Місяць - природний супутник Землі

«Луна — Природний супутник Земли».

1.

Введение

.

Розділ 1.

2.1. Міфологічна історія Луны.

2.2. Походження Луны.

Розділ 2.

3.1. Місячні затмения.

3.2. Затемнення попередні времена.

Розділ 3.

4.1. Форма Луны.

4.2. Поверхня Луны.

4.3. Рельєф місячної поверхности.

4.4. Місячний грунт.

4.5. Внутрішнє будова Луны.

Розділ 4.

5.1. Фази Луны.

5.2. Новий етап у дослідженні Луны.

5.3. Магнетизм Луны.

Розділ 5.

6.1. Дослідження припливних электростанций.

Розділ 6.

7.1. Вывод.

1.

Введение

.

Місяць — природний супутник Землі та найяскравіший об'єкт на нічному небі. На Місяці немає звичної нам атмосфери, немає рік і озер, рослинності і живих організмів. Сила тяжкості на Місяці ушестеро менше, ніж Землі. День і ніч із перепадами температур до 300 градусів тривають по два тижні. І, тим щонайменше, Місяць дедалі більше приваблює землян можливістю використовувати її унікальні умови і ресурсы.

Видобуток природних запасів Землі вагається із кожним роком. За прогнозами вчених у майбутньому людство вступить у складній ситуації. Земне середовище проживання вичерпає свої фінансові ресурси, тому вже нині слід починати освоювати ресурси інших планет і супутників. Місяць, як найближче до нас небесне тіло стане першим об'єктом для позаземного промислового виробництва. Створення місячної бази, та був і мережі баз, планується вже у найближчими десятиліттями. З місячних порід можна мати кисень, водень, залізо, алюміній, титан, кремній та інші корисні елементи. Місячний грунт є чудовим сировиною щоб одержати різних будівельних матеріалів, і навіть у видобуток ізотопу гелій-3, що може забезпечити електростанції Землі безпечним і екологічно чистим ядерним пальним. Місяць використовуватиметься унікальних наукових і спостережень. Вивчаючи місячну поверхню що можуть «зазирнути «на вельми древній період нашої власної планети, оскільки особливості розвитку Місяця забезпечили схоронність рельєфу поверхні протягом мільярдів років. З іншого боку, Місяць послужить експериментальної базою для відпрацювання космічних технологій, кому надалі використовуватиметься як ключовий транспортний вузол міжпланетних повідомлень.

Місяць, єдиний природний супутник Землі та найближче до нас небесне тіло; середнє відстань до Місяця — 384 000 кілометрів.

Місяць рухається навколо Землі з середньої швидкістю 1,02 км/сек по приблизно еліптичної орбіті у тому напрямі, у якому рухається переважна більшість інших тіл Сонячної системи, тобто проти годинниковий стрілки, коли дивитися на орбіту Місяця із боку Північного полюси світу. Велика полуось орбіти Місяця, рівна середньому відстані між центрами Землі та Місяця, становить 384 400 км (приблизно 60 земних радіусів).

Оскільки маса Місяця щодо мала, щільною газової оболонки — атмосфери в неї у тому. Гази вільно розсіюються в навколишньому космічному просторі. Тому поверхню Місяця висвітлюється прямими сонячним промінням. Тіні від нерівностей рельєфу тут дуже глибокі і чорні, оскільки немає розсіяного світла. Та й за Сонцем з місячної поверхні виглядатиме набагато яскравіше. Розріджена газова оболонка Місяця з водню, гелію, неону і аргону до 10 трильйонів разів менша за щільністю, ніж наша атмосфера, але у тисячу разів більше, ніж кількість молекул газу космічному вакуумі. Оскільки Місяць немає щільною захисної оболонки з газу, їхньому поверхні протягом доби відбувається дуже великі зміни температури. Сонячне випромінювання поглинається місячної поверхнею, яка слабко відбиває промені света.

У результаті эллиптичности орбіти і обурень відстань до Місяця коливається між 356 400 і 406 800 км. Період звернення Місяця навколо Землі, так называемыйсидерический (зоряний) місяць дорівнює 27,32 166 діб, але піддається невеликим коливань і дуже малому віковому скорочення. Рух Місяця навколо Землі дуже складно, та її вивчення становитиме із найбільших завдань небесної механіки. Еліптичне рух являє собою лише грубе наближення, нею накладаються багато обурення, зумовлені притяганням Сонця, планет. Найголовніші з цих обурень, чи нерівностей, було відкрито з спостережень набагато раніше теоретичного виведення їх із закону всесвітнього тяжіння. Тяжіння Місяця Сонцем в 2,2 разу сильніше, ніж Землею, отже, слід сказати, годилося б розглядати рух Місяця навколо Сонця і обурення цього руху Землею. Проте, оскільки дослідника цікавить рух Місяця, яким було видно з Землі, гравітаційна теорія, яку розробляли багато найбільші вчені, починаючи з І. Ньютона, розглядає рух Місяця саме Землі. О 20-й столітті користуються теорією американського математика Дж. Хілла, з урахуванням якої американський астроном Еге. Браун обчислив (1919 р.) математично, лави кандидатів і становив таблиці, містять широту, довготу і паралакс Місяця. Аргументом служить час.

Площину орбіти Місяця нахилена до екліптиці з точки 5*8"43″, схильним до невеликим коливань. Крапки перетину орбіти з екліптикою, називаються висхідним і спадним вузлами, мають нерівномірне назаднє рух й роблять повний оборот по екліптиці за 6794 діб (близько 18 років), унаслідок чого Місяць повертається одного й тому вузлу через інтервал часу — так званий драконівський місяць, — коротший, ніж сидерический й у середньому рівний 27.21 222 діб, з цим місяцем пов’язана періодичність сонячних і місячних затемнень.

Місяць обертається навколо осі, нахиленій до площині екліптики з точки 88°28 ", з періодом, точно рівним сидерическому місяцю, унаслідок чого вона повернена до Землі завжди одному й тому ж стороною. Проте поєднання рівномірного обертання з нерівномірним рухом орбітою викликає невеликі періодичні відхилення від незмінного напрями до Землі, які становлять 7° 54 «по довготі, а нахил осі обертання Місяця до площині її орбіти обумовлює відхилення до 6°50 «за широтою, унаслідок чого у різний час з Землі можна побачити до 59% всієї поверхні Місяці (хоча області біля країв місячного диска видно лише сильному перспективному ракурсі); такі відхилення називаються либрацией Місяця. Площині екватора Місяця, екліптики і місячної орбіти завжди перетинаються за однією прямий (закон Кассіні).

У рух Місяця розрізняють чотири місячних месяца.

29, 53 059 діб СИНОДИЧЕСКИЙ (от слова synodion-встреча).

27, 55 455 діб АНОМАЛИТИЧЕСКИЙ (кутовий відстань Місяця від її перигея називали аномалией).

27, 32 166 діб СИДЕРИЧЕСКИЙ (sideriumзвездный).

27, 21 222 сутокДРАКОНИЧЕСКИЙ (узлы орбіти позначають значком схожими на дракона).

Мета: Дізнатися якнайбільше про природному єдиному супутнику Землі - Місяці. Про її користь і значенні у житті людей про походження, історії, русі, і т.д.

Задачи:

1. Дізнатися історію Луны.

2. Дізнатися про місячних затмениях.

3. Дізнатися про будову Луны.

4. Дізнатися про дослідження Луны.

5. Дослідницька работа.

6. Вывод.

2.1. Міфологічна історія Луны.

Місяць у римській міфології є богинею нічного світла. Місяць мала кілька святилищ, одне разом із богом сонця. У єгипетської міфології богиня місяця — Тефнут і його сестра Шу — одна з втілень сонячного початку, були близнюками. У індоєвропейській і балтійської міфології набув значного поширення мотив залицяння зо сонцем та його весілля: по весіллі місяць залишає сонце, внаслідок чого йому мстить бог-громовержець і розрубує місяць навпіл. У другій міфології місяць, жила на небі разом з женой-солнцем, зробив землю подивитися, як живуть люди. На землі за місяцем погналася Хоседэм (зле жіноче міфологічне істота). Місяць, квапливо що повертався до сонця, лише напів встигло ввійти у його чум. Сонце схопило його з одну половину, а Хоседэм за іншу, і почали тягти їх у різні боки, доки розірвали навпіл. Сонце намагалося потім оживити місяць, що залишилося без лівої половини і тим самим без серця, пробував зробити йому серце з вугілля, хитало їх у колиски (шаманський спосіб воскресіння людини), але було марно. Тоді сонце повеліло місяцю, що він світил вночі що залишилася в нього половиною. У вірменської міфології Лусин («місяць») — молодий юнак попросив в, тримала тісто, булочку. Розсерджена мати дала ляпас Лусину, від якій він злетів на небо. До цього часу з його особі видно сліди тесту. По народних повір'їв, фази місяця пов’язані з циклами життя царя Лусина: молодик — з його юністю, повний місяць — зі зрілістю; коли місяць убуває і виникає півмісяць, настає старість Лусина, і потім іде у рай (вмирає). З раю він повертається возрожденным.

Відомі також міфи про походження місяця з двох частин тіла (найчастіше з лівої і праве ока). Більшість народів світу є особливі Місячні міфи, в яких розтлумачувалося виникнення плям на місяці, найчастіше тим, що міститься особливий людина («місячний людина» чи «місячна жінка»). Божеству місяця багато народів надають особливе значення, вважаючи, що дає необхідні елементи для живого.

2.2. Походження Луны.

Походження Місяця остаточно ще встановлено. Найбільш розроблено три різні гіпотези. Наприкінці ХІХ ст. Дж. Дарвін висунув гіпотезу, за якою Місяць і Земля спочатку становили одну загальну розплавлену масу, швидкість обертання якої збільшувалася принаймні її остигання й стиску; внаслідок ця маса розірвалася на частини: велику — Землю і меншу — Місяць. Ця гіпотеза пояснює малу щільність Місяця, освіченою з зовнішніх верств початкової маси. Але вона зустрічає серйозні заперечення з погляду механізму подібного процесу; ще, між породами земної оболонки, та місячними породами неабиякі геохімічні відмінності.

Гіпотеза захоплення, розроблена німецьким ученим До. Вейцзеккером, шведським ученим Х. Альфвеном і американським ученим Р. Юрі, передбачає, що Місяць спочатку була малої планетою, яка за проходженні поблизу Землі внаслідок впливу тяжіння останньої перетворилася на супутник Землі. Можливість такого події дуже мала, та, крім цього у такому разі було б очікувати більшої відмінності земних і місячних порід.

Відповідно до третьої гіпотезі, що розроблялися радянськими вченими — Про. Ю. Шмідтом та її послідовниками у середині ХХ століття, Місяць і Земля утворилися одночасно шляхом поєднання і ущільнення великого рою дрібних частинок. Але Місяць загалом має меншу щільність, ніж Земля, тому речовина протопланетного хмари мало розділитися з концентрацією важких елементів в Землі. У зв’язку з цим виникло припущення, що першою початку формуватися Земля, оточена потужної атмосферою, збагаченої щодо летючими силикатами; при наступному охолодженні речовина цієї атмосфери сконденсировалось в кільце планетезималей, серед яких і утворилася Місяць. Остання гіпотеза на рівні знань (роки 20 століття) представляється найбільш кращою. Не недавно виникла четверта теорія, що й прийнята сьогодні як найбільш правдоподібна. Це гіпотеза гігантського зіткнення. Основна ідея у тому, що, коли планети, які бачимо тепер, ще тільки формувалися, якесь небесне тіло завбільшки з Марс із великою силою врізалось в молоду Землю під ковзним кутом. У цьому легші речовини зовнішніх верств Землі мала б відірватися її і розлетітися у просторі, утворивши навколо Землі кільце з уламків, тоді як ядро Землі, що складається з заліза, збереглося в цілості. Зрештою, цю обручку з уламків злиплося, утворивши Місяць. Теорія гігантського зіткнення пояснює, чому Земля містить дуже багато заліза, але в Місяці її майже немає. З іншого боку, з речовини, які мали перетворитися на Місяць, після цього зіткнення виділилося багато різних газів — зокрема кисень.

3.1. Місячні затмения.

Через те, що Місяць, звертаючись навколо Землі, буває іноді в одній лінії ЗемляМісяцьСонце, виникають сонячні чи місячні затемненнянайцікавіші і ефектні явища природи, викликали страх у минулі століття, оскільки люди й не розуміли, що відбувається. Їм здавалося, що якийто невидимий чорний дракон пожирає Сонце і можуть у постійному мороці. Тому літописці всіх народів старанно вантажили до своєї хроніки інформацію про затьмареннях. Так літописець Кирило з Новгородського Антониева монастиря 11 серпня 1124 року записав: «Перед вечірньої нача убывати Сонця, і наибе все. Про щодо того і пітьма быеть!». Історія донесла до нас випадок, коли сонячне затемнення привело жахало які борються індіанців і медян. У 603 року е. біля сучасної Туреччини і Ірану. Воїни страхові покидали зброї та боєприпасів припинили бій, після чого, злякані затьмаренням уклали світ образу і так важко воювали друг з одним. Сонячні затемнення бувають лише у молодик, коли Місяць проходить не нижче, й не вище, а по сонячному диску і, як гігантська заслінка, загороджує собою сонячний диск, «перекриваючи Сонцю шлях». Але затемнення на різних роботах видно порізного, тільки в Сонце закривається повністюповне затемнення, за іншими частковонеповне затемнення. Суть явища у цьому, що земля і Місяць, освітлені Сонцем, відкидають кінці теней (сходящиеся) і кінці тени (расходящиеся). Коли Місяць потрапляє однією лінію з Сонцем і Землею і залишається з-поміж них, місячна тінь рухається по Землі із Заходу Схід. Діаметр повної місячної тіні вбирається у 250 км, тому одночасно затемнення Сонця видно тільки малому ділянці Землі. Там, де на кількох Землю падає півтінь Місяця, спостерігається неповне затемнення Сонця. Відстань між Сонцем і Землею який завжди однаково: взимку близько північній півкулі Землі ближчі один до Сонцю, а влітку далі. Місяць звертаючись навколо Землі, теж проходить на різні відстаніто ближче, так далі від неї. Що стосується, коли Місяць відстає далі від Землі та загородити повністю диск Сонця неспроможна, спостерігачі бачать навколо чорної Місяця блискучий краю сонячного дискавідбувається найгарніше кольцеобразное затемнення Сонця. Коли в древніх спостерігачів записи затемнень накопичилися протягом кількох століть, вони помітили, що затемнення повторюються через кожні 18 років і одинадцять з третю діб. Цей термін єгиптяни назвали «саросом», що таке «повторення». Проте задля визначення, де побачимо затемнення, необхідно, ясна річ, зробити складніші обчислення. На місяць Місяць іноді потрапляє у земну тінь в цілому або частково, і бачимо, відповідно повне чи часткове затемнення Місяця. Місяць значно менше Землі, тому затемнення триває до 1ч. 40мин. І навіть за повної місячному затьмаренні Місяць залишається видимої, але забарвлюється в багровий колір, що викликає неприємні відчуття. Колись затемнення Місяця боялися як страшного передвістя, вважали, що «місяць кров’ю обливається». Сонячні промені, переломлюючи у атмосфері Землі, потрапляють у конус земної тіні. У цьому атмосферою активно поглинаються блакитні і сусідні поруч з ними промені сонячного спектра, а пропускаються всередину конуса тіні переважно червоні промені, які поглинаються слабше, вони те й надають Місяці лиховісний червонястий колір. Взагалі, місячні затемненнядосить рідкісне явище природи. Здається, що місячні затемнення повинні спостерігатися щомісяцяу кожне повний місяць. Однак думки дійсності немає. Місяць прослизає або під земної тінню, або з неї, й у молодик тінь Місяця зазвичай проноситься повз Землі, і тоді затемнення також виходять. Тому затемнення непогані часты.

Схема повного затемнення Луны.

Повні Місячні Затемнення.

1995 — 2005 гг.

Дата Продолжительность.

1996 4 квітня 1 год 24 мин.

1996 27 сентября1 год 12 хв.

1997 16 сентября1 год 6 хв.

2000 21 января1 год 16 хв.

2000 16 липня 1 год.

2001 9 січня 30 хв.

2003 16 травня 26 хв.

2004 4 мая38 хв.

2004 28 октября40 мин.

3.2. Затемнення попередні времена.

У давнину затемнення Сонця і Місяця надзвичайно цікавили людей. Філософи Стародавню Грецію були впевнені, що земля є кулею, оскільки вони помітили, що «тінь Землі, падаюча на Місяць, має форму кола. Понад те, вони підрахували, що земля в три рази більше Місяця, просто з тривалості затемнень. Дані археології дозволяють припустити, що чимало древні цивілізації намагалися пророкувати затемнення. Результати спостережень в Стоунхендж, бегемотів у Південній Англії, могли дозволяти людям пізнього кам’яного віку, 4000 років тому я, пророкувати деякі затемнення. Вони вміли вираховуватимуть час приходу літнього і зимового сонцестоянь. У будинку Центральної Америці 1000 років тому вони астрономи майя могли пророкувати затемнення, вибудовуючи довга низка спостережень і відшукуючи повторювані поєднання чинників. Майже однакові затемнення повторюються кожні 54 року 34 дня.

4.4. З якою частотою ми можемо бачити затмения.

Хоча Місяць відбувається за орбітою навколо Землі кожного місяця, затемнення що неспроможні відбуватися щомісяця тому, що площину орбіти Місяця нахилена щодо площині орбіти Землі навколо Сонця. Найбільше, протягом року може відбутися сім затемнень, у тому числі двоє чи троє би мало бути місячними. Сонячні затемнення відбуваються лише у молодик, коли Місяць перебуває у точності між Землею і Сонцем. Місячні ж затемнення завжди бувають у повню, коли Земля перебуває між Землею і Сонцем. За все життя ми можемо сподіватися побачити 40 місячних затемнень (за умови, що небо буде ясним). Спостерігати сонячні затемнення важче через вузькість смуги затемнень Сонця.

4.1. Форма Місяця.

Форма Місяця дуже близька до кулі з радіусом 1737 км, що дорівнює 0,2724 екваторіального радіуса Землі. Площа поверхні Місяці становить 3,8 * 107 кв. км., а обсяг 2,2 * 1025 см³. Більше детальне визначення постаті Місяця утруднено тим, що у Місяці, через брак океанів, немає явно вираженої уровненной поверхні стосовно якої було визначити висоти і глибини; ще, оскільки Місяць повернена до Землі однією стороною, вимірювати з Землі радіуси точок поверхні видимого півкулі Місяця (крім точок на краю лунною диска) можна тільки підставі слабкого стереоскопічного ефекту, обумовленого либрацией. Вивчення либрации дозволило оцінити різницю головних полуосей еліпсоїда Місяця. Полярна вісь менше екваторіальній, спрямованої на бік Землі, приблизно 700 метрів і менше екваторіальній осі, перпендикулярній напрямку на Землю, на 400 м. Отже, Місяць під впливом припливних сил, трохи витягнута в бік Землі. Маса Місяця найточніше визначається з спостережень її штучних супутників. Вона, у 81 разів менша маси землі, що він відповідає 7.35 *1025 р. Середня щільність Місяця дорівнює 3,34 р. см3 (0.61 середньої щільності Землі). Прискорення сили тяжкості лежить на поверхні Місяця 6 разів більше, ніж Землі, становить 162.3 див. сек, и зменшується на 0.187 див. сек2 при підйомі на 1 кілометр. Перша космічна швидкість 1680 м. сік, друга 2375 м. сек. У результаті малого тяжіння Місяць окремо не змогла утримати навколо себе газової оболонки, і навіть води вільному состоянии.

4.2. Поверхня Луны.

Поверхня Місяця досить темна, її альбедо одно 0.073, тобто вона відбиває середньому лише 7.3% світлових променів Сонця. Візуальна зоряна величина повної Місяця на середньому відстані дорівнює - 12.7; вона надсилає у повний місяць на Землю в 465 000 разів менша світла, ніж Сонце. Залежно від фаз, на цю кількість світла зменшується набагато швидше, ніж площа освітленої частини Місяця, отже коли Місяць перебуває у чверті, і бачимо половину її диска світлої, вона посилає нам не 50%, а лише 8% світла від повної Місяця Показник кольору місячного світла дорівнює + 1.2, тобто він помітно червоніше сонячного. Місяць обертається щодо Сонця з періодом, рівним синодическому місяцю, тому день, на Місяці триває майже 1.5 добу і стільки ж триває ніч. Михайловський захищена атмосферою, поверхню Місяця нагрівається днем до + 110о З, а вночі вистигає до -120° З, проте, як показали радионаблюдения, ці величезні коливання температури проникають всередину тільки кілька дециметрів внаслідок надзвичайно слабкої теплопровідності поверхневих верств. З тієї ж причини і під час повних місячних затемнень нагріта поверхню швидко охолоджується, хоча деякі місця довше.

Навіть неозброєним оком на Місяці видно неправильні довгі темнуваті плями, прийняті за моря; назва збереглося, хоча й встановлено, що це освіти нічого спільного з земними морями немає. Телескопічні спостереження, яким поклав початок в 1610 Р. Галілей, дозволили знайти гористое будова поверхні Місяці. З’ясувалося, що моря — це рівнини темнішого відтінку, ніж інші області, іноді звані континентальними (чи материковыми), що рясніють горами, що їх має кільцеподібну форму (кратери). По багаторічним спостереженням було укладено докладні карти Місяця. Перші такі карти видав у 1647 Я. Гевелий в Ланцеті (Гданськ). Зберігши термін «моря», привласнила назви ще й найголовнішим місячним хребтах — по аналогічним земним освітою: Апеннины, Кавказ, Альпи. Дж. Риччоли в 1651 дав великим темним низменностям фантастичні назви: Океан Бур, Море Криз, Море Спокою, Море Дощів тощо, менше що примикають до морях темні області він їх назвав затоками, наприклад, Затока Райдуги, а невеликі неправильні плями — болотами, наприклад Болото Гниття. Окремі гори, переважно кільцеподібні, він їх назвав іменами видатних учених: Коперник, Кеплер, Тихо Бразі та інші. Ці назви збереглися на місячних картах і нині, причому додано багато нових імен видатних діячів, учених пізніших часів. На картах зворотного боку Місяця, складених за спостереженнями, виконаним з космічних зондів і штучних супутників Місяця, з’явилися імена До. Еге. Ціолковського, З. П. Корольова, Ю. А. Гагаріна та інших. Докладні і точні карти Місяця було укладено по телескопическим спостереженням о 19-й столітті німецькими астрономами І. Медлером, Й. Шмідтом та інших. Карти складалися в ортографической проекції для середньої фази либрации, тобто приблизно такими, який Місяць видно з Землі. Наприкінці 19 століття почалися фотографічні спостереження Луны.

У 1896−1910 великий атлас Місяця було видано французькими астрономами М. Леві і П. Пьюзе із фотографіями, отриманим на Паризької обсерваторії; пізніше фотографічний альбом Місяця видано Ликской обсерваторією США, а середині 20 століття Дж. Койпер (США) становив кілька детальних атласів фотографій Місяця, отриманих на великих телескопах різних астрономічних обсерваторій. З допомогою сучасних телескопів на Місяці можна побачити, але з розглянути кратери близько 0,7 кілометрів й тріщини завширшки перші сотні метрів.

Більшість морів, і кратерів на видимої боці було названо італійським астрономом Риччиолли у середині сімнадцятого століття честь астрономів, філософів та інших вчених. Після фотографування зворотного боку Місяця з’явилися нові назви картами Місяця. Назви присвоюються посмертно. Винятком є 12 назв кратерів на вшанування радянських космонавтів і американських астронавтів. Усі нові назви затверджуються Міжнародною астрономічною союзом.

4.3. Рельєф місячної поверхности.

Рельєф місячної поверхні забезпечено переважно з’ясований внаслідок багаторічних телескопічних спостережень. «Місячні моря», що займають близько сорока % видимої поверхні Місяці, є рівнинні низовини, перетнуті тріщинами і невисокими звивистими валами; великих кратерів на морях порівняно мало. Багато моря оточені концентричними кільцевими хребтами. Інша, світліша поверхню покрита численними кратерами, кольцевидными хребтами, борознами тощо. Кратери менш 15−20 кілометрів мають просту чашоподібну форму, більші кратери (до 200 кілометрів) складаються з округлого валу з крутими внутрішніми схилами, мають порівняно пласке дно, більш поглиблене, ніж навколишня місцевість, часто з центральною гіркою. Висоти гір над оточуючої місцевістю визначаються за довжиною тіней на місячної поверхні чи фотометрическим способом. Таким шляхом було укладено гипсометрические карти масштабу 1: 1 0 велику частина видимої боку. Проте абсолютні висоти, відстані точок поверхні Місяці від центру постаті чи маси Місяця визначаються дуже невпевнено, та засновані ними гипсометрические карти дають лише загального уявлення про рельєфі Місяця. Набагато докладніше і точніше вивчений рельєф крайової зони Місяця, яка, залежно від фази либрации, обмежує диск Місяця. З цією зони німецький учений Ф. Хайн, радянський учений А. А. Нефедьев, американського вченого Ч. Уотс склали гипсометрические карти, що використовуються обліку нерівностей краю Місяця при спостереженнях з метою визначення координат Місяця (такі спостереження виробляються меридіанними колами і з фотографіям Місяця і натомість оточуючих зірок, і навіть за спостереженнями покриттів зірок). Микрометрическими вимірами визначено стосовно місячного екватору й середньому меридіану Місяця селенографические координати кількох основних опорних точок, які є для прив’язки значної частини інших точок поверхні Місяці. Основний вихідної точкою у своїй є невеличкий правильної форми і добре видимий біля центру місячного диска кратер Мёстинг. Структура поверхні Місяці був у основному вивчена фотометрическими і поляриметрическими спостереженнями, дополненными радіоастрономічними дослідженнями.

Кратери на місячної поверхні мають різний відносний вік: від древніх, ледь помітних, сильно перероблених утворень до дуже чітких в обрисах молодих кратерів, іноді оточених світлими «променями». У цьому молоді кратери перекривають давніші. У одних випадках кратери врізані в поверхню місячних морів, а інших — гірські породи морів перекривають кратери. Тектонічні розриви то борознять кратери і моря, то самі перекриваються молодшими утвореннями. Усі ці співвідношення дозволяють встановити послідовність виникнення різних структур на місячної поверхні; в 1949 радянський учений А. У. Хабаков розділив місячні освіти сталася на кілька послідовних вікових комплексів. Подальший розвиток такий підхід дозволило до кінця 1960;х років скласти среднемасштабные геологічні карти на значну частину поверхні Місяці. Абсолютний вік місячних утворень відомий поки що лише кількох точках; але, використовуючи деякі непрямі методи, можна встановити, що вік наймолодших великих кратерів становить десятки і сочни мільйонів років, а переважна більшість великих кратерів виникла «доморской» період, 3−4 млрд. років тому вони.

У освіті форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що невдовзі після її освіти надра були розігріті радіоактивним теплому і значною мірою розплавлені, що призвело до інтенсивному вулканизму лежить на поверхні. Внаслідок цього утворилися гігантські лавові поля та деяка кількість вулканічних кратерів, і навіть численні тріщини, уступи й т. е. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах випадало дуже багато метеоритів і астероїдів — залишків протопланетного хмари, при вибухи яких виникали кратери — від мікроскопічних лунок до кільцевих структур поперечником в багато десятків, а можливо, й за кілька сотень кілометрів. Через відсутність атмосфери і гідросфери значної частини цих кратерів збереглася донині. Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканизм й у основному припинився, оскільки Місяць витратила багато теплової енергії, а радіоактивні елементи було винесено в зовнішні верстви Місяця. Про остаточном вулканизме свідчать закінчення вуглецевомістких газів у місячних кратерах, спектрограми яких були вперше отримані радянським астрономом М. А. Козирєвим.

4.4. Місячний грунт.

Усюди, де робили посадки космічні апарати, Місяць покрита так званим реголитом. Це разнозернистый обломочно-пылевой шар завтовшки від кількох основних метрів за кілька десятків метрів. Він виникла у результаті роздрібнення, перемішування і спечення місячних порід при падінь метеоритів і микрометеоритов. У результаті впливу сонячного вітру реголіт насичений нейтральними газами. Серед уламків реголіту знайдено частки метеоритного речовини. По радиоизотопам було встановлено, деякі уламки лежить на поверхні реголіту перебували однією й тому самому місці десятки і сотні мільйонів років. Серед зразків, доставлених на Землю, зустрічаються породи двох типів: вулканічні (лави) і породи, виниклі з допомогою подрібнення і розплавлювання місячних утворень при падінь метеоритів. Переважна більшість вулканічних порід подібна до земними базальтами. Очевидно, такими породами складено все місячні моря.

З іншого боку, у грунті зустрічаються уламки інших порід, подібних з земними й дуже званим KREEP — порода, збагачена калієм, редкоземельными елементами і фосфором. Вочевидь, ці породи є уламки речовини місячних материків. «Луна-20» і «Аполлон-16», які здійснили посадки на місячних материках, привезли звідти породи типу анортозитов. Усі типи порід утворилися внаслідок тривалої еволюції у надрах Місяця. З ознак місячні породи від земних: у яких обмаль води, мало калію, натрію та інших летючих елементів, у деяких зразках дуже багато титану, а заліза. Вік цих порід, визначається по співвідношенням радіоактивних елементів, дорівнює 3 — 4.5 млрд. років, що він відповідає найдавнішим періодам розвитку Землі.

4.5. Внутрішнє будова Місяця.

Структура надр Місяця також визначатиметься з урахуванням обмежень, які накладають на моделі внутрішнього будівлі даних про фігурі небесного тіла, і, особливо характері поширення Р — і P. S — хвиль. Реальна постать Місяця, виявилася близька до сферически рівноважної, та якщо з аналізу гравітаційного потенціалу зроблено висновок у тому, що її щільність несильно змінюється з глибиною, тобто. на відміну Землі немає великої концентрації мас у центрі.

Найбільш верхній шар представлений корою, товщина якої, певна лише у районах улоговин, становить 60 км. Цілком можливо, що у великих материкових площах зворотного боку Місяця кора приблизно 1,5 разу міцніше. Кора складена изверженными кристалічними гірськими породами — базальтами. Проте з своєму мінералогічному складу базальты материкових і морських районів мають помітні відмінності. Тоді як найбільш древні материкові райони Місяця переважно утворені світлої гірської породою — анортозитами (майже повністю які з середнього та основного плагиоклаза, з невеликими домішками пироксена, олівіну, магнетита, титаномагнетита та інших.), кристалічні породи місячних морів, подібно земним базальтам, складено переважно плагиоклазами і моноклинными пироксенами (авгитами). Мабуть, вони утворилися при охолодженні магматического розплаву лежить на поверхні чи поблизу неї. У цьому, оскільки місячні базальты менш окислені, ніж земні, це, що вони кристалізувалися із меншим ставленням кисню до металу. Але вони, ще, спостерігається менше зміст деяких летючих елементів і водночас обогащенность багатьма тугоплавкими елементами проти земними породами. за рахунок домішок оливинов і особливо ільменіту райони морів видаються темними, а щільність що становлять їх порід вище, ніж материках.

Під корою розташована мантія, у якій, подібно земної, можна назвати верхню, середню і нижню. Товщина верхньої мантії близько 250 км, а середньої приблизно 500 км, і його кордон зі нижньої мантією розташована на глибині близько 1000 км. Доти рівня швидкості поперечних хвиль майже постійні, і це, що речовина надр перебуває у твердому стані, бувши потужну і щодо холодну літосферу, у якій так важко загасають сейсмічні коливання. Склад верхньої мантії може бути оливин-пироксеновый, але в більшої глибині присутні шніцель і зустрічається в ультраосновных лужних породах мінерал мелилит. На кордону з нижньої мантією температури наближаються до температур плавлення, звідси починається сильне поглинання сейсмічних хвиль. Ця сфера є місячну астеносферу.

У у самісінькому центрі, очевидно, перебуває невеличке рідке ядро радіусом менш 350 кілометрів, крізь який не проходять поперечні хвилі. Ядро то, можливо железосульфидным або залізним; щодо останнього воно має бути менше, краще цілком узгоджується з оцінками розподілу щільності за глибиною. Його маса, мабуть, вбирається у 2% від безлічі всієї Місяця. Температура в ядрі залежить з його складу і, певне, криється у межах 1300 — 1900 До. Нижньої кордоні відповідає припущення про обогащенности важкої фракції місячного протовещества сірої, переважно як сульфидов, й освіті ядра з эвтектики Fe — FeS з температурою плавлення (слабко яка від тиску) близько 1300 До. З верхньої кордоном краще узгоджується припущення про обогащенности протовещества Місяця легкими металами (Mg, Са, Na, Аl), вхідними разом із кремнієм і киснем у складі найважливіших породообразующих мінералів основних та ультраосновных порід — пироксенов і оливинов. Останньому припущенню сприяє і занижений вміст в Місяці заліза і нікелю, потім вказує її низька середня площадь.

Зразки гірських порід, доставлені «Аполлонами-11, -12 і -15», опинилися у основному базальтовій лавою. Цей морської базальт багатий залізом і, рідше, титаном. Хоча кисень безсумнівно одна із основних елементів порід місячних морів, місячні породи істотно біднішими киснем своїх земних аналогів. Особливо слід наголосити повну відсутність води, навіть у кристалічній решітці мінералів. Доставлені «Аполлоном-11» базальты мають наступний склад:

Доставлені «Аполлоном-14» зразки представляють інший тип кори — брекчию, багату радіоактивними елементами. Брекчия — це агломерат кам’яних уламків, зцементованих дрібними частинками реголіту. Третій тип зразків місячної кори — багаті алюмінієм анортозиты. Ця порода світліше темних базальтів. По хімічним складом вона близька до породам, дослідженим «Сервейором-7» у гірничій сфері в кратера Тихо. Ця порода менш щільна, ніж базальт, отже складені нею гори хіба що плавають лежить на поверхні більш щільною лави.

Усі три типу породи представлені у великих зразках, зібраних астронавтами «Аполлонов»; але впевненість, що є основними типами породи, слагающей кору, полягає в аналізі та класифікації тисяч дрібних фрагментів в зразках грунту, зібраних з різних місць лежить на поверхні Луны.

5.1. Фази Луны.

Михайловський самосвітної, Місяць видно лише у тієї частини, куди падають стане сонячне проміння, або промені, відбиті Землею. Цим пояснюються фази Місяця. Щомісяця Місяць, рухаючись у орбіті, проходить між Землею і Сонцем і адресована нам темним боком, тим часом відбувається молодик. Через 1 — 2 дні по тому західному частини неба з’являється вузький яскравий серп молодий Місяця. Решта місячного диска буває цей час слабко освітлена Землею, поверненою до Місяця своїм денним півкулею. Через 7 діб Місяць відступає від Сонця на 900, настає перша чверть, коли освітлена рівно половина диска відвідин Місяця й термінатор, тобто лінія розділу світлої й темній боку, стає прямий — діаметром місячного диска. У дні термінатор стає опуклим, вид Місяця наближається до світлого колі і через 14 — 15 діб настає повний місяць. На 22-ге добу спостерігається остання чверть. Углове відстань Місяця від сонця зменшується, вона знову стає серпом і крізь 29.5 діб знову настає молодик. Проміжок між двома послідовними новолуниями називається синодическим місяцем, що має середню тривалість 29.5 діб. Синодичний місяць більше сидерического, оскільки Земля цей час проходить приблизно 113 своєї орбіти і Місяць, щоб знову пройти між Землею і Сонцем, повинна пройти додатково ще 113 частину свого орбіти, куди витрачається трохи більше 2 діб. Якщо молодик відбувається поблизу однієї з вузлів місячної орбіти, відбувається сонячне затемнення, а повний місяць біля вузла супроводжується місячним затьмаренням. Легко що спостерігається система фаз Місяця стала основою для низки календарних систем.

5.2. Новий етап дослідження Луны.

Не дивно, перший політ космічного апарату вище навколоземній орбіти направили до Місяця. Ця честь належить радянському космічному апарату «Луна-l », запуск якого було здійснено 2 січня 1958 року. Відповідно до програмою польоту кілька днів він пройшов з відривом 6000 км від поверхні Місяці. Пізніше тому ж році, минулого тижня такий апарат серії «Місяць «досяг поверхні природного супутника Землі.

Ще за рік, у жовтні 1959 року автоматичний апарат «Луна-3 », оснащений апаратурою для фотографування, провів зйомку зворотного боку Місяця (близько 70% поверхні) і її зображення на Землю. Апарат мав систему орієнтації з датчиками Сонця і відвідин Місяця й реактивними двигунами, які працювали на стиснутому газі, систему управління і терморегулювання. Його маса 280 кілограм. Створення «Луны-3 «було технічним досягненням на той час, принесло інформацію про звороті Місяця: виявлено помітні відмінності з видимим боком, передусім відсутність протяжних місячних морів.

Вже у лютому 1966 року апарат «Луна-9 «доставив на Місяць автоматичну місячну станцію, совершившую м’яку посадку і передавшую на Землю кілька панорам сусідній поверхні - похмурої кам’янистої пустелі. Систему керування забезпечувала орієнтацію апарату, включення гальмівний щаблі за командою від радіолокатора в розквіті 75 кілометрів від поверхні відвідин Місяця й відділення станції від нього безпосередньо перед падінням. Амортизація забезпечувалася надувним гумовим балоном. Маса «Луни-9 «близько 1800 кілограм, маса станції близько 100 кілограм.

Таким кроком у радянській місячної програмі були автоматичні станції «Луна-16, -20, -24 », призначені для паркана грунту із поверхні відвідин Місяця й доставки його зразків на Землю. Їх була близько 1900 кілограм. Крім гальмівний рухової встановлення і четырехлапого посадкового устрою, у складі станцій входили грунтозаборное пристрій, злітна ракетна щабель з возвращаемым апаратом для доставки грунту. Польоти відбулися у 1970, 1972 і 1976 роках, на Землю доставили невеликі кількості грунту.

Ще одного завдання вирішували «Луна-17, -21 «(1970, 1973 року). Вони доставили на Місяць самохідні апарати — місяцеходи, керовані з Землі по стереоскопічного телевізійному зображенню поверхні. «Місяцехід- 1 «пройшов шлях близько 20 кілометрів за 10 місяців, «Луноход-2 «- близько 37 кілометрів за 5 міс. Крім панорамних камер на місяцеходах було встановлено: грунтозаборное пристрій, спектрометр для аналізу хімічного складу грунту, вимірювач шляху. Маси луноходов 756 і 840 кг.

Космічні апарати «Рейнджер «розроблялися щоб одержати знімків під час падіння, починаючи я з висот близько 1600 кілометрів за кілька сотень метрів від поверхні Місяця. Вони мали систему тривісною орієнтації й були оснащені шістьма телевізійними камерами. Апарати під час посадки розбивалися, тому одержувані зображення передавалися відразу ж потрапляє, без записи. Під час трьох вдалих польотів отримано великі матеріали з вивчення морфології місячної поверхні. Зйомки «Рейнджерів «стали початком американської програмі фотографування планет.

Перше зображення Місяця, отримане американським КА «Рейнджер 7 «за 17 хвилин до падіння апарату на місячну поверхню 31 липня 1964 р. Розмір кадру за вертикаллю — 360 км. Великий кратер праворуч центруАльфонс діаметром 108 км. Над ним — Птолемей, внизу — Арзахель. У центрі, зліва — Море Облаков.

Конструкція апаратів «Рейнджер «подібна до конструкцією перших апаратів «Маринер », хто був запущені до Венері в 1962 року. Проте подальше конструювання місячних космічних апаратів не пішло цим шляхом. Для отримання докладну інформацію про місячної поверхні використовувалися інші космічні апарати — «Лунар Орбитер ». Ці апарати з орбіт штучних супутників Місяця фотографували поверхню з високим розрізненням.

Один із цілей польотів полягало у отриманні високоякісних знімків із двома дозволами, високий, і низьким, із єдиною метою вибору можливі місця посадки апаратів «Сервейор «і «Аполлон «з допомогою спеціальної системи фотокамер. Знімки виявлялися на борту, сканировались фотоэлектрическим способом і гроші передавалися на Землю. Кількість знімків обмежувалося запасом плівки (на 210 кадрів). У 1966;1967 рр. було здійснено п’ять запусків «Лунар орбитер «(все успішні). Перші три «Орбитера «опинився на кругові орбіти з гаком нахиленням й малої заввишки; кожному їх проводилася стереосъемка обраних ділянок на видимої боці Місяця з дуже високий дозволом і зйомка великих ділянок зворотного боку з низьким дозволом. Четвертий супутник працював пропускати значно вищої полярною орбіті, він вів зйомку всієї поверхні видимої боку, п’ятий, останній «Орбитер «вів спостереження також із полярною орбіти, але з менших висот. «Лунар орбитер-5 «забезпечив зйомку з високим розрізненням багатьох спеціальних цілей на видимої боці, здебільшого на середніх широтах, і зйомку значній своїй частині зворотної малим дозволом. У кінцевому підсумку зйомкою із середнім дозволом було покрито майже вся поверхню Місяця, одночасно йшла цілеспрямована зйомка, що мало неоціненне значення для планування посадок на Місяць, і її фотогеологических досліджень.

Додатково провели точне картування гравітаційного поля, були виявлено регіональні концентрації мас (що й з наукової погляду, й у цілей планування посадок) і встановлено значне усунення центру мас Місяця від центру її постаті. Вимірювалися також потоки радіації і микрометеоритов.

Апарати «Лунар орбитер «мали систему тривісною орієнтації, їх маса становить близько 390 кілограмів. Після закінчення картографування ці апарати розбивалися про місячну поверхню, щоб припинити роботу їх радіопередавачів.

Польоти космічних апаратів «Сервейор », призначених щоб одержати наукових даних, і інженерної інформації (такі механічні властивості, як, наприклад, несуча.

здатність місячного грунту), внесли великий внесок у розуміння природи Місяця, в підготовку посадок апаратів «Аполлон » .

Мозаїка знімків КА «Сервейор 7 «північній частині валу кратера Тихо. «Сервейер 7 опустився на місячну поверхню 10 січня 1968 р. у районі 40,9 ю. ш., 11,4 із. буд. і протягом місяці передав на Землю 21 000 знімків. Камінь на місці має поперечник 0,5 м, а кратер — діаметр 1,5 м. Пагорби, видимі на обрії, перебувають у 13 км.

Автоматичні посадки з допомогою послідовності команд, керованих радаром з замкнутим контуром, були великим технічним досягненням на той час. «Сервейоры «запускалися з допомогою ракет «Атлас-Центавр «(кріогенні верхні щаблі «Атлас «були іншим технічним успіхом на той час) і виводилися на перелітні орбіти до Місяця. Посадкові маневри починалися за 30 — 40 хвилин перед посадкою, головний гальмівний двигун включався радаром з відривом близько 100 кілометрів перед посадкою. Кінцевий етап (швидкість зниження майже п’ять м/с) проводився по закінченні роботи головного двигуна і скидання його за висоті 7500 метрів. Маса «Сервейора «під час запуску становить близько 1 тонни і за посадці - 285 кілограм. Головний гальмівний двигун був твердотопливную ракету масою близько чотирьох тонн Космічний апарат мав трехосную систему орієнтації.

Прекрасний інструментарій включав дві камери для панорамного огляду місцевості, невеличкий ківш для риття траншеї у ґрунті і (на минулих трьох апаратах) альфа-анализатор для виміру зворотного розсіювання альфа — часток отримують за метою визначення елементного складу грунту під посадковим апаратом. Ретроспективно результати хімічного експерименту багато прояснили у природі поверхні Місяці і його історії. П’ять з семи запусків «Сервейоров «були успішні, все опустилися в екваторіальній зоні, окрім останнього, який сів у районі викидів кратера Тихо на 41° ю.ш. «Сервейор-6 «був дещо сенсі піонером — першим американським космічним апаратом, запущеним з іншого небесного тіла (але тільки до другого місцеві посадки за кілька метрів осторонь першого).

Пілотовані космічні апарати «Аполлон «були такі ув американській програмі досліджень Місяця. Після «Аполлона «польоти на Місяць не проводилися. Ученим довелося задовольнитися продовженням обробки даних від автоматичних і пілотованих польотів в 1960 — е і 1970 — е роки. Деякі їх передбачали експлуатацію місячних ресурсів у майбутньому й направили свої зусилля розробці процесів, які б перетворити місячний грунт в матеріали, придатні будівництва, для енергії й у ракетних двигунів. При плануванні повернення до досліджень Місяця безперечно знайдуть застосування як автоматичні, і пілотовані космічні апарати.

5.3. Магнетизм Луны.

Дуже цікаві відомості є на задану тему: магнітне полі місяця, її магнетизм. Магнітометри, встановлені на місяці виявлю 2 типу місячних магнітних полів: постійні поля, породжені «копалинам «магнетизмом місячного речовини, і які змінюються поля, викликані електричними струмами, порушуваними у надрах Місяця. Ці магнітні виміру примусили нас унікальну інформацію історію і сучасний стан Місяця. Джерело «викопного «магнетизму невідомий і свідчить про існування деякою надзвичайної доби історії Місяця. Змінні поля збуджуються у Місяці змінами магнітного поля, що з «сонячним вітром «— потоками заряджених частинок, испускаемых сонцем. Хоча напруженість постійних полів, вимірюваних на Місяці, не перевищує 1% напруженості магнітного поля Землі, місячні поля виявилися набагато більше, ніж передбачалося з урахуванням вимірів, проведених раніше радянськими апаратами і американскими.

Прилади, доставлені на поверхню Місяця «Аполлонами », засвідчили те, що постійні поля на Місяці змінюються від точки до точки, але з укладаються у картину глобального дипольного поля, аналогічного земному. Це засвідчує тому, що виявлені поля викликані місцевими джерелами. Понад те, велика напруженість полів вказує, що джерела придбали намагниченность в зовнішніх полях, значно більше сильних, ніж існуюче не Місяці нині. Колись, у минулому місяць або сама мала сильним магнітним полем, або лежить у області сильного поля. Ми зіштовхуємося тут із цілої серією загадок місячної історії: мала Місяць полі, подібне земному? Чи була вона значно ближче до Землі там, де земне магнітне полі було чимало сильним? Придбала вона намагниченность у якомусь іншому районі сонячне системи та пізніше була захоплена Землею? Відповіді ці запитання може бути зашифровані в №копалині «магнетизмі місячного вещества.

Змінні поля, породжувані електричними струмами, поточними у надрах Місяця, пов’язані з всієї Місяцем, а чи не з будь-якими її окремими районами. Ці поля швидко й зростають убувають відповідно до змінами сонячного вітру. Властивості индуцированных місячних полів залежить від провідності місячних полів надр, а остання, своєю чергою, був із температурою речовини. Тому магнітометр можна використовувати як непрямий «термометр опору «визначення внутрішньої температури Луны.

Дослідницька работа:

6.1. Дослідження Припливних Электростанций.

Під упливом тяжіння відвідин Місяця й Сонця відбуваються періодичні підняття і опускання поверхні морів, і океанів — припливи і відливи. Частинки води роблять заодно й вертикальні і горизонтальні руху. Найбільші припливи спостерігаються у дні сизигий (молодиків і повень), найменші (квадратурные) збігаються з першої останньої чвертями Місяця. Між сизигиями і квадратурами амплітуди припливів можуть змінюватися в 2,7 раза.

У результаті зміни відстані між Землею і Місяцем, приливообразующая сила Місяця протягом місяця може змінюватися на 40%, зміна приливообразующей сили Сонця протягом року становить лише десять%. Місячні припливи в 2,17 разу перевищують за силою солнечные.

Основний період припливів півдобовий. Припливи з такою періодичністю переважають у світовому океані. Спостерігаються також припливи добові і змішані. Характеристики змішаних припливів змінюються впродовж місяця залежно від схиляння Луны.

У відкритому ж морі підйом водної поверхні під час припливу вбирається у 1 м. Значно більшої величини припливи досягають в гирлах річок, протоках й у поступово суживающихся затоках зі звивистою берегової лінією. Найбільшою величини припливи досягають в затоці Фанди (Атлантичну узбережжі Канади). У порту Монктон у тому затоці рівень води під час припливу піднімається на 19,6 м. У Великобританії, у гирлі річки Северн, що у Брістольський затоку, найбільша висота припливу становить 16,3 м. На Атлантичному узбережжі Франції, у Гранвіля, приплив сягає висоти 14,7 м, а районі Сен-Мало до 14 м. У внутрішніх морях припливи незначні. Так було в Фінській затоці, поблизу Ленінграда, величина припливу вбирається у 4…5 див, в Чорному морі, у Трапезунда, сягає 8 см.

Підняття і опускання водної поверхні під час припливів і відпливів супроводжуються горизонтальними приливо-отливными течіями. Швидкість цих течій під час сизигий в 2…3 рази більше, ніж під час квадратур. Припливні течії в моменти найбільших швидкостей називають «живої водой».

При відтінках на положистих берегах морів може статися оголення дна за кілька кілометрів по перпендикуляру до берегової лінії. Рибалки Терекського узбережжя Білого моря, и півострова Нова Шотландія у Канаді використовують цю обставину при ловлі риби. Перед припливом вони встановлюють на пологом березі мережі, а після спаду води під'їздять до мереж підводами і збирають що в чих рыбу.

Коли час проходження припливної хвилі по затоці збігаються з періодом коливань приливообразующей сили, виникає явище резонансу, і амплітуда коливань водної поверхні сильно зростає. Таке явище спостерігається, наприклад, в Кандалакшском затоці Білого моря.

У гирлах річок приливні хвилі поширюються вгору за течією, зменшують швидкість течії і може змінити його напрям на протилежне. На Північної Двіні дію припливу б'є по відстані до 200 кілометрів від гирла вгору річкою, на Амазонці - з відривом до 1 400 км. На деяких річках (Северн і Трент в Англії, Сена і Орне мови у Франції, Амазонка у Бразилії) приливне протягом створює круту хвилю заввишки 2…5 м, що поширюється вгору рікою зі швидкістю 7 м/сек. За першої хвилею може вийти кілька хвиль менших розмірів. В міру просування вгору хвилі поступово слабшають, під час зустрічі обмілинами і перешкодами вони із гамом дробляться і піняться. Явище це у Англії називається бір, мови у Франції маскаре, у Бразилії поророка.

Найчастіше хвилі бору заходять вгору рікою на 70…80 км, на Амазонці до 300 км. Спостерігається бір звичайно під час найвищих приливов.

Спад рівня води у річках при відливі відбувається повільніше, ніж підйом під час припливу. Тому, як у гирло починається відплив, на віддалених від гирла багатьох ділянках ще можна спостерігати післядія прилива.

Річка Сен-Джонс у Канаді, неподалік місця впадання у затоку Фанди, проходить через вузьку ущелину. Під час припливу ущелині затримує рух води вгору річкою, рівень води вище ущелини виявляється нижче, й тому утворюється водоспад з рухом води проти течії річки. При відливі ж вода не встигає досить швидко проходити через ущелині у напрямі, тому рівень води вище ущелини буде вищою й утворюється водоспад, з якого вода потрапляє вниз за течією реки.

Приливо-отливные течії в морях і океанах поширюються істотно великі глибини, ніж течії вітрові. Це кращому перемішуванню води та затримує освіту льоду їхньому вільної поверхні. У північних морях завдяки тертю припливної хвилі про нижню поверхню крижаного покриву відбувається зменшення інтенсивності приливо-отливных течій. Тому взимку близько північних широтах припливи мають меншу висоту, ніж летом.

Оскільки Земля обертається навколо своєї осі випереджає за часом рух Місяця навколо Землі, в водної оболонці нашої планети виникають сили приливної тертя, подолання яких витрачається енергія обертання, і Земля обертається сповільнюється (приблизно за 0,001 сік за 100 років). За законами небесної механіки подальше уповільнення обертання Землі потягне у себе зменшення швидкість руху Місяця орбітою і підвищення відстані між Землею і Місяцем. У остаточному підсумку період обертання Землі навколо своєї осі повинен зрівнятися з періодом звернення Місяця навколо Землі Це, коли період обертання Землі досягне 55 діб. У цьому припиниться добове Земля обертається, припиняться і приливо-отливные явища у світовому океане.

Протягом багато часу відбувалося гальмування обертання Місяця з допомогою возникавшего у ній приливної тертя під впливом земного тяжіння (приливно-отливные явища можуть бути у рідкої, а й у твердої оболонці небесного тіла). Через війну Місяць втратила обертання навколо своєї осі і тепер адресована Землі однією стороною. Завдяки тривалого дії приливообразующих сил Сонця втратив свою обертання і Меркурій. САМІ Як і Місяць стосовно Землі, Меркурій звернений до Сонцю лише однієї стороной.

У XVI і XVII століттях енергія припливів у невеликих бухтах і вузьких протоках широко використовувалася доведення на дію млинів. Згодом вона застосовувалася доведення на дію насосних установок водопроводів, транспортуванню і монтажу масивних деталей споруд при гидростроительстве.

Нині приливна енергія переважно перетворюється на електричну енергію на припливних електростанціях і вливається потім у загальний потік енергії, вироблюваної електростанціями всіх типів, На відміну від гідроенергії річок, середній розмір припливної енергії мало змінюється від сезону до сезону, що дозволяє приливним електростанціям рівномірніше забезпечувати енергією промислові предприятия.

У припливних електростанціях використовується перепад рівнів води, утворений під час припливу і відпливу. І тому відокремлюють прибережний басейн невисокою греблею, що затримує припливну воду при відливі. Потім воду випускають, і її обертає гідротурбіни.

Припливні електростанції може бути цінним енергетичним підмогою місцевого характеру, але Землі значно менше підхожих місць їхнього будівництва, що вони могли змінити загальну енергетичну ситуацию.

У Кислої губі поблизу Мурманська з 1968 року почала працювати перша група у нашій країні приливна електростанція потужністю 400 кіловат. Проектується приливна електростанція у гирлі Мезені і Кулоя потужністю 2,2 млн. киловатт.

У світі розробляються проекти припливних електростанцій в затоці Фанди (Канада) й у гирлі річки Северн (Англія) потужністю відповідно 4 і десяти млн. кіловат, вступив у лад приливні електростанції Ранс і Сен-Мало (Франція) потужністю 240 і 9-те тис. кіловат, працюють невеликі приливні електростанції в Китае.

Поки енергія припливних електростанцій коштує дорожче енергії теплових електростанцій, але за більш раціональному здійсненні будівництва гідроспоруд цих станцій вартість вироблюваної ними енергії цілком можливо знизити до вартості енергії річкових електростанцій. Оскільки запаси припливної енергії планети значно переважають повну величину гідроенергії річок, можна вважати, що приливна енергія відіграватиме помітну роль подальшому прогресі людського общества.

Світова спільнота передбачає лідируюче використання у ХХI столітті екологічно чистою і поновлюваної енергії морських припливів. Її запаси можуть забезпечити до 15% сучасного енергоспоживання.

33-річний досвід експлуатації перших у світі ПЕМ — Ранс у Франції та Кислогубской у Росії - довели, що приливні електростанції:

* стійко працюють у енергосистемах як і базі і у піку графіка навантажень при гарантованої постійної місячної виробленні електроенергії.

* не забруднюють атмосферу шкідливими викидами на відміну теплових станцій.

* не затоплюють в на відміну від гідроелектростанцій.

* уявити не можуть потенційну небезпеку на відміну атомних станцій.

* капітальні вкладення споруди ПЕМ становить витрат за ГЕС завдяки апробованому у Росії наплавному способу будівництва (без перемичок) й застосування нового технологічн ортогонального гідроагрегата.

* вартість електроенергії найдешевша в енергосистемі (доведено за 35 років на ПЕМ Ранс — Франция).

Екологічний ефект (з прикладу Мезенской ПЕМ) залежить від запобігання викиду 17,7 млн. тонн вуглекислого газу (СО2) на рік, що з вартості компенсації викиду 1 тонни СО2 удесятеро USD (дані Світовий енергетичної конференції 1992 р.) може приносити за такою формулою Кіотського протоколу щорічний близько 1,7 млрд. USD.

Російської школі використання припливної енергії - 60 років. У Росії її виконані проекти Тугурской ПЕМ потужністю 8,0 ГВт і Пенжинской ПЕМ потужністю 87 ГВт на Охотськім море, енергія яких то, можливо передано в энергодефицитные райони Південно-Східної Азії вже. На Білому море проектується Мезенская ПЕМ потужністю 11,4 ГВт, енергію якої передбачається спрямувати у Західної Європи по об'єднаної енергосистемі «Схід-Захід » .

Наплавная «російська «технологія будівництва ПЕМ, апробована на Кислогубской ПЕМ і захисної дамбі С-Петербурга, дозволяє на третину знизити капітальні витрати з порівнянню з у спосіб будівництва гідротехнічних споруд за перемичками.

Наплавное будинок Кислогубской ПЕМ перед висновком на перегін Перегін Кислогубской ПЕМ морем з Мурманська в Кислу губу.

Природні умови у районі досліджень (Заполяр'я):

морська вода океанічній солёности 28−35 о/оо і температурою від -2,8 З до +10,5 З.

температура повітря на зимовий період (9 місяців) до -43 З.

вогкість повітря не нижче 80%.

кількість циклів (на рік): замачивания-осушки — до 690, замораживания-оттаивания до 480.

обростання конструкцій у морській воді біомасою — до 230 кг/м2 (верстви завтовшки до 20 див).

електрохімічна корозія металів до 1 мм на рік.

екологічний стан району — без забруднень, морська вода — без нефтепродуктов.

У Росії її обгрунтування проектів ПЕМ здійснюються на спеціалізованої морської наукової базі на Баренцовому морі, де розгортаються дослідження морських матеріалів, конструкцій, устаткування й антикорозійних технологій.

Створення у Росії нового ефективного і технологічно простого ортогонального гідроагрегата припускає можливість його масового виготовлення й кардинального зниження вартості ПЕМ. Результати російських робіт з ПЕМ було опубліковано у капітальної монографії Л. Б. Бернштейна, И. Н. Усачева та інших. «Припливні електростанції «, виданої 1996 р. російською, китайському й англійською мовами.

Російські фахівці з припливної енергії в інститутах Гідропроект і НИИЭС здійснюють повний комплекс проектних та науково-дослідних робіт зі створення морських енергетичних і гідротехнічних споруд узбережжя і шельфі, зокрема за умов Крайньої Півночі, які у повною мірою реалізувати всі переваги припливної гідроенергетики.

Екологічна характеристика припливних электростанций.

Екологічна безопасность:

* греблі ПЕМ біологічно проницаемы.

* перепустку риби через ПЕМ відбувається практично безперешкодно.

* натурні випробування на Кислогубской ПЕМ не виявили загиблої риби чи його ушкоджень (дослідження Полярного інституту рибного господарства і океанології).

* основна кормова база рибного стада — планктон: на ПЕМ гине 5−10% планктону, але в ГЕС — 83−99%.

* зниження солоності води в басейні ПЕМ, що б екологічний стан морської фауни та криги становить 0,05−0,07%, тобто. практично невідчутно.

* льодовий режим в басейні ПЕМ пом’якшується.

* в басейні зникають тороси і передумова їх образованию.

* немає натискного дії льоду зведення.

* розмив дна і рух наносів повністю стабілізуються протягом два роки експлуатації.

* наплавний спосіб будівництва дає можливість не будувати в створах ПЕМ тимчасові великі стройбазы, споруджувати перемички та інші, що сприяє збереженню довкілля районі ПЕМ.

* виключений викид шкідливих газів, золи, радіоактивних і теплових відходів, видобуток, транспортування, переробка, спалювання і поховання палива, запобігання спалювання кисню повітря, затоплення територій, загроза хвилі прориву.

* ПЕМ не загрожує людині, а зміни у районі її експлуатації мають лише локальний характер, причому, переважно, в позитивному напрямі.

* Енергетична характеристика припливних електростанцій.

Приливна энергия.

* возобновляема.

* незмінна в місячному (сезонному і багаторічному) періодах все термін эксплуатации.

* незалежна від водності року й наявності палива.

* використовується що з електростанціями інших типів в енергосистемах як і базі, і у піку графіка навантажень.

* Економічне обгрунтування припливних электростанций.

Вартість енергії на ПЕМ найнижча енергосистемі порівняно з енергією усім інших типах електростанцій, що доведено за 33-летнюю експлуатацію промислової ПЕМ Ранс мови у Франції - в енергосистемі Electricite de France у центрі Європи.

За 1995 р. вартість 1кВт. ч електроенергії (в сантимах) на:

ПЕМ -18,5.

ГЕС -22,61.

ТЕС -34,2.

АЕС -26,15.

Собівартість кВтч електроенергії (у цінах 1996 р.) в ТЕО Тугурской ПЕМ — 2,4 коп., у проекті Амгуеньской АЕС — 8,7 коп.

ТЕО Тугурской (1996 р.) і матеріалів до ТЕО Мезенской ПЕМ (1999 р.) завдяки застосуванню ефективних технологій і нового устаткування вперше обгрунтували рівнозначність капітальних видатків і термінів будівництва великих ПЕМ і нових ГЕС в ідентичних умовах.

Соціальне значення припливних электростанций.

Припливні електростанції не надають шкідливого на человека:

* немає шкідливих викидів (на відміну ТЕС).

* немає затоплення земель й екологічної небезпеки хвилі прориву в нижній б'єф (на відміну ГЭС).

* немає радіаційну небезпеку (на відміну АЕС).

* впливом геть ПЕМ катастрофічних природних і соціальних явищ (землетрусу, повені, воєнних дій) не загрожують населенню в прилеглих до ПЕМ районах.

Сприятливі чинники в басейнах ПЭС:

* пом’якшення (вирівнювання) кліматичних умов на прилеглих до басейну ПЕМ територіях.

* захист берегів від штормових явищ.

* розширення можливостей господарств марикультуры у зв’язку з збільшенням майже вдвічі більше біомаси морепродуктів.

* поліпшення транспортної системи району.

* виняткові можливості розширення туризму.

ПЕМ в енергосистемі Европы.

Варіант використання ПЕМ в енергосистемі Європи — - ;

За оцінками експертів, вони б покрити близько 20 відсотків усього потреби європейців в електроенергії. Така технологія особливо вигідна для острівних територій, і навіть для країн, мають протяжну берегову линию.

Інший спосіб отримання альтернативної електроенергії - використовувати різницю у температурах між морської водою і холодним повітрям арктичних (антарктичних) районів земної кулі. У багатьох районів Північного Льодовитого океану, особливо у гирлах великих річок, як-от Єнісей, Олена, Обь, в зимову пору року є особливо сприятливі умови до роботи арктичних ОТЭС. Середня багаторічна зимова (ноябрь-март) температура повітря вбирається у тут -26 З. Більше теплий, і прісний стік річок прогріває морську воду під кригою до 30 З. Арктичні океанічні теплові електростанції можуть працювати за схемою ОТЭС, заснованої на закритому циклі з низкокипящей робочої рідиною. У ОТЭС входять: парогенератор щоб одержати пара робочого речовини рахунок теплообміну з підігрітою морською водою, турбіна для приводу електрогенератора, устрою для конденсації відпрацьованого в турбіни пара, і навіть насоси на шляху подання морської води та холодного повітря. Більше перспективна схема арктичною ОТЭС з проміжним теплоносієм, охлаждаемым повітрям в зрошувальному режимі" (Див. Б. М. Берковский, В. А. Кузьминов «Поновлювальні джерела на службі людини», Москва, Наука, 1987 р., стор. 63−65.) Така установка може бути виготовлена вже у час. У ньому можна використовувати: а випарника — кожухопластинчатый теплообмінник APV, теплової потужністю 7000 кВт. б) для конденсатора — кожухопластинчатый теплообмінник APV, теплової потужністю 6600 кВт будь-якої іншої конденсаційний теплообмінник, той самий потужності. в) турбогенератор — турбіна Юнгстрем на 400 кВ та два вбудованих генератора з дисковими роторами, на постійних магнітах, загальної потужністю 400 кВт. р) насоси — будь-які, продуктивністю для теплоносія — 2000 м3/ч, для робочого речовини — 65 м3/ч, для охолоджувача — 850 м3/ч. буд) градирня — сборно-разборная 5−6 метрів заввишки, діаметром 8−10 м. Установка то, можливо зібрано в $ 20 футовом контейнері і перекидатися у будь-яку довільну необхідне місце, де є ріка з потоком води більш 2500 м3/ч, з температурою води щонайменше +30С чи велике озеро, із якого брати стільки води, і холодний повітря температурою нижче -300С. На складання градирни знадобиться кілька годин, після чого, якщо забезпечена подача води, установка працюватиме і давати для корисного використання більш 325кВт електроенергії, без якого — або палива. З вищевикладеного видно, що у час можна забезпечити людство альтернативної електроенергією, якщо закладати під них кошти.

Є один спосіб отримання енергії з океану — електростанції, використовують енергію морських течій. Їх називають також «підводними мельницами».

7.1. Вывод:

Свій висновок хотів би засновувати на лунно-земных зв’язках, і хочу розповісти про ці зв’язках.

ЛУННО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ.

Місяць і Сонце викликають припливи в водної, повітряної та міцної оболонках Землі. Найяскравіше виявляються припливи в Гідросфері, викликані действием.

Місяця. Протягом місячних діб, вимірюваних 24 годинами 50 хвилинами, спостерігається два підйому рівня океану (припливи) і двоє Опускання (відливи). Розмах коливань припливної Хвилі в літосфері на екваторі сягає 50 див, на широті Mocквы — 40 РМ. Атмосферні приливні Явища істотно впливають загальну циркуляцію атмосферы.

Сонце також викликає всі види припливів. Фази сонячних припливів 24 Години, але приливообразующая сила Сонця становить 0,46 Частини приливообразующей сили Місяця. Слід пам’ятати, що, залежно від взаємної становища Землі, відвідин Місяця й Сонця припливи, Викликані одночасним дією відвідин Місяця й Сонця, або посилюють, або послаблюють одне одного. Тому двічі на протягом місячного місяця припливи досягатимуть найбільшої і двічі найменшої величини. З іншого боку, Місяць звертається навколо спільного з Землею центру ваги по еліптичної орбіті, і тому відстань між центрами Землі та Місяця змінюється від 57 до 63,7 земних радіуса, унаслідок чого приливообразующая сила впродовж місяця змінюється на 40% .

Геолог Б. Л. Личков, зіставивши графіки припливів в океані на Протязі останнього століття з графіком швидкості обертання Землі, дійшов висновку, що, що стоїть припливи, тим менше швидкість обертання Землі. Приливна хвиля, постійно рушійна назустріч обертанню Землі, уповільнює його, та цілодобово подовжуються на 0,001 секунди за 100 років. Нині земні добу рівні 24 годинах, точніше, Земля робить навколо своєї осі повний оборот за 23 години 56 хв. 4 сік., а мільярд років тому я добу дорівнювали 17 годинах.

Б. Л. Личков встановив також зв’язок між зміною швидкості обертання Землі під впливом припливних хвиль І зміною клімату. Цікаві та інші зіставлення, зроблені цим ученим. Він взяв графік середньорічних температур з 1830 по 1939 рік і порівняв його з цими про вилові оселедця цей самий період. З’ясувалося, що температурні коливання, зумовлені зміною клімату під впливом місячного і сонячного тяжіння, впливають кількості оселедця, інакше кажучи, їхньому умови харчування і розмноження: в теплі роки її, ніж у холодні.

Отже, зіставлення графіків дозволило дійти невтішного висновку про єдність чинників, визначальних динаміку тропосфери, динаміку твердої земної оболонки — літосфери, гідросфери і, нарешті, биологических.

процессов.

А. У. Шнитников також, що найголовнішими чинниками, створюють ритмічність у зміні клімату, є приливообразующая сила і сонячна активність. У кожні 40 тис. років тривалість земних діб зростає хвилини. Приливообразующая сила характеризується ритмічністю в 8,9; 18,6; 111 і 1850 років, а сонячна активність має цикли в партії 11, 22 і 80−90 лет.

Проте славнозвісні поверхневі приливні хвилі в океані не надають істотно на клімат, зате внутрішні приливні хвилі, які заторкують води Світового океану великих глибинах, вносять істотне порушення в температурного режиму і щільність океанічних вод. А. У. Шнитников, посилаючись на можливість У. Ю. Візі і Про. Петтерсона, розповідає про разі, коли у травні 1912 р. між Норвегією і Ісландією поверхню нульової температури була спочатку виявлено на глибині 450 м, та був, через 16 годин, цю поверхню нульових температур внутрішня хвиля підняла до глибини 94 М. Вивчення розподілу солоності під час проходження внутрішніх припливних хвиль, зокрема поверхні соленостью завдовжки тридцять п’ять%, показала, що ця поверхню піднімалася з глибини 270 м. до 170 м.

Охолодження поверхневих вод океану у дії внутрішніх хвиль передається стичним із нею нижнім верствам атмосфери, т. е. внутрішні хвилі надають вплив на клімат планети. Зокрема, охолодження поверхні океану призводить до збільшення снежности і ледовитости.

Скупчення снігів і льодів в приполярних районах сприяє збільшення швидкості обертання Землі, оскільки зі Світового океану вилучається дуже багато води та його знижується, У цьому зміщуються убік екватора шляху циклонів, що призводить До більшого зволоженню середніх широт.

Отже, при скупченні снігу та криги в полярних районах і за зворотному перехід з твердої фази в рідку виникають умови для періодичних перерозподілів водної маси щодо полюсів, і екватора, що в рахунку призводить до зміни добової швидкості обертання Земли.

Тісна зв’язок приливообразующей сили та сонячної активності з біологічними явищами дозволила А. У. Шнитникову з’ясувати причини ритмічності в міграції кордонів географічних зон за такою ланцюга: приливообразующая сила, внутрішні хвилі, температурного режиму океану, ледовитость Арктики, атмосферна циркуляція, увлажненность і температурного режиму материків (стік річок, рівень озер, увлажненность торфовищ, підземні води, гірські льодовики, вечная.

мерзлота).

Т. Д. і З. буд. Рєзніченка дійшли висновку, что:

.1) гідросфера трансформує енергію гравітаційних наснаги в реалізації механічну, уповільнює Земля обертається;

2) волога, переміщуючись до полюсів або до екватору, трансформує теплову енергію Сонця механічну енергію добового обертання і надає цьому обертанню коливальний характер.

З іншого боку, з літературних даним вони простежили історію розвитку 13 водоймищ і 22 річок Євразії протягом останніх 4,5 тис. років і встановили, що з час гидросеть піддавалася ритмічної міграції. При похолоданні швидкість добового обертання Землі зростала і гидросеть відчувала усунення убік екватора. При потеплінні добове Земля обертається сповільнювалося і гидросеть відчувала усунення убік полюс.

Використана литература:

1. Велика Радянська энциклопедия.

2. Дитяча энциклопедия.

3. Б. А. Воронцов — Вельяминов. Нариси Всесвіт. М., «Наука», 1975 г.

4. Болдуін Р. Що ми знаємо про Місяці. М., «Світ», 1967 г.

5. Уиппл Ф. Земля, Місяць і планети. М., «Наука», 1967 г.

6. Космічна біологія і медицина. М., «Наука», 1994 г.

7. Усачев І.Н. Припливні електростанції. — М.: Енергія, 2002. Усачев І.Н. Економічну оцінку припливних електростанцій з урахуванням екологічного ефекту// Праці XXI Конгресу СИГБ. — Монреаля, Канада, 16−20 червня 2003.

Велихов Е.П., Галустов К. З., Усачев І.Н., Кучерів Ю.Н., Бритвин С. О., Кузнєцов І.В., Семенов І.В., Кондрашов Ю. В. Спосіб спорудження крупноблочного споруди прибережній зоні водойми і плавкомплекс реалізації способу. — Патент РФ № 2 195 531, держ. рег. 27.12.2002.

Усачев І.Н., Прудовский А. М., Історик Б.Л., Шполянський Ю. Б. Застосування ортогональної турбіни на припливних електростанціях// Гідротехнічне будівництво. — 1998. — № 12.

Раве Р., Бьеррегорд Х., Милаж До. Проект досягнення вироблення 10% світового електрики з допомогою енергії вітру до 2020 р. // Праці форуму FED, 1999.

Атласи вітрового і сонячного климатов Росії. — СПб: Головна геофізична обсерваторія їм. А.І. Воєйкова, 1997.