Обратная сторона Луны - Far side of the Moon

Для франко-канадского фильма см. Обратная сторона луны (фильм). Для использования в других целях см. Темная сторона Луны.
Обратная сторона Луны, сфотографированная Аполлон-16

В обратная сторона луны это лунное полушарие, которое всегда обращено от земной шар, в отличие от противоположного ближняя сторона. По сравнению с ближней стороной, местность на противоположной стороне пересечена, с множеством ударных кратеров и относительно небольшим количеством плоских и темных. лунная мария ("моря"). Он имеет один из самых больших кратеров в Солнечная система, то Южный полюс - бассейн Эйткена. Полушарие иногда называют "темная сторона Луны", где" темный "означает" неизвестный "вместо" недостаток солнечного света "- обе стороны Луны испытывают две недели Солнечный свет в то время как противоположная сторона переживает две недели ночи.[1][2][3][4]

Около 18 процентов дальней стороны иногда видно с Земли из-за либрация. Остальные 82 процента оставались незамеченными до 1959 года, когда они были сфотографированы советскими властями. Луна 3 Космический зонд. В Советская Академия Наук опубликовал первый атлас обратной стороны в 1960 году. Аполлон 8 астронавты были первыми людьми, которые лично увидели обратную сторону, когда они вращались вокруг Луны в 1968 году. Все были пилотируемыми и беспилотными. мягкие посадки произошел на ближняя сторона Луны, до 3 января 2019 г., когда Чанъэ 4 космический корабль совершил первую посадку на дальней стороне.[5]

Астрономы предложили установить большой радиотелескоп на противоположной стороне, где Луна защитит его от возможных радиопомехи с Земли.[6]

Определение

Из-за приливной блокировки жители центрального тела (Земли) никогда не смогут увидеть зеленую зону спутника (Луны).

Приливные силы из земной шар замедлили вращение Луны до такой степени, что одна и та же сторона всегда обращена к Земле - явление, называемое приливная блокировка. Другое лицо, большая часть которого никогда не видна с Земли, поэтому называется «обратной стороной Луны». Со временем некоторые части дальней стороны можно увидеть из-за либрация.[7] В общей сложности 59 процентов поверхности Луны в то или иное время видно с Земли. Полезное наблюдение за частями обратной стороны Луны, иногда видимыми с Земли, затруднено из-за низкой угол обзора с Земли (их нельзя наблюдать "в полный рост").

Фраза «темная сторона Луны» не относится к «темноте» в отсутствие света, а скорее к «темноте», как в неизвестном: до тех пор, пока люди не смогли отправить космический корабль вокруг Луны, эту область никогда не видели.[1][2][3][4] Хотя многие неверно истолковывают это, полагая, что «темная сторона» почти не получает солнечного света, в действительности и ближняя, и дальняя стороны получают (в среднем) почти равное количество света непосредственно от Солнца. Однако на ближнюю сторону также попадает солнечный свет, отраженный от Земли, известный как земляной свет. Сияние Земли не достигает дальнего края, невидимого с Земли. Ночью под "полной Землей" ближняя сторона Луны получает порядка 10 люкс освещенности (примерно то, что получает городской тротуар при свете уличных фонарей; это в 34 раза больше света, чем на Земле под полнолуние ), тогда как на темную сторону Луны в течение лунной ночи попадает всего около 0,001 люкс звездного света.[8] Только во время полнолуния (если смотреть с Земли) вся обратная сторона Луны темна. Слово «темный» расширилось, чтобы обозначить также тот факт, что связь с космическим кораблем может быть заблокирована, когда космический корабль находится на обратной стороне Луны, например, во время космических миссий Аполлона.[9]

Отличия

Смотрите также: Лунная кобыла
Детальный вид Лунный разведывательный орбитальный аппарат (МРО)
Луна проходит через Землю, как видно из DSCOVR спутник с полностью видимой обратной стороной

Два полушария Луны выглядят совершенно по-разному, а их ближняя сторона покрыта множеством больших Мария («Моря» на латыни, поскольку древние астрономы ошибочно полагали, что эти равнины были морями лунная вода Дальняя сторона выглядит потрепанной, густо испещренной кратерами, на ней мало марий. Только 1% поверхности обратной стороны покрыто марией,[10] по сравнению с 31,2% на ближней стороне. Одно общепринятое объяснение этой разницы связано с более высокой концентрацией выделяющих тепло элементов в ближней полусфере, как было продемонстрировано геохимические карты получен из Лунный изыскатель гамма-спектрометр. В то время как другие факторы, такие как высота поверхности и толщина земной коры, также могут влиять на то, где базальты вспыхивают, это не объясняет, почему обратная сторона Южный полюс - бассейн Эйткена (который содержит самые низкие точки Луны и обладает тонкой корой) не был таким вулканически активным, как Oceanus Procellarum на ближней стороне.

Также было высказано предположение, что различия между двумя полушариями могли быть вызваны столкновением с меньшим спутником-спутником, который также произошел от Theia столкновение.[11] В этой модели удар привел к образованию нарастающей груды, а не к кратеру, создавая полусферический слой протяженности и толщины, который может соответствовать размерам дальнего нагорья. Однако химический состав обратной стороны не соответствует этой модели.[нужна цитата ]

На обратной стороне более заметные кратеры. Считалось, что это было результатом эффектов лунных потоков лавы, которые покрывают и затемняют кратеры, а не защитным эффектом со стороны Земли. НАСА подсчитывает, что Земля скрывает только около 4 квадратные градусы из 41 000 квадратных градусов неба, если смотреть с Луны. "Это делает Землю ничтожной защитой для Луны [и] вполне вероятно, что каждая сторона Луны подверглась равному количеству ударов, но всплытие лавы приводит к тому, что на ближней стороне видно меньше кратеров, чем на дальней стороне, хотя обе стороны получили одинаковое количество ударов ».[12]

Более новые исследования показывают, что тепло от Земли в то время, когда образовалась Луна, является причиной того, что на ближней стороне меньше ударных кратеров. В лунная кора состоит в основном из плагиоклазы сформирован, когда алюминий и кальций конденсированный и в сочетании с силикаты в мантии. Более холодная, дальняя сторона испытала конденсацию этих элементов раньше, и таким образом образовалась более толстая корка; метеороид удары на ближней стороне иногда проникали в более тонкую кору здесь и высвобождали базальтовую лаву, которая создавала марии, но редко происходило на дальней стороне.[13]

Исследование

Раннее исследование

Фото от 7 октября 1959 г. Луна 3 который впервые показал обратную сторону Луны

До конца 1950-х годов о обратной стороне Луны было мало что известно. Либерация Луны периодически позволяла видеть ограниченные объекты около края Луны на обратной стороне, но только до 59% всей поверхности Луны.[14] Однако эти детали были видны под небольшим углом, что затрудняло полезное наблюдение (оказалось, что трудно отличить кратер от горного хребта). Остальные 82% поверхности на дальней стороне оставались неизвестными, а их свойства были предметом множества спекуляций.

Примером обратной стороны, которую можно увидеть через либрацию, является Mare Orientale, который представляет собой заметный ударный бассейн протяженностью почти 1000 км (600 миль), но он даже не упоминался как особенность до 1906 года, Юлиус Франц в Der Mond. Истинная природа бассейна была обнаружена в 1960-х годах, когда исправленные изображения проецировались на земной шар. Таз был детально сфотографирован Лунный орбитальный аппарат 4 в 1967 г.

До начала освоения космоса астрономы не ожидали, что обратная сторона будет отличаться от стороны, видимой с Земли.[15] 7 октября 1959 г. Советский зонд Луна 3 сделал первые фотографии обратной стороны Луны, восемнадцать из них разрешимы,[16][15] покрывая одну треть поверхности, невидимой с Земли.[17] Снимки были проанализированы, и первый атлас обратной стороны Луны опубликовал Академия Наук СССР 6 ноября 1960 г.[18][19] Он включал каталог из 500 выдающихся особенностей ландшафта.[20] Год спустя первый глобус (1:13600000 шкала )[21] содержащий невидимые с Земли особенности Луны, был выпущен в СССР, на основе изображений с Луны 3.[22] 20 июля 1965 года еще один советский зонд, Зонд 3, передал 25 снимков обратной стороны Луны очень хорошего качества,[23] с гораздо лучшим разрешением, чем у Луны 3. В частности, они обнаружили цепочки кратеров длиной в сотни километров,[17] но неожиданно не оказалось ни одной кобыльей равнины, подобной той, что видна с Земли невооруженным глазом.[15] В 1967 году вторая часть Атлас обратной стороны Луны был опубликован в Москва,[24][25] основан на данных Zond 3, а каталог теперь включает 4000 недавно обнаруженных деталей ландшафта обратной стороны Луны.[17] В том же году первый Полная карта Луны (1:5000000 шкала[21]) и обновлен полный глобус (1:10000000 шкала), охватывающая 95 процентов поверхности Луны,[21] были выпущены в Советском Союзе.[26][27]

Поскольку многие характерные особенности ландшафта обратной стороны были обнаружены советскими космическими аппаратами, советские ученые выбрали для них названия. Это вызвало споры, и Международный астрономический союз, оставив многие из этих имен нетронутыми, позже взяли на себя роль именования лунных объектов в этом полушарии.

Дальнейшая исследовательская миссия

26 апреля 1962 года НАСА Рейнджер 4 космический зонд стал первым космическим кораблем, столкнувшимся с обратной стороной Луны, хотя до столкновения он не смог предоставить никаких научных данных.[28]

Первое по-настоящему всестороннее и подробное картографическое исследование дальней стороны было выполнено американским беспилотным летательным аппаратом. Программа Lunar Orbiter запущен НАСА с 1966 по 1967 год. Большую часть обзора обратной стороны обеспечил последний зонд в серии, Лунный орбитальный аппарат 5.

Дальняя сторона была впервые замечена человеческими глазами во время Аполлон 8 миссия 1968 года. Астронавт Уильям Андерс описал вид:

«Задняя сторона выглядит как куча песка, в которую мои дети играли какое-то время. Это все избито, без определения, просто много неровностей и ям ».

Его видели все члены экипажа Аполлон 8 и Аполлон 10 через Аполлон-17 миссии с того времени, и сфотографированы несколькими лунными зондами. Космический корабль, пролетавший за Луной, не имел прямой радиосвязи с Землей, и ему пришлось ждать, пока орбита не разрешит передачу. Во время миссий «Аполлон» главный двигатель служебного модуля был запущен, когда судно находилось за Луной, что произвело некоторые напряженные моменты в Управление полетами прежде, чем корабль снова появился.

Геолог-космонавт Харрисон Шмитт, который стал последним, кто ступил на Луну, агрессивно лоббировал место своей посадки на противоположной стороне Луны, нацелившись на заполненный лавой кратер Циолковский. В амбициозное предложение Шмитта входил специальный спутник связи на основе существующего ТИРОС спутники будут запущены в Гало-орбита Фаркуара – Лиссажу вокруг Точка L2 чтобы поддерживать контакт с космонавтами в пределах прямой видимости во время их энергетического спуска и операций на поверхности Луны. Администраторы НАСА отклонили эти планы на основании дополнительного риска и отсутствия финансирования.

Идея использования Земля – Луна L2 за спутник связи покрытие обратной стороны Луны было реализовано, поскольку Китайское национальное космическое управление запущен Queqiao спутник-ретранслятор в 2018 году.[29] С тех пор он использовался для связи между посадочным модулем Chang'e 4 и юту 2 марсоход, успешно приземлившийся в начале 2019 года на обратной стороне Луны, и наземные станции на Земле. L2 предлагается как «идеальное место» для склад топлива как часть предлагаемой архитектуры космического транспорта на базе депо.[30]

Чандраяан-2, Второй лунный зонд Индии в 2019 году, сделал снимки с далекой местности, Джексон (кратер) и полюса Луны.[31]

Мягкая посадка

В Китайское национальное космическое управление с Чанъэ 4 совершил первую мягкую посадку на обратной стороне Луны 3 января 2019 года.[32] В состав аппарата входил спускаемый аппарат, оснащенный низкочастотным радиоприемником. спектрограф и инструменты геологических исследований.[33]

Первая панорама с обратной стороны Луны, сделанная Чанъэ 4

Потенциал

Некоторые особенности географии обратной стороны Луны отмечены на этом изображении.

Поскольку обратная сторона Луны защищена от радиопередач с Земли, это считается хорошим местом для размещения радиотелескопы для использования астрономы. Маленькие чашеобразные кратеры образуют естественное образование для неподвижного телескоп похожий на Аресибо в Пуэрто-Рико. Для гораздо более крупных телескопов 100-километровый диаметр (60 миль) кратер Дедал расположен недалеко от центра дальней стороны, а обод высотой 3 километра (2 мили) поможет заблокировать случайную связь с орбитальными спутниками. Еще один потенциальный кандидат в радиотелескоп - это Кратер Саха.[34]

Прежде чем размещать радиотелескопы на дальней стороне, необходимо решить несколько проблем. Штраф лунная пыль может загрязнить оборудование, автомобили и скафандры. Проводящие материалы, используемые для антенн, также должны быть тщательно защищены от воздействия солнечные вспышки. Наконец, область вокруг телескопов должна быть защищена от загрязнения другими радиоисточниками.

В L2 Точка Лагранжа системы Земля-Луна расположена примерно на 62 800 км (39 000 миль) над обратной стороной, что также было предложено в качестве места для будущего радиотелескопа, который будет выполнять Орбита Лиссажу о лагранжевой точке.

Одна из исследуемых миссий НАСА на Луну отправит спускаемый аппарат с возвратом образцов на Луну. Южный полюс - бассейн Эйткена, место крупного столкновения, в результате которого образовалась формация диаметром около 2400 км (1500 миль). Сила этого удара привела к глубокому проникновению в лунную поверхность, и образец, возвращенный с этого места, может быть проанализирован для получения информации о внутренней части Луны.[35]

Поскольку ближняя сторона частично защищена от Солнечный ветер Землей, дальняя сторона Мария ожидается самая высокая концентрация гелий-3 на поверхности Луны.[36] Этот изотоп относительно редко встречается на Земле, но имеет хороший потенциал для использования в качестве топлива в слияние реакторы. Сторонники лунного поселения сослались на наличие этого материала как на причину создания лунной базы.[37]

Именованные особенности

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Сигурдссон, Стейнн (09.06.2014). «Темная сторона Луны: краткая история». Получено 2017-09-16.
  2. ^ а б О'Коннер, Патрисия Т .; Келлерман, Стюарт (06.09.2011). "Темная сторона Луны". Получено 2017-09-16.
  3. ^ а б Мессер, А'ндреа Элиз (2014-06-09). «Тайна 55-летнего тёмного человека раскрыта». Новости штата Пенсильвания. Получено 2017-09-16.
  4. ^ а б Фалин, Ли (05.01.2015). "Что на Темной стороне Луны?". Получено 2017-09-16.
  5. ^ «Китайский космический корабль совершил первую посадку на обратной стороне Луны». НОВОСТИ AP. 2019-01-03. Получено 2019-01-03.
  6. ^ Кеннет Зильбер. "На Землю: Миссии Аполлона на Луну, которых никогда не было".
  7. ^ НАСА. «Освобождение Луны». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)[постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ "Темная сторона Луны". 18 января 2013 г.
  9. ^ "Dark No More: исследование обратной стороны Луны". 29 апреля 2013 г.
  10. ^ Дж. Дж. Гиллис; П. Д. Спудис (1996). «Состав и геологическое окружение Луны на дальней стороне Марии». Луна и планетология. 27: 413. Bibcode:1996LPI .... 27..413G.
  11. ^ М. Ютци; Э. Асфауг (2011). «Формирование нагорья на дальнем берегу Луны за счет аккреции спутника-спутника». Природа. 476 (7358): 69–72. Bibcode:2011Натура.476 ... 69J. Дои:10.1038 / природа10289. PMID  21814278. S2CID  84558.
  12. ^ Подсчет кратеров на ближней / дальней стороне проведен Дэвидом Моррисоном и Брэдом Бейли, НАСА. http://lunarscience.nasa.gov/?question=3318. По состоянию на 9 января 2013 г.
  13. ^ Мессер, А'ндреа Элиз (2014-06-09). «Тайна 55-летнего тёмного человека раскрыта». Государственный университет Пенсильвании. Получено 2016-06-27.
  14. ^ "Сколько мы видим Луны? | EarthSky.org". earthsky.org. Получено 2019-02-06.
  15. ^ а б c Лей, Вилли (апрель 1966 г.). "Обновленная Солнечная система". Довожу до вашего сведения. Галактика Научная фантастика. С. 126–136.
  16. ^ «НАСА - NSSDCA - Космический корабль - Детали». nssdc.gsfc.nasa.gov.
  17. ^ а б c (на русском) Большая Советская Энциклопедия, 3-й. издание, запись о "Луна (спутник Земли)", доступная онлайн здесь [1]
  18. ^ АТЛАС ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ЛУНЫ, Ч. 1, Москва: Академия Наук СССР, 1960
  19. ^ Лауниус, Роджер Д. «Хронология воздухоплавания и космонавтики, 1960». www.hq.nasa.gov.
  20. ^ (на русском) Хронология 1804–1980 гг., К 150-летию ГАИШ - обсерватория МГУ.. МГУ
  21. ^ а б c (на русском) Карты и глобусы Луны, созданные при участии Департамента лунных и планетных исследований ГАИ.. ВОФК
  22. ^ "Sphæra: информационный бюллетень Музея истории науки, Оксфорд". www.mhs.ox.ac.uk.
  23. ^ «НАСА - NSSDCA - Космический корабль - Детали». nssdc.gsfc.nasa.gov.
  24. ^ Атлас Обратной Стороны Луны, стр.2, Москва: Наука, 1967
  25. ^ «Наблюдение за Луной на протяжении всей истории». Адлерский планетарий. Архивировано из оригинал на 2007-12-22. Получено 2020-12-01.
  26. ^ «Труды отдела лунно-планетных исследований ГАИШ МГУ». selena.sai.msu.ru.
  27. ^ (на русском) Карты Луны. МГУ
  28. ^ «Обсуждение». Космическая политика. 14 (1): 5–8. 1998. Дои:10.1016 / S0265-9646 (97) 00038-6.
  29. ^ Джонс, Эндрю (2018-06-14). «Спутник-ретранслятор Chang'e-4 выходит на гало-орбиту вокруг Земли-Луны L2, микроспутник на лунной орбите». SpaceNews.
  30. ^ Зеглер, Франк; Куттер, Бернард (02.09.2010). «Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо» (PDF). Конференция и выставка AIAA SPACE 2010. AIAA. п. 4. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-06-24. Получено 2011-01-25. L2 находится в глубоком космосе, вдали от любой поверхности планеты, и, следовательно, тепловая среда, микрометеороид и атомарный кислород значительно превосходят таковые на НОО. Термодинамический застой и увеличенный срок службы оборудования намного легче получить без этих суровых условий, наблюдаемых на НОО. L2 это не просто отличные ворота - это отличное место для хранения топлива. ... L2 это идеальное место для хранения топлива и грузов: близко, много энергии и холодно. Что еще более важно, он обеспечивает непрерывное поступательное движение ракетного топлива со складов на НОО, тем самым уменьшая их размер и эффективно минимизируя штрафы за испарение у Земли.
  31. ^ «Изображения лунной поверхности, сделанные камерой для картографирования местности -2 (TMC-2) Чандраяана 2». Индийская организация космических исследований. 26 августа 2019 г.,. Получено 2 сентября, 2019.
  32. ^ «Китайский космический корабль совершил первую посадку на обратной стороне Луны». Времена Индии. Ассошиэйтед Пресс. 3 января 2019 г.. Получено 3 января 2019.
  33. ^ «Китай стремится высадить зонд Чанъэ-4 на обратной стороне Луны». Синьхуа English News. 2015-09-08. В архиве из оригинала от 10.09.2015.
  34. ^ Стенджер, Ричард (2002-01-09). "Астрономы настаивают на создании обсерватории на Луне". CNN. Архивировано из оригинал на 2007-03-25. Получено 2007-01-26.
  35. ^ М. Б. Дюк; Б. К. Кларк; Т. Гамбер; П. Г. Люси; Г. Райдер; Дж. Дж. Тейлор (1999). «Образец миссии по возвращению в бассейн Эйткена на Южном полюсе» (PDF). Семинар по новым взглядам на Луну 2: понимание Луны через интеграцию различных наборов данных: 11.
  36. ^ "Золото Тара в Тхам Лунных холмах". Ежедневная запись. 2006-01-28. Получено 2007-01-26.
  37. ^ Шмитт, Харрисон (2004-12-07). "Добыча Луны". Популярная механика. В архиве с оригинала на 2013-10-15. Получено 2013-10-07.
  38. ^ а б c d е "Место посадки на Луну Чанъэ-4 названо". China Daily. 17 февраля 2019 г.. Получено 16 февраля 2019.
  39. ^ а б c d е "МАС назвал место посадки китайского зонда Чанъэ-4 на обратной стороне Луны". Международный астрономический союз. 15 февраля 2019.

внешняя ссылка