Księżyc

Księżyc © infinitalavita - stock.adobe.com

Księżyc jest jedynym naturalnym satelitą Ziemi. Jest dość dużym obiektem w porównaniu z naszą planetą.

Temperatura przy powierzchni wynosi od około -170°C w nocy do 110-140°C za dnia.

Księżyc nie krąży wokół ziemskiego równika. Jego orbita jest nachylona do płaszczyzny orbity pod katem 5°. Jedno okrążenie wokół ziemi trwa 27,3 dni. To tak zwany miesiąc gwiazdowy.

Budowa Księżyca

Powierzchnia usiana jest kraterami. Jest ich bardzo dużo. Takich o średnicy większych niż 2 km znajdziemy na Księżycu około 200 000. są to pozostałości po zderzeniach z obiektami kosmicznymi. Tylko nieliczne mają pochodzenie geologiczne (wulkany).

Cała powierzchnia pokryta jest ciemnym pyłem (regolit). Księżyc ma bardzo małe albedo. To najsłabiej odbijający światło obiekt w Układzie Słonecznym. Względne różnice wysokości na Księżycu nie przekraczają 8 km. Skorupa jest bazaltowa. Ma grubość około 25 km. Pod skorupą znajduje się płaszcz. Brak płyt tektonicznych.

Jądro jest częściowo plastyczne, prawdopodobnie żelazne i ma promień 200-500 km. Panuje w nim temperatura około 1200-1400°C.

Wiek skał na Księżycu datuje się na 3,2-4,6 mld lat.

Atmosfera

Atmosfery praktycznie brak, choć, istnieje śladowa atmosfera, złożona głównie z gazów szlachetnych. Na 1 cm³ przypada zaledwie 100 000 atomów.

Magnetosfera

Księżyc posiada bardzo słabe pole magnetyczne. Jest ono 100 razy słabsze niż pole magnetyczne wytwarzane przez naszą planetę.

Powstanie Księżyca

Dziś obowiązującą, aczkolwiek nie w pełni przekonującą teorią powstania Księżyca jest hipoteza uderzenia w Ziemię obiektu wielkości Marsa około 50 milionów lat po powstaniu Ziemi. Ogromne fragmenty planety zostały wówczas wyrzucone w kosmos na orbitę. Materia ta scaliła się w znany nam dziś Księżyc.

Widoczność

Prędkość obrotu Księżyca wokół własnej osi jest skorelowana z jego obiegiem wokół Ziemi. W wyniku tego widzimy stale tylko jedną stronę Księżyca. Nazywamy ją jasną stroną księżyca. Ta niewidoczna to tak zwana ciemna strona Księżyca. Obie strony wyglądają odmiennie. Synchronizacja jest wynikiem oddziaływania grawitacyjnego Ziemi i Księżyca, pływów.

Co ciekawe, widzimy więcej niż połowę Księżyca z uwagi na różną jego prędkość na orbicie. Zjawisko to nosi nazwę libracji. Widać je na poniższym zestawieniu kolejnych faz Księżyca.

Ciekawe obiekty

Księżyc jest pełen ciekawych obiektów. Ciemniejsze obszary widoczne gołym okiem to tak zwane morza (mare). Morza są basenami będącymi pozostałościami ze zderzeń z dużymi obiektami, wypełnionymi zastygłą lawą. Występują tylko po widocznej stronie. Obszary jaśniejsze to góry i wyżyny.

Najważniejsze obiekty, widoczne gołym okiem przedstawia poniższa mapa:

Mapa Księżyca © medianauka.pl

© rolffimages - stock.adobe.com

Wybrane kratery na Księżycu

Morza księżycowe

Zaćmienie Słońca

Szczęśliwym trafem (tak, to przypadek!) Księżyc jest 400 razy mniejszy od Słońca i 400 razy bliżej Ziemi niż Słońce. Gdy orbita Księżyca wejdzie w pole tarczy słonecznej, zakrywa ją i mamy zaćmienie Słońca.

Całkowite zaćmienie Słońca © Peter Jurik - stock.adobe.com

Zaćmienia Księżyca

Księżyc rzuca cień w przestrzeń kosmiczną. Jego długość wynosi 374 200 km. Ziemia zaś rzuca cień o długości 1 384 000 km. Czasem Księżyc wchodzi w ten cień i widzimy go wówczas w postaci zaćmienia księżyca. Poszczególne fazy zaćmieni Księżyca widać na poniższym zdjęciu. Warto zauważyć, że zmienia się też barwa Księżyca podczas takiego zaćmienia.

Zaćmienie Księżyca © Gary - stock.adobe.com

Zaćmienie Księżyca nie ma nic wspólnego z tak zwanymi fazami Księżyca.

Fazy Księżyca

Księżyc i Ziemia poruszają się po swoich orbitach. Konfiguracja Ziemia-Księżyc-Słońce nieustannie się zmienia, ale co 29,5 dnia powtarza się. Ten zmienny kąt układu trzech obiektów ma znaczenie przy tym, jaką Słońce oświetla część Księżyca. Widzimy fazy księżyca. Widzimy je w odwrotnej kolejności z różnych półkul. Poniższa ilustracja odpowiada widokowi z półkuli południowej.

Fazy Księżyca widzane kolejno z półkuli południowej © allexxandarx - stock.adobe.com

Kolejne fazy to:

• Nów - obszar widoczny z Ziemi nie jest oświetlony.
• Pierwsza kwadra - Ziemia, Księżyc i Słońce tworzą ze sobą kąt prosty. Księżyc w tym czasie zbliża się do pełni. Da obserwatorów na Ziemi widoczna jest tylko wschodnia część tarczy Księżyca.
• Pełnia - obszar widoczny z ziemi jest w całości oświetlony przez Słońce
• Ostatnia kwadra - Ziemia, Księżyc i Słońce tworzą ze sobą kąt prosty. Dla obserwatorów na Ziemi widoczna jest jako oświetlona tylko zachodnia część widocznej strony Księżyca.

Obliczanie faz Księżyca

Poniższy kalkulator wylicz na podstawie daty fazę Księżyca.

Kalkulator
Obliczanie fazy Księżyca

Wpisz dane:

Data: styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień październik listopad grudzień

Oblicz

Faza Księżyca:

Oświetlona część tarczy Księżyca:

Powyższy wynik należy traktować orientacyjnie. Jeśli zależy Ci na dokładnej odpowiedzi, skorzystaj z kalendarza faz Księżyca.

Oprogramowanie: Natalia Okoń

Historia obserwacji i badań

Księżyc jako najjaśniejszy obiekt po Słońcu na niebie znany jest od zarania ludzkości.

Misje kosmiczne

• W 1959 roku Łuna 1, bezzałogowy statek kosmiczny z ZSRR przelatuje w pobliżu Księżyca.
• Łuna 2 w 1959 trafia w Księżyc.
• Łuna 3 w 1959 roku przesyła zdjęcia ciemnej strony Księżyca.
• Ranger 7 w 1964 roku przesyła zdjęcia Księżyca i rozbija się o jego powierzchnię.
• W 1966 roku Łuna 9 ląduje miękko na księżycu.
• 21 grudnia 1968 roku startuje Apollo 8, który 10 razy okrąża Księżyc. Pierwsze zdjęcia wschodzącej nad Księżycem Ziemi.
• W marcu 1969 roku w misji Apollo 9 przetestowano komplet: moduł księżycowy, moduł dowodzenia i Saturn V.
• 18 maja 1969 Apollo 10 robi próbę generalną lotu księżycowego, dające zielone światło dla misji Apollo 11.
• W 1969 roku 20 lipca załoga Apollo 11 ląduje na Księżycu. Neil Armstrong i Buzz Aldrin stawiają pierwsze kroki nas Księżycu. To jedno z najważniejszych wydarzeń XX wieku. Start nastąpił 16 lipca. Już 19 lipca astronauci byli już na orbicie Księżyca. Moduł księżycowy osiadł na Morzu Spokoju po przeprowadzonym ręcznym sterowaniu, z uwagi na niebezpieczne miejsce do lądowania. Pierwsze słowa Armstronga brzmiały: "Houston, tu Morze Spokoju. Orzeł wylądował". W 6,5 h po wylądowaniu o 2:56 czasu Greenwich 21 lipca zszedł na powierzchnię po drabince i uruchomił kamerę telewizyjną. Transmisję z Księżyca oglądało 600 milionów ludzi na świecie. Gdy lewą nogą Armstrong odcisnął pierwszy ludzki ślad na Księżycu wypowiedział sławne słowa "To mały krok dla człowieka, ale olbrzymi skok dla ludzkości".

© y6uca - stock.adobe.com

• Po 2,5 h spaceru po powierzchni Księżyca i zabraniu 21,55 kg skał, pozostawieniu aparatury badawczej, flagi USA, wykonaniu zdjęć, astronauci wrócili na orbitę, a 24 lipca na Ziemię.
• W listopadzie 1969 roku Apollo 12 odbył 10-dniową misję na Księżyc.
• 11 kwietnia 1970 roku rozpoczyna się sławna misja Apollo 13, podczas której zdarzyło się wiele wypadków. Misja nie skończyła się lądowaniem na Księżycu.
• W 1971 roku staruje Apollo 14 z udaną misją lądowania na Księżycu. Shepard zagrał w golfa na Księżycu.
• W lipcu 1971 roku podczas misji Apollo 15 na księżycu testowano pojazd Lunar Roving Vehicle. Umieszczono wówczas sondę na orbicie Księżyca.
• W kwietniu 1972 wyprawa załogi misji Apollo 16 na Księżyc.
• W grudniu 1972 miała miejsce ostatnia wyprawa na Księżyc - to była misja Apollo 17.
• W 1994 roku misja Clementine przynosi dokładne mapy Księżyca.
• W 1998-1999 LP prowadzi badania i poszukuje śladów wody.

© Artsiom Petrushenka - stock.adobe.com

Ciekawostki

Fragmenty księżycowego gruntu to jedne z najcenniejszych na Ziemi substancji. Ich źródłem są:

• loty załogowe Apollo, sprowadzono około 400 kg skał,
• bezzałogowe, radzieckie statki kosmiczne,
• meteoryty pochodzenia księżycowego.

Kilka razy dokonano kradzieży próbek. Zawsze je jednak odzyskiwano przy próbie sprzedaży.

Pytania

Czy grawitacja na Księżycu jest mniejsza niż na Ziemi?

Tak. Siła grawitacji jest 6 razy mniejsza niż na Ziemi.

Dlaczego Księżyc przy wschodzie wydaje się większy?

To tylko złudzenie związane z punktem odniesienia. Oko przy horyzoncie ma możliwość porównania rozmiarów Księżyca z obiektami na Ziemi, przez co mózg ludzki widzi Księżyc za dużo większy, choć tak wcale nie jest. Jeśli nie wierzysz, porównaj wielkość Księżyca na przykład w wyciętym kółkiem z kartonu podczas wschodu i gdy Księżyc znajduje się wysoko na niebie.

Ile było lotów załogowych na Księżyc i ile było lądowań?

Odbyło się 9 lotów załogowych na Księżyc, z czego 6 zakończyło się lądowaniem. Odbyło się też około 50 misji bezzałogowych. Człowiek był zatem 6 razy na księżycu.

Ile trwa lot na Księżyc?

Jak pokazały misje Apollo lot taki trwa 3 dni.

Czy Księżyc się obraca wokół własnej osi?

Tak. Obraca się wokół własnej osi. Ponieważ obrót trwa tyle co obieg wokół Ziemi, wydaje nam się, że Księżyc nie wykonuje takiego obrotu.

Co ile jest pełnia?

Pełnia zdarza się co 29,5 dnia.

Dlaczego Księżyc świeci?

Księżyc sam z siebie nie emituje światła. To co widzimy, to tylko niewielka część światła słonecznego odbitego od powierzchni Księżyca.

Czy Księżyc to planeta?

Nie.

Ziemia

Ziemia jest trzecią planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca. Jest jedyną zamieszkałą przez organizmy żywe znaną planetą. Większość jej powierzchni pokrywają oceany. Wokół Ziemi krąży samotnie Księżyc.

© medianauka.pl, 2020-05-22, A-3814