Луна́ — единственный естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник в Солнечной системе. Также, является первым (и на 2009 год единственным) внеземным объектом естественного происхождения, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км.
Звёздная величина Луны на земном небе −13m. Освещённость от полной Луны около поверхности Земли составляет 0,25 лк.
Перигей 363 104 км
0,0024 а. е.
Апогей 405 696 км
0,0027 а. е.
Большая полуось 384 399 км
0,00257 а. е.
Эксцентриситет 0,0549
Сидерический период 27,321582 д
27 д 7 ч 43,1 мин
Синодический период 29,530588 д
29 д 12 ч 44,0 мин
Наклонение 5,145° относительно эклиптики
Орбитальная скорость 1,022 км/с
Долгота восходящего узла (убывание) 1 оборот за 18,6 лет
Аргумент перицентра (возрастание) 1 оборот за 8,85 лет
Период вращения синхронизирован (всегда повёрнута к Земле одной стороной)
Спутник Земли
Физические характеристики
Экваториальный радиус 1738,14 км
0,273 земных
Средний радиус 1737,10 км
0,273 земных
Полярный радиус 1735,97 км
0,273 земных
Площадь поверхности 3,793×107 км²
0,074 земных
Эллипсоидность 0,00125
Объём 2,1958×1010 км³
0,020 земных
Масса 7,3477×1022 кг
0,0123 земных
Средняя плотность 3346,4 кг/м³
Ускорение свободного падения 1,62 м/с²
Первая космическая скорость 1,68 км/с
Вторая космическая скорость 2,38 км/с
Альбедо 0,12
Видимая звёздная величина −2,5/−12,9
−12,74 (при полной Луне)
Температура
Минимальная 100 К (−173,15 °C) (экватор)
70 К (−203,15 °C)
Средняя 220 К (−53,15 °C)
130 К (−143,15 °C)
Максимальная 390 К (116,85 °C)
230 К (−43,15 °C)
В первом приближении можно считать, что Луна двигается по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0549 и большой полуосью 384 399 км. Реальное движение Луны довольно сложно, при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как медленно раскручивающуюся спираль, вследствие чего Луна ежегодно отдаляется от Земли на расстояние в 4 см.[2] Это подтверждают измерения, проводившиеся на протяжении 25 лет.
Силой заставляющей Луну отдаляться от Земли является передача момента импульса вращения Земли - Луне, посредством приливного взаимодействия.[3]
Гравитационное взаимодействие Луны и Земли не постоянно, с увеличением расстояния сила взаимодействия падает. Это приводит к тому, что с увеличением расстояния скорость удаления Луны уменьшается.
Период обращения Луны вокруг Земли относительно звёзд равен 27,32166 суток, это так называемый сидерический месяц.
Полная Луна отражает только 7% падающего на нее солнечного света. После периодов бурной солнечной активности отдельные места лунной поверхности могут слабо светиться под действием люминесценции.[источник не указан 39 дней] Так как Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет, с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности. Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между Землёй, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз. Период времени между последовательными новолуниями составляет 29,5 дней (709 часов) и называется синодический месяц. То, что длительность синодического месяца больше, чем сидерического, объясняется движением Земли вокруг Солнца: когда Луна относительно звёзд совершает полный оборот вокруг Земли, Земля к этому времени проходит уже 1/13 часть своей орбиты, и чтобы Луна снова оказалась между Землёй и Солнцем, ей нужно дополнительно около двух суток.
Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Эта синхронизация вызвана трением приливов, которые производила Земля в оболочке Луны.[4] Согласно законам механики, Луна ориентирована в поле тяготения Земли так, что на Землю направлена большая полуось лунного эллипсоида.
Либрации
Между вращением Луны вокруг собственной оси и её обращением вокруг Земли существует различие: вокруг Земли Луна вращается по закону Кеплера (неравномерно, то есть близ перигея быстрее, близ апогея медленнее). Однако вращение спутника вокруг собственной оси равномерно. Именно благодаря этому возможно взглянуть на обратную сторону Луны с запада или с востока. Такое явление колебания называется оптической либрацией по долготе. В связи же с наклоном оси Луны относительно плоскости Земли возможно заглянуть на обратную сторону с севера или с юга. Это также оптическая либрация, но по широте. Эти либрации суммарно позволяют наблюдать около 59 % лунной поверхности. Данное явление оптической либрации было открыто Галилео Галилеем в 1635 году, когда он был осуждён Инквизицией.
Также существует физическая либрация, обусловленная колебанием спутника вокруг положения равновесия в связи со смещённым центром тяжести, а также под действием приливных сил со стороны Земли. Эти колебания составляют т. н. физическую либрацию, которая составляет 0,02° по долготе с периодом 1 год и 0,04° по широте с периодом 6 лет.
Условия на поверхности Луны
На Луне практически отсутствует атмосфера. Содержание газов у поверхности в ночное время не превышает 200000 частиц/см3 и увеличивается днём на два порядка за счёт дегазации грунта. Такая концентрация газов равноценна глубокому вакууму, поэтому днём её поверхность накаляется до +120 °C, но ночью или даже в тени она остывает до −160 °C. Небо на Луне всегда чёрное, даже днём. Огромный диск Земли выглядит с Луны в 3,67 раз больше, чем Луна с Земли и висит в небе почти неподвижно. Фазы Земли, видимые с Луны, прямо противоположны лунным фазам на Земле.
Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, полученных из столкновений метеоров с лунной поверхностью. Толщина слоя реголита бывает от долей метра до десятков метров.
