Луна

Луна — единственный естественный спутник Земли, пятый по величине в Солнечной системе. Форма Луны близка к шару радиусом 1738 км. Она светит отраженным светом и движется вокруг Земли по слабо вытянутой эллиптической орбите, которая наклонена к плоскости земной орбиты под углом 5,15°. Лунная ось почти перпендикулярна плоскости орбиты Земли.

Видимая сторона Луны
Видимая сторона Луны

Масса Луны всего в 81,3 раза меньше земной и равна 7,35 · 1022 кг, а ее возраст практически совпадает с возрастом Земли и оценивается в 4,5 млрд лет. Собственное магнитное поле Луны очень слабое, оно не превышает 1/10 000 доли земного магнетизма и практически неразличимо на фоне межпланетного магнитного поля.

Центр масс системы Земля — Луна расположен внутри Земли на расстоянии 4750 км от центра планеты. Среднее расстояние от Земли до Луны равно 384 404 км. Путь Луны вокруг Земли — не эллипс, а медленно раскручивающаяся спираль, так как Луна удаляется от Земли со скоростью около 4 см в год и в далеком прошлом была гораздо ближе к нам, чем сейчас. Объясняется этот эффект взаимным притяжением Луны и Земли, которое тормозит вращение Земли, вызывает приливы и отливы и синхронизирует вращение Луны вокруг своей оси с ее обращением вокруг Земли. В результате лунный день приблизительно равен месяцу и составляет 27,32 земных суток, так что Луна всегда обращена к Земле одним своим полушарием.

След астронавта Эдвина Олдрина, оставленный им при высадке на Луне
След астронавта Эдвина Олдрина, оставленный им при высадке на Луне. Он останется там навсегда: на Луне не бывает ветров.

Лунная поверхность состоит из относительно ровных темных участков — «морей» и более светлых гористых участков — «материков» («земель»), занимающих 84% лунной площади. Они покрыты характерными для Луны кольцевыми горами, горными хребтами длиной в сотни и высотой 3–5 км, протяженными трещинами и бороздами, а также кратерами, образовавшимися в результате метеоритной бомбардировки. Моря представляют собой гигантские ударные кратеры, заполненные застывшей базальтовой лавой. На видимой стороне Луны их 30% по площади, на невидимой — всего 3%.

Почти вся поверхность Луны покрыта толстым слоем спекшегося вещества — реголита, который представляет собой мелко раздробленные лунные породы, состоящие в основном из силикатов и оксидов и образующие как бы слежавшуюся губчатую массу. В районах морей толщина реголита колеблется в пределах от 4 до 8 м, а в материковых — от 4 до 12 м. Реголит поглощает больше 90% солнечного света и сильно рассеивает все, что не удалось поглотить. Рассеянный реголитом солнечный свет и образует характерное для Луны серебристое сияние.

Лунный кратер Дедал Диаметр 93 км. Глубина 3 км (фото НАСА)
Лунный кратер Дедал Диаметр 93 км. Глубина 3 км (фото НАСА)

Из-за малой массы Луна не может удержать своим притяжением мощную атмосферу, концентрация свободных частиц у ее поверхности соответствует вакууму. Как следствие, лунная поверхность не защищена от непосредственного воздействия солнечного электромагнитного излучения, ударов частиц солнечного ветра и метеоритов, а также от резких перепадов температуры: днем она на экваторе разогревается до 120°С, а ночью охлаждается до –170°С.

Небо над Луной черное и днем, и ночью, поскольку для образования хорошо знакомого нам небесно-голубого цвета необходим воздух, которого там нет. В отсутствие атмосферы над поверхностью Луны не дуют ветры и не выпадает никаких осадков, над ней лишь почти неподвижно висит огромный земной диск (который в 3,67 раза больше, чем видимый с Земли лунный диск).

Согласно сейсмическим данным, наш спутник состоит из коры, мантии и ядра. Толщина лунной коры лежит в диапазоне от 50–60 км на стороне, обращенной к Земле, и доходит до 150 км на обратной. Такая разница образовалась под действием сил взаимного притяжения (тех самых, которые вынуждают Луну все время поворачиваться к Земле одной и той же стороной). Лунная кора образована из продуктов плавления расположенной под ней мантии и приблизительно на 75% состоит всего из трех элементов — кислорода, кремния и алюминия.

Расположенную под корой мантию делят в зависимости от скорости прохождения сейсмических волн на три слоя: верхнюю (твердую), среднюю (частично расплавленную) и нижнюю (горячую и пластичную). Вероятно, под мантией на глубине порядка 1500 км находится небольшое, 2–3% от массы всего спутника, железное или железо-сернистое ядро, радиус которого не превышает 400 км.