös vuorovesi. Jos Maa olisi paikallaan, a alto siirtyisi lännestä itään, joka sijaitsee tarkalleen kuun alla. Sen täysi vallankumous saataisiin päätökseen 27 parittomassa päivässä, eli sideerisessä kuukaudessa. Maan pyörimisaika akselinsa ympäri on kuitenkin hieman alle 24 tuntia, minkä seurauksena a alto kulkee planeetan pinnalla idästä länteen ja tekee yhden kierroksen 24 tunnissa ja 48 minuutissa. Koska a alto kohtaa jatkuvasti maanosat, se siirtyy eteenpäin Maan liikkeen suuntaan ja ohittaa planeetan satelliitin.
Kuun kiertoradan poistaminen
Vyöhykea alto saa v altavan vesimassan liikkumaan. Tämä vaikuttaa suoraan satelliitin liikkeeseen. Vaikuttava osaPlaneetan massa siirtyy kahden kappaleen massakeskuksia yhdistävästä linjasta ja vetää kuun puoleensa. Tämän seurauksena satelliitti kokee voimamomentin, joka kiihdyttää sen liikettä.
Samaan aikaan mantereet, jotka juoksevat hyökyaallolla (ne liikkuvat nopeammin kuin a alto, koska maa pyörii nopeammin kuin Kuu), kokevat voiman, joka hidastaa niitä. Tämä johtaa planeettamme pyörimisen asteittaiseen hidastumiseen.
Kahden kappaleen vuorovesivuorovaikutuksen sekä energian ja liikemäärän säilymisen lakien vaikutuksesta satelliitti siirtyy korkeammalle kiertoradalle. Tämä vähentää kuun nopeutta. Radalla se alkaa liikkua hitaammin. Jotain vastaavaa tapahtuu maan kanssa. Se hidastuu, mikä johtaa asteittaiseen päivän pituuden pidentymiseen.
Kuu siirtyy pois maasta noin 38 mm vuodessa. Paleontologien ja geologien tutkimukset vahvistavat tähtitieteilijöiden laskelmat. Maan asteittainen hidastuminen ja Kuun poistuminen alkoivat noin 4,5 miljardia vuotta sitten, eli siitä hetkestä, kun kaksi kappaletta muodostuivat. Tutkijoiden tiedot tukevat olettamusta, että aiemmin kuun kuukausi oli lyhyempi ja maa pyörii nopeammin.
Vyöhykea alto ei esiinny vain v altamerten vesissä. Samanlaisia prosesseja tapahtuu sekä vaipassa että maankuoressa. Ne ovat kuitenkin vähemmän havaittavissa, koska nämä kerrokset eivät ole yhtä muokattavia.
Kuun taantuma ja Maan hidastuminen eivät tapahdu ikuisesti. Lopulta planeetan pyörimisjakso on yhtä suuri kuin satelliitin kierrosjakso. Kuu "leipuu" yhden alueen päälläpinnat. Maa ja satelliitti kääntyvät aina samalla puolella toisiaan kohti. Tässä yhteydessä on syytä muistaa, että osa tästä prosessista on jo saatu päätökseen. Vuorovesivuorovaikutus on johtanut siihen, että Kuun sama puoli on aina näkyvissä taivaalla. Avaruudessa on esimerkki järjestelmästä, joka on tällaisessa tasapainossa. Näitä kutsutaan jo Plutoksi ja Charoniksi.
Kuu ja Maa ovat jatkuvassa vuorovaikutuksessa. On mahdotonta sanoa, kummalla ruumiista on enemmän vaikutusta toiseen. Samaan aikaan molemmat ovat alttiina auringolle. Myös muilla, kauempana olevilla kosmisilla kappaleilla on merkittävä rooli. Kaikkien tällaisten tekijöiden huomioon ottaminen tekee melko vaikeaksi rakentaa ja kuvata tarkasti mallia satelliitin liikkeestä planeettamme ympärillä. V altava määrä kertynyttä tietoa sekä jatkuvasti kehittyvät laitteet mahdollistavat kuitenkin enemmän tai vähemmän tarkasti satelliitin sijainnin ennustamisen milloin tahansa ja tulevaisuuden, joka odottaa jokaista kohdetta erikseen ja Maa-Kuu-järjestelmää. kokonainen.
