Месяц (спадарожнік Зямлі)

Месяц
Арбітальныя характарыстыкі
Перы	363 104 км 0,0024 а.а.
Апа	405 696 км 0,0027 а.а.
Вялікая паўвось (a)	384 399 км 0,00257 а.а.
Эксцэнтрысітэт арбіты (e)	0,0549 (сярэдні)
Сідэрычны перыяд абарачэння	27,321582 дзён 27 д 7 гадз 43,1 мін
Сінадычны перыяд абарачэння	29,530588 дзён 29 д 12 гадз 44,0 мін
Арбітальная скорасць (v)	1,023 км/с (сярэдняя)
Нахіл (i)	5,145° адн. экліптыкі
Даўгата ўзыходнага вузла (Ω)	(змяншэнне) 1 абарот за 18,6 гадоў
Аргумент перыцэнтра (ω)	(узрастанне) 1 абарот за 8,85 гадоў
Чый спадарожнік	Зямлі
Фізічныя характарыстыкі
Сплюшчанасць	0,00125
Экватарыяльны радыус	1738,14 км 0,273 зямныя
Палярны радыус	1735,97 км 0,273 зямныя
Сярэдні радыус	1737,10 км 0,273 зямныя
Акружнасць вялікага круга	10 917 км
Плошча паверхні (S)	3,793×107 км² 0,074 зямныя
Аб'ём (V)	2,1958×1010 км³ 0,020 зямных
Маса (m)	7,3477×1022 кг 0,0123 зямныя
Сярэдняя шчыльнасць (ρ)	3,3464 г/см³
Паскарэнне свабоднага падзення на экватары (g)	1,62 м/с²
Першая касмічная скорасць (v1)	1,68 км/с
Другая касмічная скорасць (v2)	2,38 км/с
Перыяд вярчэння (T)	сінхранізаваны (заўсёды павернуты да Зямлі адным бокам)
Нахіл восі	1,5424° (адносна плоскасці экліптыкі)
Альбеда	0,12
Бачная зорная велічыня	-2,5/-12,9 -12,74 (пры поўным Месяцы)
Тэмпература
	мін. сяр. макс.
Тэмпература	100 К (-173 °C) (экватар) 33 К (-240 °C) 220 К (-53 °C) 130 К (-143 °C) 390 К (117 °C) 230 К (-43 °C)
Атмасфера
Склад: вельмі разрэджаная, маюцца сляды вадароду, гелію, неону і аргону

Ме́сяц — натуральны спадарожнік Зямлі. Самы блізкі да Сонца спадарожнік планеты, бо ў бліжэйшых да Сонца планет, Меркурыя і Венеры, спадарожнікаў няма. Другі па яркасці аб'ект на зямным небасхіле пасля Сонца і пяты па велічыні натуральны спадарожнік планеты Сонечнай сістэмы. Сярэдняя адлегласць паміж цэнтрамі Зямлі і Месяца — 384 467 км (0,002 57 а. а. ~ 30 дыяметраў Зямлі).

Бачная зорная велічыня поўнага Месяца на зямным небе -12,71^m. Асветленасць, якая ствараецца поўным Месяцам каля паверхні Зямлі пры ясным надвор'і, складае 0,25 — 1 лк.

Месяц з'яўляецца адзіным астранамічным аб'ектам, акрамя ўласна Зямлі, на якім пабываў чалавек.

Месяц як нябеснае цела

Арбіта

Са старажытных часоў людзі спрабавалі апісаць і растлумачыць рух Месяца. З часам з'яўляліся ўсё больш дакладныя тэорыі.

Асновай сучасных разлікаў з'яўляецца тэорыя Браўна. Створаная на мяжы XIX-XX стагоддзяў, яна апісвала рух Месяца з дакладнасцю вымяральных прыбораў таго часу. Пры гэтым у разліку выкарыстоўвалася больш за 1400 членаў (каэфіцыентаў і аргументаў пры трыганаметрычных функцыях).

Сучасная навука можа разлічваць рух Месяца і правяраць гэтыя разлікі з яшчэ большай дакладнасцю. Метадамі лазернай лакацыі адлегласць да Месяца вымяраецца з хібнасцю ў некалькі сантыметраў. Такую дакладнасць маюць не толькі вымярэнні, але і тэарэтычныя прадказанні палажэння Месяца; для такіх разлікаў выкарыстоўваюцца выразы з дзясяткамі тысяч членаў, і не існуе граніцы іх колькасці, калі спатрэбіцца яшчэ больш высокая дакладнасць.

У першым прыбліжэнні можна лічыць, што Месяц рухаецца па эліптычнай арбіце з эксцэнтрысітэтам 0,0549 і вялікай паўвоссю 384 399 км. Рэальны рух Месяца даволі складаны, пры яго разліку неабходна ўлічваць мноства фактараў, напрыклад, прыплюснутасць Зямлі і моцны ўплыў Сонца, якое прыцягвае Месяц у 2,2 разы мацней, чым Зямля. Больш дакладна рух Месяца вакол Зямлі можна ўявіць як спалучэнне некалькіх рухаў:

• вярчэнне вакол Зямлі па эліптычнай арбіце з перыядам 27,32166 сутак, гэта так званы сідэрычны месяц (гэта значыць рух адносна зорак);
• паварот плоскасці месяцавай арбіты: яе вузлы (пункты перасячэння арбіты з экліптыкі) ссоўваюцца на захад, робячы поўны абарот за 18,6 гадоў. Гэты рух з'яўляецца прэцэсійным;
• паварот вялікай восі месяцавай арбіты (лініі апсід) з перыядам 8,8 гадоў (адбываецца ў процілеглым кірунку, чым азначаны вышэй рух вузлоў, г. зн. даўгата перыгея павялічваецца);
• перыядычная змена нахілу месяцавай арбіты ў адносінах да экліптыкі ад 4°59′ до 5°19′;
• перыядычная змена памераў месяцавай арбіты: перыгея ад 356,41 да 369,96 тыс. км, апагея ад 404,18 да 406,74 тыс. км;
• паступовае аддаленне Месяца ад Зямлі з прычыны прыліўнога паскарэння (прыкладна на 4 см у год), такім чынам, яго арбіта ўяўляе сабой спіраль, якая павольна раскручваецца.

Агульная будова

Месяц складаецца з кары, верхняй мантыі, сярэдняй мантыі, ніжняй мантыі (астэнасферы) і ядра. Атмасфера практычна адсутнічае. Паверхня Месяца пакрыта так званым рэгалітам — сумессю тонкага пылу і скалістых абломкаў, якія ўтвараюцца ў выніку сутыкненняў метэарытаў з месяцавай паверхняй. Ударна-выбуховыя працэсы, якія суправаджаюць метэарытныя бамбардзіроўкі, спрыяюць ўзрыхленню і перамешванню грунту, адначасова спякаючы і ўшчыльняючы часціцы грунту. Таўшчыня пласта рэгаліту складае ад долей метра да дзясяткаў метраў.

Таўшчыня кары Месяца змяняецца ў шырокіх межах ад 0 да 105 км. Паводле дадзеных са спадарожнікаў гравітацыйнай разведкі GRAIL, таўшчыня месячнай кары большая на тым паўшар'і, якое павернута да Зямлі.

Умовы на паверхні Месяца

Атмасфера Месяца вельмі разрэджаная. Калі паверхня не асветленая Сонцам, утрыманне газаў над ёй не перавышае 2,0×10⁵ часціц/см³ (для Зямлі гэты паказчык складае 2,7×10¹⁹ часціц/см³), а пасля ўзыходу Сонца павялічваецца на два парадкі за кошт дэгазацыі грунту. Разрэджанасць атмасферы прыводзіць да высокага перападу тэмператур на паверхні Месяца (ад −160 °C да +120 °C), у залежнасці ад асветленасці; пры гэтым тэмпература парод, якія залягаюць на глыбіні 1 м, пастаянная і роўная -35 °C. З прычыны практычнай адсутнасці атмасферы, неба на Месяцы заўсёды чорнае, з зоркамі, нават калі Сонца знаходзіцца над гарызонтам.

«На Луне. Восходит Земля.» Паштовая марка СССР, 1967 г.

Зямны дыск вісіць у небе Месяца амаль нерухома. Прычыны невялікіх штомесячных ваганняў Зямлі па вышыні над месяцавым гарызонтам і па азімуце (прыкладна па 7°) такія ж, як у лібрацый. Вуглавы памер Зямлі пры назіранні з Месяца ў 3,7 разоў большы, чым месяцавы пры назіранні з Зямлі, а закрываемая Зямлёй плошча нябеснай сферы ў 13,5 разоў большая, чым закрываемая Месяцам. Ступень асветленасці Зямлі, бачная з Месяца, адваротная месяцавым фазам, бачным на Зямлі: у поўню c Месяца бачная неасветленая частка Зямлі, і наадварот. Асвятленне адлюстраваным святлом Зямлі прыкладна ў 50 разоў мацней, чым асвятленне святлом Месяца на Зямлі, максімальная бачная зорная велічыня Зямлі на Месяцы складае прыблізна −16^m.

Гравітацыйнае поле

Каэфіцыенты сектаральных і тэсеральных гармонік

C3,1 = 0,000030803810	S3,1 = 0,000004259329
C3,2 = 0,000004879807	S3,2 = 0,000001695516
C3,3 = 0,000001770176	S3,3 =-0,000000270970
C4,1 =-0,000007177801	S4,1 = 0,000002947434
C4,2 =-0,000001439518	S4,2 =-0,000002884372
C4,3 =-0,000000085479	S4,3 =-0,000000718967
C4,4 =-0,000000154904	S4,4 = 0,000000053404

Гравітацыйны патэнцыял Месяца традыцыйна запісваюць як суму трох складнікаў:

$W=V+Q+\delta W,$

дзе δW — прыліўны патэнцыял, Q — цэнтрабежны патэнцыял, V — патэнцыял прыцягнення. Патэнцыял прыцягнення звычайна раскладваюць па занальных, сектаральных і тэсеральных гармоніках:

${\begin{aligned}V&={\frac {GM}{r}}\left(1-\sum _{n=2}^{\infty }J_{n}\left({\frac {R}{r}}\right)^{n}P_{n}(\sin \theta )\right.\\&+\left.\sum _{n=2}^{\infty }\sum _{m=1}^{n}\left({\frac {R}{r}}\right)^{n}(C_{nm}\cos m\lambda +S_{nm}\sin m\lambda )P_{n}^{m}(\sin \theta )\right),\end{aligned}}$

дзе P_n^m — далучаны паліном Лежандра, G — гравітацыйная пастаянная, M — маса Месяца, λ і θ — даўгата і шырата.

Прылівы і адлівы

Асноўныя артыкулы: Прыліўныя сілы і Прылівы і адлівы

Гравітацыйны ўплыў Месяца выклікае на Зямлі некаторыя цікавыя эфекты. Найбольш вядомы з іх - марскія прылівы і адлівы. На процілеглых баках Зямлі ўтвараюцца (у першым прыбліжэнні) дзве выпукласці — з боку, павернутага да Месяца, і з процілеглага яму. У сусветным акіяне гэты эфект выяўлены нашмат мацней, чым у цвёрдай кары (выпукласць вады большая). Амплітуда прыліваў (рознасць узроўняў прыліву і адліву) на адкрытых прасторах акіяна невялікая і складае 30-40 см. Аднак паблізу берагоў з прычыны набегу прыліўной хвалі на цвёрдае дно прыліўная хваля павялічвае вышыню, роўна як і звычайныя ветравыя хвалі прыбою. Улічваючы кірунак вярчэння Месяца вакол Зямлі, можна скласці карціну руху прыліўной хвалі па акіяне. Моцныя прылівы больш характэрныя для ўсходніх узбярэжжаў мацерыкоў. Максімальная амплітуда прыліўной хвалі на Зямлі назіраецца ў заліве Фандзі ў Канадзе і складае 18 метраў.

Хоць для зямнога шара велічыня сілы прыцягнення Сонца амаль у 200 разоў большыя, чым сілы прыцягнення Месяца, прыліўныя сілы, спароджаныя Месяцам, амаль удвая большыя за спароджаныя Сонцам. Гэта адбываецца з-за таго, што прыліўныя сілы залежаць не толькі ад велічыні гравітацыйнага поля, а яшчэ і ад ступені яго неаднароднасці. Пры павелічэнні адлегласці ад крыніцы поля неаднароднасць памяншаецца хутчэй, чым велічыня самога поля. Паколькі Сонца амаль у 400 разоў далей ад Зямлі, чым Месяц, то прыліўныя сілы, выкліканыя сонечным прыцягненнем, аказваюцца слабымі.

Магнітнае поле

Лічыцца, што крыніцай магнітнага поля планет з'яўляецца тэктанічная актыўнасць. Напрыклад, у Зямлі поле ствараецца рухам расплаўленага металу ў ядры, у Марса — наступствамі мінулай актыўнасці.

«Луна-1» у 1959 устанавіла адсутнасць аднароднага магнітнага поля на Месяцы^:24. Вынікі даследаванняў навукоўцаў Масачусецкага тэхналагічнага інстытута пацвярджаюць гіпотэзу, што ў яго было вадкае ядро. Гэта ўкладваецца ў рамкі самай папулярнай гіпотэзы паходжання Месяца — сутыкненне Зямлі прыкладна 4,5 мільярда гадоў назад з касмічным целам памерам з Марс «выбіла» з Зямлі велізарны кавалак расплаўленай матэрыі, які пазней ператварыўся ў Месяц. Эксперыментальна удалося даказаць, што на раннім этапе існавання ў Месяца было аналагічнае зямному магнітнае поле.

Назіранне Месяца з Зямлі

Асноўныя артыкулы: Фазы Месяца, Лібрацыя і Зацьменне

Сувязь фаз Месяца з яго становішчам адносна Сонца і Зямлі. Зялёным колерам выдзелены вугал, на які Месяц павернецца з моманту заканчэння сідэрычнага месяца да моманту заканчэння сінадычнага месяца.

Вуглавы дыяметр Месяца вельмі блізкі да сонечнага і складае каля паловы градуса. Месяц з Зямлі выглядае бела-жоўтым, хоць адлюстроўвае толькі 7% падаючага на яго сонечнага святла (прыкладна як драўняны вугаль). Так як Месяц не свеціцца сам, а толькі адлюстроўвае сонечнае святло, з Зямлі бачная толькі асветленая Сонцам частка месяцавай паверхні (у фазах Месяца, блізкіх да маладзіка, гэта значыць у пачатку першай квадры і ў канцы апошняй квадры, пры вельмі вузкім сярпе можна назіраць «папялістае святло Месяца» — слабае асвятленне яе прамянямі Сонца, адбітымі ад Зямлі). Месяц абарочваецца па арбіце вакол Зямлі, і тым самым вугал паміж Зямлёй, Месяцам і Сонцам змяняецца; мы назіраем гэтую з'яву як цыкл месяцавых фаз.

Перыяд часу паміж паслядоўнымі маладзікамі ў сярэднім складае 29,5 дзён (709 гадзін) і называецца сінадычны месяц. Тое, што працягласць сінадычнага месяца большая, чым сідэрычнага, тлумачыцца рухам Зямлі вакол Сонца: калі Месяц адносна зорак здзяйсняе поўны абарот вакол Зямлі, Зямля к гэтаму часу праходзіць ужо ¹⁄₁₃ частку сваёй арбіты, і каб Месяц зноў апынуўся паміж Зямлёй і Сонцам, яму трэба дадаткова каля двух сутак.

Месяцавыя лібрацыі

Хоць Месяц і верціцца вакол сваёй восі, ён заўсёды звернуты да Зямлі адным і тым жа бокам, г. зн. вярчэнне Месяца вакол Зямлі і вакол уласнай восі сінхранізавана. Гэтая сінхранізацыя выклікана трэннем прыліваў, якія стварала Зямля ў абалонцы Месяца. Паводле законаў механікі, Месяц арыентаваны ў полі прыцягнення Зямлі так, што на Зямлю накіравана вялікая паўвось месяцавага эліпсоіда.

З'ява лібрацыі, адкрытая Галілеа Галілеем у 1635 годзе, дазваляе назіраць каля 59% месячнай паверхні. Справа ў тым, што вакол Зямлі Месяц абарочваецца з пераменнай вуглавой скорасцю з прычыны эксцэнтрысітэту месяцавай арбіты (паблізу перыгея рухаецца хутчэй, паблізу апагея павольней), у той час як кручэнне спадарожніка вакол уласнай восі раўнамернае. Гэта дазваляе ўбачыць з Зямлі заходні і ўсходні краі таго боку Месяца (аптычная лібрацыя па даўгаце).

Акрамя таго, у сувязі з нахілам восі вярчэння Месяца да плоскасці зямной арбіты з Зямлі можна ўбачыць паўночны і паўднёвы краі таго боку Месяца (аптычная лібрацыя па шыраце). Існуе яшчэ фізічная лібрацыя, абумоўленая ваганнем спадарожніка вакол становішча раўнавагі ў сувязі са змешчаным цэнтрам цяжару, а таксама ў сувязі з дзеяннем прыліўных сіл з боку Зямлі. Гэтая фізічная лібрацыя мае велічыню 0,02° па даўгаце з перыядам 1 год і 0,04° па шыраце з перыядам 6 гадоў.

З-за рэфракцыі ў атмасферы Зямлі пры назіранні Месяца нізка над гарызонтам яго дыск выглядае прыплюшчаным.

Час (1,255 секунды), за якое святло, пушчанае з Зямлі, дасягае Месяца. Малюнак выкананы ў маштабе.

З-за няроўнасцей рэльефу на паверхні Месяца пры поўным сонечным зацьменні можна назіраць пацеркі Бейлі. Калі ж, наадварот, Месяц трапляе ў цень Зямлі, можна назіраць іншы аптычны эфект: ён чырванее, будучы падсветленым рассеяным у атмасферы Зямлі святлом.

Селеналогія

Радыяльная гравітацыйная анамалія на паверхні Месяца.

Ударны кратар — паглыбленне, якое з'явілася на паверхні касмічнага цела ў выніку падзення іншага цела меншага памеру.

Дзякуючы яго памеру і саставу Месяц часам адносяць да планет зямной групы разам з Меркурыем, Венерай, Зямлёй і Марсам. Вывучаючы геалагічную будову Месяца, можна шмат чаго даведацца аб будове і развіцці Зямлі.

Таўшчыня кары Месяца ў сярэднім складае 68 км, змяняючыся ад 0 км пад месяцавым морам Крызісаў да 107 км у паўночнай часткі кратара Каралёва на адваротным баку. Пад карой знаходзіцца мантыя і, магчыма, малое ядро з сярністага жалеза (радыусам прыблізна 340 км і масай, якая складае 2% масы Месяца). Цікава, што цэнтр мас Месяца размяшчаецца прыкладна ў 2 км ад геаметрычнага цэнтра па кірунку да Зямлі. На тым баку, які павернуты да Зямлі, кара больш тонкая. Паводле вынікаў місіі «Кагуя» было ўстаноўлена, што ў моры Масквы таўшчыня кары найменшая для ўсяго Месяца — амаль 0 метраў пад пластом базальтавай лавы таўшчынёй 600 метраў.

Вымярэння хуткасці спадарожнікаў «Лунар Орбітэр» дазволілі стварыць гравітацыйную карту Месяца. З яе дапамогай былі выяўлены ўнікальныя месяцавыя аб'екты, названыя масконамі (ад англ.: mass concentration) — гэта масы рэчывы падвышанай шчыльнасці.

Месяц не мае магнітнага поля, хоць некаторыя з горных парод на яе паверхні праяўляюць рэшткавы магнетызм, што паказвае на магчымасць існавання магнітнага поля Месяца на ранніх стадыях развіцця.

Паверхня Месяца схільная непасрэднаму ўздзеянню сонечнага ветру. На працягу 4 млрд гадоў вадародныя іоны з сонечнага ветру ўкараняліся ў рэгаліт Месяца. Такім чынам, узоры рэгаліту, дастаўленыя місіямі «Апалон», апынуліся вельмі каштоўнымі для даследавання сонечнага ветру.

У лютым 2012 года амерыканскія астраномы выявілі на адваротным баку Месяца некалькі геалагічных наватвораў. Гэта сведчыць пра тое, што месяцавыя тэктанічныя працэсы працягваліся яшчэ як мінімум 950 млн гадоў пасля меркаванай даты геалагічнай «смерці» Месяца.

Пячоры

Японскім зондам Кагуя выяўлена адтуліна ў паверхні Месяца, размешчаная недалёка ад вулканічнага плато Холмы Марыуса, якая, як мяркуецца, вядзе ў тунэль пад паверхняй. Дыяметр адтуліны складае каля 65 метраў, а глыбіня, як мяркуецца, 80 метраў.

Навукоўцы лічаць, што падобныя тунэлі сфарміраваныя шляхам зацвярдзення патокаў расплаўленай пароды, дзе ў цэнтры застыла лава. Дадзеныя працэсы адбываліся ў перыяд вулканічнай актыўнасці на Месяцы. Пацвярджэннем дадзенай тэорыі з'яўляецца наяўнасць звілістых разор на паверхні спадарожніка.

Падобныя тунэлі могуць паслужыць для каланізацыі, дзякуючы абароне ад сонечнай радыяцыі і замкнёнасці прасторы, у якой прасцей падтрымліваць ўмовы жыццезабеспячэння.

Падобныя адтуліны маюцца і на Марсе.

Сейсмалогія

Пакінутыя на Месяцы экспедыцыямі «Апалон-12», «Апалон-14», «Апалон-15» і «Апалон-16» чатыры сейсмографа паказалі наяўнасць сейсмічнай актыўнасці]]. Зыходзячы з апошніх разлікаў навукоўцаў, месяцавае ядро складаецца галоўным чынам з распаленага жалеза. З-за адсутнасці вады ваганні месяцавай паверхні працяглыя па часе і могуць доўжыцца больш за гадзіну.

Месяцатрасенні можна падзяліць на чатыры групы:

• прыліўныя, здараюцца двойчы на месяц, выкліканыя ўздзеяннем прыліўных сіл Сонца і Зямлі;
• тэктанічныя — нерэгулярныя, выкліканыя зрухамі ў грунце Месяца;
• метэарытныя — з-за падзення метэарытаў;
• тэрмальныя — іх прычынай служыць рэзкі нагрэў месяцавай паверхні з узыходам Сонца.

Найбольшую небяспеку для магчымых заселеных станцый уяўляюць тэктанічныя месяцатрасенні. Сейсмограф НАСА за 5 гадоў даследаванняў было зарэгістравана 28 падобных месяцатрасенняў. Некаторыя з іх дасягаюць 5,5 балаў па шкале Рыхтэра і доўжацца больш за 10 хвілін. Для параўнання на Зямлі падобныя землятрусы доўжацца не больш за дзве хвіліны.

Вада на Месяцы

Упершыню звесткі пра выяўленне вады на Месяцы былі апублікаваныя ў 1978 годзе савецкімі даследчыкамі ў часопісе «Геахімія». Факт быў усталяваны ў выніку аналізу узораў, дастаўленых зондам «Луна-24» ў 1976 годзе. Працэнт знойдзенай ва ўзоры вады склаў 0,1.

У ліпені 2008 года група амерыканскіх геолагаў з Інстытута Карнэгі і Універсітэта Браўна выявіла ў узорах грунту Месяца сляды вады, якая ў вялікай колькасці вылучалася з нетраў спадарожніка на ранніх этапах яго існавання. Пазней большая частка гэтай вады выпарылася ў космас.

Расійскія навукоўцы з дапамогай створанага імі прыбора LEND, усталяванага на зондзе LRO, выявілі ўчасткі Месяца, найбольш багатыя вадародам. На падставе гэтых дадзеных НАСА выбрала месца для правядзення бамбардзіроўкі Месяца зондам LCROSS. Пасля правядзення эксперыменту, 13 лістапада 2009 года, НАСА паведаміла аб выяўленні ў кратары Кабеус ў раёне паўднёвага полюса вады ў выглядзе лёду.

Паводле дадзеных, перададзеным радарам Mini-SAR, устаноўленым на індыйскім месячным апараце Чандраян-1, усяго ў рэгіёне паўночнага полюса выяўлена не менш як 600 млн. тон вады, большая частка якой знаходзіцца ў выглядзе ледзяных груд, якія знаходзяцца на дне месяцавых кратэраў. Усяго вада была знойдзена ў больш чым 40 кратарах, дыяметр якіх вар'іруе ад 2 да 15 км. Зараз у навукоўцаў ужо няма ніякіх сумненняў у тым, што знойдзены лёд — гэта менавіта водны лёд.

Хімія месяцавых парод

Склад месяцавага грунту істотна адрозніваецца ў марскіх і мацерыковых раёнах Месяца. Месяцавыя пароды збеднены жалезам, вадой і лятучымі кампанентамі.

Паштовы канверт, прысвечаны палёту станцыі «Луна-3», калі быў упершыню сфатаграфаваны адваротны бок Месяца.

Хімічны склад месяцавага рэгаліту ў працэнтах.

Элементы	Дастаўлены КА «Луна-20»	Дастаўлены КА «Луна-16»
Si	20,0	20,0
Ti	0,28	1,9
Al	12,5	8,7
Cr	0,11	0,20
Fe	5,1	13,7
Mg	5,7	5,3
Ca	10,3	9,2
Na	0,26	0,32
K	0,05	0,12

АМС «Луна-20» даставіла грунт з мацерыковага раёна, «Луна-16» з марскога.

Селенаграфія

Асноўны артыкул: Селенаграфія

Асноўныя дэталі на месяцавым дыску, бачныя неузброеным вокам. Z — «месяцавы заяц», A — кратар Ціха, B — кратар Капернік, C — кратар Кеплер, 1 — Акіян Бур, 2 — Мора Дажджоў, 3 — Мора Спакою, 4 — Мора Яснасці, 5 — Мора Аблокаў, 6 — Мора Дастатку, 7 — Мора Крызісаў, 8 — Мора Вільготнасці

Тапаграфія Месяца, вышыня паверхні адносна месяцавага геоіду. Бачны з Зямлі бок — злева.

Паверхню Месяца можна падзяліць на два тыпы: вельмі старая гарыстая мясцовасць (месяцавы мацярык) і адносна гладкія і маладзейшыя месяцавыя моры. Месяцавыя моры, якія складаюць прыблізна 16% усёй паверхні Месяца, — гэта велізарныя кратэры, якія ўзніклі ў выніку сутыкненняў з нябеснымі целамі, якія былі пазней затопленыя вадкай лавай. Большая частка паверхні пакрыта рэгаліту. Месяцавыя мора, пад якімі месяцавымі спадарожнікамі выяўленыя больш шчыльныя, цяжкія пароды, сканцэнтраваныя на звернутым да Зямлі баку з-за ўплыву гравітацыйнага моманту пры фарміраванні Месяца.

Паходжанне кратараў

Спробы растлумачыць паходжанне кратараў на Месяцы пачаліся з канца 1780-х гадоў. Асноўных гіпотэз было дзве — вулканічная і метэарытная.

Згодна з пастулатам вулканічнай тэорыі, высунутай у 80-х гадах XVIII стагоддзя нямецкім астраномам Іаганам Шротэрам, месяцавыя кратары былі ўтвораны з прычыны магутных вывяржэнняў на паверхні. Але ў 1824 годзе таксама нямецкі астраном Франц фон Груйтуйзен сфармуляваў метэарытную тэорыю, паводле якой пры сутыкненні нябеснага цела з Месяцам адбываецца прадаўліванне паверхні спадарожніка і ўтварэнне кратара.

Да 20-х гадоў XX стагоддзя супраць метэарытны гіпотэзы вылучалі той факт, што кратары маюць круглую форму, хоць касых удараў па паверхні павінна быць больш чым прамых, а значыць пры метэарытным паходжанні кратары павінны мець форму эліпса. Аднак у 1924 годзе новазеландскі навуковец Джыфард упершыню даў якаснае апісанне ўдару аб паверхню планеты метэарыта, які рухаецца з касмічнай хуткасцю. Атрымлівалася, што пры такім удары вялікая частка метэарыта выпараецца разам з пародай на месцы ўдару, і форма кратара не залежыць ад вугла падзення. Таксама ў карысць метэарытнай гіпотэзы кажа тое, што супадае залежнасць колькасці месяцавых кратараў ад іх дыяметра і залежнасць колькасці метэорных цел ад іх памеру. Крыху пазней, у 1937 годзе, дадзеную тэорыю прывёў да абагульненасці навуковаму ўвазе савецкі студэнт Кірыл Пятровіч Станюковіч, які пасля стаў доктарам навук і прафесарам. Дадзеная «выбухная тэорыя» распрацоўвалася ім самім і групай навукоўцаў з 1947 па 1960 год, а дапрацоўвалася ў далейшым і іншымі даследнікамі.

Палёты да спадарожніка Зямлі з 1964 года, учыненыя амерыканскімі апаратамі «Рэйнджар», а таксама адкрыццё кратараў на іншых планетах Сонечнай сістэмы (Марс, Меркурый, Венера) падвялі вынік гэтай векавой спрэчцы аб паходжанні кратараў на Месяцы. Справа ў тым, што адкрытыя вулканічныя кратары (напрыклад, на Венеры) моцна адрозніваюцца ад месяцавых, падобных з кратарамі на Меркурыі, якія, у сваю чаргу былі ўтвораны ўдарамі нябесных цел. Таму метэарытнага тэорыя цяпер лічыцца агульнапрынятай.

Дзякуючы сутыкненням Месяца з астэроідам мы можам назіраць з Зямлі метэарытныя кратары на Месяцы. Навукоўцы з Парыжскага інстытута фізікі Зямлі мяркуюць, што 3,9 мільярда гадоў таму сутыкненне Месяца з буйным астэроідам прымусіла Месяц павярнуцца.

Месяцавыя моры

Асноўны артыкул: Месяцавае мора

Месяцавыя моры ўяўляюць сабой шырокія, залітыя некалі базальтавай лавай нізіны. Першапачаткова дадзеныя ўтварэнні лічылі звычайнымі марамі. Пасля, калі гэта было аспрэчана, змяняць назву не сталі. Месяцавыя мора займаюць каля 40% бачнай плошчы Месяца.

Моры і Залівы на Месяцы.

Беларуская назва — лацінская назва.

• Акіян Бур — Oceanus Procellarum (1)

Моры

• Мора Вільготнасці — Mare Humorum (6)
• Мора Усходняе — Mare Orientale
• Мора Хваль — Mare Undarum (14)
• Мора Гумбальта — Mare Humboldtianum (19)
• Мора Дажджоў — Mare Imbrium (2)
• Мора Змяі — Mare Anguis (18)
• Мора Дастатку — Mare Fecunditatis (12)
• Мора Краёвае — Mare Marginis (16)
• Мора Крызісаў — Mare Crisium (17)
• Мора Нектару — Mare Nectaris (11)
• Мора Аблокаў — Mare Nubium (7)
• Мора Астравоў — Mare Insularum (4)
• Мора Пароў — Mare Vaporum (8)
• Мора Пены — Mare Spumans (13)
• Мора Пазнанае — Mare Cognitum(5)
• Мора Сміта — Mare Smythii (15)
• Мора Спакою — Mare Tranquillitatis (10)
• Мора Холаду — Mare Frigoris (3)
• Мора Паўднёвае — Mare Australe
• Мора Яснасці — Mare Serenitatis (9)

Залівы

• Заліў Вернасці — Sinus Fidei (23)
• Заліў Спякоты — Sinus Aestum (24)
• Заліў Лунніка — Sinus Lunicus (22)
• Заліў Кахання — Sinus Amoris (29)
• Заліў Вясёлкі — Sinus Iridum (21)
• Заліў Расы — Sinus Roris (20)
• Заліў Славы — Sinus Honoris (26)
• Заліў Згоды — Sinus Concordiae (28)
• Заліў Суровасці — Sinus Asperitatis (27)
• Заліў Поспеху — Sinus Successus (30)
• Заліў Цэнтральны — Sinus Medii (25)

Азёры

• Возера Багавейнасці — Lacus Timoris (ошиб. — Lacus Tumoris)
• Возера Вясны — Lacus Veris
• Возера Вечнасці — Lacus Temporis
• Возера Зімы — Lacus Hiemalis
• Возера Справядлівасці — Lacus Bonitatis
• Возера Лета — Lacus Aestatis
• Возера Надзеі — Lacus Spei
• Возера Настойлівасці — Lacus Perseverantiae
• Возера Пяшчоты — Lacus Lenitatis
• Возера Нянавісці — Lacus Odii
• Возера Восені — Lacus Autumni
• Возера Смутку — Lacus Doloris
• Возера Перавагі — Lacus Excellentiae
• Возера Радасці — Lacus Gaudii
• Возера Смерці — Lacus Mortis
• Возера Сну — Lacus Somniorum
• Возера Шчасця — Lacus Felicitatis

Балоты

• Балота Гніення — Palus Putredinis
• Балота Сну — Palus Somni
• Балота Эпідэмій — Palus Epidemiarum

Утварэнні на адваротным баку Месяца

Беларуская назва — лацінская назва.

• Мора Мары — Mare Ingenii
• Мора Масквы — Mare Moscoviense
• Возера Забыцця — Lacus Oblivionis
• Возера Адзіноты — Lacus Solitudinis
• Возера Задаволення — Lacus Luxuriae

Унутраная структура

Месяц — дыферэнцыяванае цела, яна мае геахімічных розную кару, мантыю і ядро. Абалонка ўнутранага ядра багатая жалезам, яна мае радыус 240 км, вадкае знешняе ядро складаецца ў асноўным з вадкага жалеза з радыусам прыкладна 300-330 кіламетраў. Вакол ядра знаходзіцца часткова расплаўлены памежны пласт з радыусам каля 480-500 кіламетраў. Гэтая структура, як мяркуюць, з'явілася ў выніку фракцыйнай крышталізацыі з глабальнага акіяна магмы неўзабаве пасля адукацыі Месяца 4,5 мільярда гадоў таму. Месяцавая кара мае ў сярэднім таўшчыню ~ 50 км.

Месяц — другі па шчыльнасці спадарожнік у Сонечнай сістэме пасля Іо. Аднак унутранае ядро Месяца малое, яго радыус каля 350 км; гэта толькі ~ 20% ад памеру Месяца, у адрозненне ад ~ 50% у большасці іншых землепадобных цел. Складаецца месяцавае ядро з жалеза, з невялікай колькасцю прымешак серы і нікелю.

Карта Месяца

Месяцавы ландшафт своеасаблівы і ўнікальны. Месяц увесь пакрыты кратэрамі рознага памеру - ад мікраскапічных да соцень кіламетраў. Доўгі час навукоўцы не маглі зазірнуць на адваротны бок Месяца, гэта стала магчыма са з'яўленнем касмічных апаратаў. Зараз навукоўцы ўжо стварылі вельмі падрабязныя карты абодвух паўшар'яў Месяца. Падрабязныя месяцавыя карты складаюць для таго, каб у бліжэйшай будучыні падрыхтавацца для высадкі чалавека на Месяц, удалага размяшчэння месяцавых баз, тэлескопаў, транспарту, пошуку карысных выкапняў і т. п.

Паходжанне Месяца

Да таго, як навукоўцы атрымалі ўзоры месяцавага грунту, яны нічога не ведалі пра тое, калі і як утварыўся Месяц. Існавала дзве прынцыпова розных тэорыі:

• Месяц і Зямля сфарміраваліся ў адзін і той жа час з газапылавога воблака;
• Месяц сфарміраваўся ў іншым месцы і ў далейшым быў захоплены Зямлёй.

Аднак новая інфармацыя, атрыманая шляхам дэталёвага вывучэння ўзораў з Месяца, прывяла да стварэння тэорыі гіганцкага сутыкнення: 4,36 мільярда гадоў назад протапланета Зямля (Гея) сутыкнулася з протапланетай Тэя. Удар прыйшоўся не па цэнтры, а пад вуглом (амаль па датычнай). У выніку вялікая частка рэчыва была выкінута на калязямную арбіту. З гэтых абломкаў сабраўся прота-Месяц і стаў абарочвацца па арбіце з радыусам каля 60000 км. Зямля ў выніку ўдару атрымала рэзкі прырост скорасці вярчэння (адзін абарот за 05:00) і прыкметны нахіл восі кручэння. Хоць у гэтай тэорыі таксама ёсць недахопы, у цяперашні час яна лічыцца асноўнай.

Паводле ацэнак, заснаваных на ўтрыманні стабільнага радыягеннага ізатопа вальфраму-182 (які ўзнікае пры распадзе адносна кароткачасовага гафнію-182) ва ўзорах месяцавага грунту, у 2005 годзе навукоўцы-мінералогіі з Германіі і Вялікабрытаніі вызначылі ўзрост месяцавых парод у 4 млрд 527 млн гадоў (±10 млн гадоў), а ў 2011 годзе яго ўзрост быў вызначаны ў 4,36 млрд гадоў (±3 млн гадоў).

Даследаванне Месяца

Кратар Дэдал. Дыяметр: 93 км. Глыбіня: 3 км (фота НАСА)

Месяц прыцягваў увагу людзей з старажытных часоў. Ва II ст. да н. э. Гіпарх даследаваў рух Месяца па зорнаму небу, вызначыўшы нахіл месяцавай арбіты адносна экліптыкі, памеры Месяца і адлегласць ад Зямлі, а таксама выявіў шэраг асаблівасцей руху.

Вынаходніцтва тэлескопаў дазволіла адрозніваць больш дробныя дэталі рэльефу Месяца. Адну з першых месяцавых карт склаў Джавані Рычыолі ў 1651 годзе, ён жа даў назвы буйным цёмным абласцям, назваў іх «морамі», чым мы і карыстаемся да гэтага часу. Дадзеныя тапонімы адлюстроўвалі даўняе паданне, быццам надвор'е на Месяцы падобнае з зямным, і цёмныя ўчасткі нібыта былі запоўненыя месяцавай вадой, а светлыя ўчасткі лічыліся сушай. Аднак у 1753 годзе харвацкі астраном Руджэра Бошкавіч даказаў, што Месяц не мае атмасферы. Справа ў тым, што пры пакрыцці зорак Месяцам, тыя знікаюць імгненна. Але калі б у Месяца была атмасфера, то зоркі бы пагасалі паступова. Гэта сведчыла аб тым, што ў спадарожніка няма атмасферы. А ў такім выпадку вадкай вады на паверхні Месяца быць не можа, бо яна імгненна б выпарылася.

З лёгкай рукі таго ж Джавані Рычыолі кратарам сталі даваць імёны вядомых навукоўцаў: ад Платона, Арыстоцеля і Архімеда да Вярнадскага, Цыялкоўскага і Паўлава.

Новым этапам даследавання Месяца стала ўжыванне фатаграфіі ў астранамічных назіраннях, пачынаючы з сярэдзіны XIX стагоддзя. Гэта дало магчымасць больш дэталёва аналізаваць паверхню Месяца па падрабязным фатаграфіях. Такія фатаграфіі былі зробленыя, у прыватнасці, Уорэнам дэ ла Ру (1852) і Люісам Рэзерфордам (1865). У 1881 годзе П'ер Жансен склаў дэталёвы «Фатаграфічны атлас Месяца».

АМС

Гл. таксама: Месяц (касмічная праграма) і Апалон (касмічная праграма)

З пачаткам касмічнай эры колькасць нашых ведаў аб Месяцы значна павялічылася. Стаў вядомы склад месяцавага грунту, навукоўцы атрымалі яго ўзоры, складзена карта адваротнага боку.

Упершыню Месяца дасягнуў савецкі касмічны карабель «Луна-2» 13 верасня 1959 года.

Упершыню ўдалося зазірнуць на адваротны бок Месяца ў 1959 годзе, калі савецкая станцыя «Луна-3» праляцела над ім і сфатаграфавала нябачную з Зямлі частку яго паверхні.

Пасля таго як у жніўні 1976 года савецкая станцыя «Луна-24» даставіла на Зямлю ўзоры месяцавага грунту, наступны апарат — японскі спадарожнік «Hiten» — паляцеў да Месяца толькі ў 1990 годзе. Далей былі запушчаныя два амерыканскіх касмічных апарата — Clementine ў 1994 годзе і Lunar Prospector ў 1998 годзе.

Еўрапейскае касмічнае агенцтва 28 верасня 2003 года запусціла сваю першую аўтаматычную міжпланетную станцыю (АМС) «Смарт-1». 14 верасня 2007 года Японія запусціла другую АМС для даследавання Месяца «Кагуя». А 24 кастрычніка 2007 года ў месяцавую гонку ўступіла і КНР — быў запушчаны першы кітайскі спадарожнік Месяца «Чан'э-1». З дапамогай гэтай і наступнай станцый навукоўцы ствараюць аб'ёмную карту месяцавай паверхні, што ў будучыні можа паспрыяць амбіцыйнаму праекту каланізацыі Месяца. 22 кастрычніка 2008 года была запушчана першая індыйская АМС «Чандраян-1». У 2010 годзе Кітай запусціў другую АМС «Чан'э-2».

Месца пасадкі экспедыцыі Апалон-17. Бачныя: спускальны модуль, даследчае абсталяванне ALSEP, сляды колаў аўтамабіля і пешыя сляды касманаўтаў.
Здымак КА LRO, 4 верасня 2011 года.

18 чэрвеня 2009 года НАСА былі запушчаны месяцавыя арбітальныя зонды — Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) і Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Спадарожнікі прызначаныя для збору інфармацыі аб месяцавай паверхні, пошуку вады і прыдатных месцаў для будучых месяцавых экспедыцый. Да саракагоддзя палёту Апалона-11 аўтаматычная міжпланетная станцыя LRO выканала спецыяльнае заданне — правяла здымку раёнаў пасадак месяцавых модуляў зямных экспедыцый. У перыяд з 11 па 15 ліпеня LRO зрабіла і перадала на Зямлю першыя ў гісторыі дэталёвыя арбітальныя здымкі саміх месяцавых модуляў, пасадачных пляцовак, элементаў абсталявання, пакінутых экспедыцыямі на паверхні, і нават слядоў каляскі, ровара і саміх зямлян. За гэты час былі зняты 5 з 6 месцаў пасадак: экспедыцыі Апалон-11, 14, 15, 16, 17 [46]. Пазней КА LRO выканаў яшчэ больш падрабязныя здымкі паверхні, дзе ясна відаць не толькі пасадачныя модулі і апаратуру са слядамі месяцавага аўтамабіля, але і пешыя сляды саміх касманаўтаў. 9 кастрычніка 2009 года касмічны апарат LCROSS і разгонный блок «Цэнтаўр» здзейснілі запланаванае падзенне на паверхню Месяца ў кратар Кабеус, размешчаны прыкладна ў 100 км ад паўднёвага полюса Месяца, які пастаянна знаходзіцца ў глыбокай цені. 13 лістапада НАСА паведаміла аб тым, што з дапамогай гэтага эксперыменту на Месяцы выяўлена вада.

У пачатку 1960-х гадоў было відавочна, што ў засваенні космасу ЗША адстаюць ад СССР. Дж. Кенэдзі заявіў - высадка чалавека на Месяц адбудзецца да 1970 года. Для падрыхтоўкі да пілатуемага палёту НАСА выканала некалькі касмічных праграм: «Рэйнджар» (1961-1965) — фатаграфаванне паверхні, «Сервеер» (1966-1968) - мяккая пасадка і здымкі мясцовасці і «Лунар орбітэр» (1966-1967) — дэталёвая выява паверхні Месяца. Таксама ў 1965-1966 гг. быў праект НАСА MOON-BLINK па даследаванні незвычайных з'яў (анамалій) на паверхні Месяца. Работы выконваліся Trident Engineering Associates (Анапалiс, штат Мэрыленд) у рамках кантракту NAS 5-9613 ад 1 чэрвеня 1965 з Goddard Space Flight Center (Грынбелт, штат Мэрыленд).

Месяцаходы

Асноўны артыкул: Месяцаход

СССР праводзіў даследаванні на паверхні Месяца з дапамогай двух радыёкіраваных самаходных апаратаў, «Месяцаход-1», запушчаны да Месяца ў лістападзе 1970 года і «Месяцаход-2» — у студзені 1973. «Месяцаход-1» працаваў 10,5 зямных месяцаў, «Месяцаход-2» — 4,5 зямных месяцаў (гэта значыць 5 месяцавых дзён і 4 месяцавыя ночы), за якія прайшоў 42,1 км (на чэрвень 2014 гэта адлегласць застаецца рэкорднай для пазаземных апаратаў; на другім месцы знаходзіцца марсаход «Апарцьюніці», які прайшоў 39,6 км). Абодва апарата сабралі і перадалі на Зямлю вялікую колькасць дадзеных аб месячным грунце і мноства фотаздымкаў дэталей і панарам месяцавага рэльефу^:26.

Пілатуемыя палёты

Амерыканская праграма пілатуемага палёту на Месяц называлася «Апалон». Першая пасадка адбылася 20 ліпеня 1969 года; апошняя — у снежні 1972 года, першым чалавекам, ступіўшым 21 ліпеня 1969 года на паверхню Месяца, стаў амерыканец Ніл Армстронг, другім — Эдвін Олдрын; трэці член экіпажа Майкл Колінз заставаўся ў арбітальным модулі. У снежні 1972 астранаўты «Апалона-17» капітан Джын Сернан і д-р Харысан Шміт сталі апошнімі (на дадзены момант) людзьмі, высадзілі на Месяц.

Такім чынам, Месяц — адзінае нябеснае цела, на якім пабываў чалавек, і першае нябеснае цела, узоры якога былі дастаўлены на Зямлю (ЗША даставілі 380 кілаграмаў, СССР — 324 грама месяцавага грунту).

Прыватныя праекты

Да вывучэння Месяца прыступаюць прыватныя кампаніі. Быў абвешчаны сусветны конкурс Google Lunar X PRIZE па стварэнні невялікага месяцахода, у якім удзельнічаюць некалькі каманд з розных краін.

Асваенне

Міжнародны прававы статус

Большасць прававых пытанняў асваення Месяца былі вырашаныя ў 1967 годзе Дагаворам аб прынцыпах дзейнасці дзяржаў па даследаванні і выкарыстанні касмічнай прасторы, уключаючы Месяц і іншыя нябесныя целы. Таксама юрыдычны статус Месяца апісвае Пагадненне аб Месяцы ад 1979 года.

Каланізацыя

Асноўны артыкул: Каланізацыя Месяца

Месяц з'яўляецца самым блізкім і лепш за ўсё вывучаным нябесным целам і разглядаецца як кандыдат для месца стварэння чалавечай калоніі. НАСА распрацоўвала касмічную праграму «Сузор'е», у рамках якой павінна распрацоўвацца новая касмічная тэхніка і стварацца неабходная інфраструктура для забеспячэння палётаў новага касмічнага карабля да МКС, а таксама палётаў на Месяц, стварэння пастаяннай базы на Месяцы і ў перспектыве палётаў на Марс. Аднак, згодна з рашэннем прэзідэнта ЗША Барака Абамы ад 1 лютага 2010 года, фінансаванне праграмы ў 2011 годзе было спынена.

У лютым 2010 года НАСА прадставіла новы праект: «аватары» на Месяцы, які можа быць рэалізаваны ўжо праз 1000 дзён. Сутнасць яго заключаецца ў арганізацыі экспедыцыі на Месяц з удзелам робатаў-аватараў замест людзей. У гэтым выпадку інжынеры, якія займаюцца арганізацыяй палёту, пазбаўляюць сябе ад неабходнасці выкарыстання важных сістэм жыццезабеспячэння і дзякуючы гэтаму выкарыстоўваецца менш складаны і дарагі касмічны карабель. Для кіравання робатамі-аватарамі эксперты НАСА прапануюць выкарыстоўваць высокатэхналагічныя касцюмы дыстанцыйнай прысутнасці (накшталт касцюма віртуальнай рэальнасці). Адзін і той жа касцюм могуць «апранаць» некалькі спецыялістаў з розных галін навукі па чарзе. Да прыкладу, у ходзе вывучэння асаблівасцяў месяцавай паверхні, кіраваць «аватарам» можа геолаг, а затым у касцюм можа апрануцца фізік.

Сумнеўныя здзелкі, звязаныя з асваеннем Месяца

Існуюць сумнеўныя кампаніі, якія ажыццяўляюць продаж участкаў на Месяцы. У абмен на пэўную плату пакупнік атрымлівае сертыфікат аб «праве ўласнасці» на некаторую плошчу паверхні Месяца. Ёсць меркаванне, што на дадзены момант сертыфікаты такога роду не маюць юрыдычнай сілы з-за парушэння ўмоў Дамовы аб прынцыпах дзейнасці дзяржаў па даследаванні і выкарыстанні касмічнай прасторы 1967 (забарона на «нацыянальнае прысваенне» касмічнай прасторы, у тым ліку Месяца, згодна з артыкулам II дагавора).

Гл. таксама

• Штучны спадарожнік Зямлі
• Месяцаход
• Планета Тэя

Літаратура

• Месяц // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 10: Малайзія — Мугаджары / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 2000. — Т. 10. — С. 300–301. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0169-9 (т. 10).

Спасылкі

• На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Месяц (спадарожнік Зямлі)