Какие перепады температуры на луне
Земля и ее спутник находятся на одинаковом отдалении от Солнца, но условия на их поверхностях различаются. Температура на Луне колеблется от экстремально высокой до крайне низкой. Разреженная атмосфера и многие другие параметры влияют на эти перепады. При этом температурные колебания лунных пород, располагающихся под поверхностным слоем, минимальны.
Температура на Луне. Credit: spacegid.com
Температура ядра Луны
Радиус ядра спутника Земли составляет 330 км. Эта часть небесного тела почти на 80% состоит из железа. Средние показатели температуры ядра Луны составляют +1327…+1427°C. Высокая радиоактивность ядра способствует выделению тепла, разогревающего внутренний слой находящейся в жидком состоянии мантии.
Однако радиоактивность ядра Луны намного ниже, чем у Земли. При этом выделяющегося ядром тепла недостаточно для того, чтобы оно могло влиять на температуру поверхности Луны.
От чего зависят показатели
Показатели на поверхности спутника зависят от следующих параметров:
- степень освещенности небесного тела;
- активность Солнца;
- уровень наклона;
- скорость вращения тела вокруг оси;
- особенности атмосферы и т.д.
Считается, что на показатели поверхности Луны незначительное влияние оказывают космические ветра.
Причина больших перепадов
Днем температура на солнечной стороне повышается до экстремальных значений. Ночью температурные показатели быстро падают. Это связано с особенностями движения этого небесного тела: процесс обращения Луны вокруг своей оси занимает 27 суток.
Уровень наклона составляет 1,54 градуса. Из-за этого на спутнике отсутствуют времена года. Климат почти не меняется на протяжении года. Луна вращается вокруг Земли, поэтому смена дня и ночи зависит от того, закрывает ли наша планета спутник или нет.
Показатели могут меняться в зависимости от активности Солнца. Credit: wordpress.com
Таким образом, дневной и ночной периоды длятся по 13 дней и 12 часов. Кроме того, относительно стабильные низкие температуры наблюдаются на полюсах. На эти зоны почти не попадает солнечный свет. Солнечные лучи, которые все же попадают на полюса, отражаются, поэтому не прогревают поверхность. Наиболее высокая температура в дневной период наблюдается в экваториальной зоне.
Причина больших перепадов температур на поверхности также кроется в низкой плотности атмосферы. Считается, что она включает небольшое количество водяных паров и углекислого газа. Кроме того, в разреженной атмосфере этого тела присутствуют и другие парниковые газы, но их содержание невелико.
На Земле атмосфера препятствует потере тепла и сильному перегреву. У Луны нет такого защитного слоя, что способствует перегреву поверхности днем и критическому охлаждению ночью.
Диапазон температур
Температура на поверхности и динамика ее изменения учитываются специальными инфракрасными датчиками, располагающимися на выведенных на окололунную орбиту станциях. Полученные этими устройствами данные характеризуются высокой точностью.
Средняя температура поверхности Луны в дневное время составляет +127°C. При этом по мере приближения к полюсам она снижается и достигает +10…-15°C. Ночью почти на всей поверхности небесного тела она падает до -173°C. Рекордный порог снижения температуры зафиксирован в кратерах полюсов. Установлено, что на Южном полюсе она может падать до -238°C. В кратерах на Северном полюсе — может снижаться до -247°C.
На глубине более 1 м показатели остаются стабильными. Это связано с высокой плотностью пород. Почти везде здесь сохраняется вечная мерзлота, и даже в дневные часы породы не прогреваются до показателей выше -5°C. Считается, что на полюсах показатели теплопередачи намного ниже, т.к. солнечные лучи в этих областях не прогревают даже поверхностный слой.
Оценка статьи:
(пока оценок нет)
Загрузка…
Источник
Недавно начал натыкаться на такой аргумент сторонников лунного заговора: мол, на Луне огромный перепад температур (от -170 ночью до +130 днём). На тот момент не было материалов, способных выдержать такие перепады (или такую жару). Чтоб разобраться с этим аргументом, ответим на 2 вопроса:
1) Сколько длится день на Луне?
2) Как долго находились на Луне команды Аполлона (от посадки на Луну до взлёта с неё)?
На первый вопрос нетрудно ответить и без помощи интернета, надо лишь немного подумать. Представьте, что вы видите полную Луну. Это значит, что её поверхность освещена Солнцем (отражённый свет которого мы и видим с Земли) и в точке в центре видимого диска Луны сейчас полдень. Затем, в следующие дни, Луна начнёт идти на убыль, граница освещённой области будет смещаться всё левее. Наконец, когда будет видна лишь половина Луны, это будет означать, что в выбранной нами точке начинается закат Солнца, оно перестаёт её освещать. Затем эта точка будет погружена в ночную тьму. Но потом, ещё спустя некоторое количество дней, месяц снова начнёт расти. Сначала будет виден серп Луны, потом – её половина (только теперь на левая, а правая). Это значит, что в выбранной нами точке наступит утро. А потом, когда наступит новое полнолуние, в этой точке будет новый полдень.
Фото поверхности Луны, Аполлон-12 (источник – https://history.nasa.gov/afj/ap12fj/photos/54-t.html)
Итак, продолжительность лунных суток равна времени от одного полнолуния до следующего, это примерно один месяц. Получается, один лунный час это примерно 30/24 = 1,25 земных дня. Причём, понятное дело, температура на Луне меняется не мгновенно, после того, как над какой-то точкой восходит Солнце, эта точка начинает прогреваться, и лишь потом, во второй половине лунного дня, начинает остывать (график температуры можно увидеть, например, тут).
Для ответа на второй вопрос уже проще воспользоваться интернетом) Согласно Википедии и данным НАСА, высадки на Луну продолжались от 1 до 3 земных суток. Переводим это в лунное время и получаем, что астронавты были на поверхности Луны всего лишь 1-2 лунных часа! То есть никакого перепада между дневной и ночной температурой Луны им испытать не довелось. Более того, время полёта специально подбиралось так, чтобы посадка на Луну происходила лунным утром, когда точка посадки только начинала освещаться Солнцем. Как понятно из вышесказанного, она ещё была холодной и не успевала нагреться до критических температур за то короткое (по лунным меркам) время, что там пребывали астронавты. Кстати, именно благодаря тому что посадки происходили лунным утром, когда Солнце ещё не поднялось высоко, тени астронавтов такие длинные.
P.S. Немного проясню свою позицию. Я не пытаюсь всех и вся убедить в том, что американцы летали на Луну – в конце концов, я там со свечкой не стоял, как говорится. Но “опровержения” сторонников “Лунного заговора” часто строится на таких вот противоречащих истории техники, физике, астрономии и другим наукам аргументах. Прояснять их в умах людей нетрудно, приятно и, как мне кажется, полезно.
Если вам понравилась статья, пожалуйста, поддержите её лайком, подпиской и репостом в свои соцсети, такая поддержка будет меня мотивировать писать ещё, и полезная информация будет распространяться!
P. P. S. Как правило, когда разъясняешь сторонникам лунного заговора несостоятельность одного их аргумента, они тут же выдают на-гора кучу других. Понятно, что в одной статье их всех не разберёшь. Для этого у меня есть другие статьи, посвящённые разбору таких аргументов. Приведу тут ссылки на них, чтобы не повторяться в комментах.
Про безаварийность Аполлонов
Про неправильный цвет Луны на фото НАСА
Про “потерянные плёнки” с кадрами высадки
Про то, почему так долго не летают
Про “ужасные перепады температур” на Луне
Про фото Земли с Луны
Про ракету Сатурн-5
Источник
Andrei 2 года назад Луна делает полный оборот вокруг своей оси за 27 наших суток 7ч 43мин. Это – длительность солнечных суток на Луне. Таким образом, почти 2 недели на Луне длится день, затем наступает двухнедельная лунная ночь. И если под солнечными лучами в экваториальной зоне в лунный полдень поверхность прогревается почти до 130 градусов С , то в полночь в она остывает до минус 170 градусов. комментировать в избранное ссылка отблагодарить Иванка Попова 2 года назад За счет разреженности атмосферы температурные перепады на поверхности Луны (на солнечной стороне) высокие: от -173 градусов по Цельсию ночью, до +127 градусов по Цельсию днем). в избранное ссылка отблагодарить Andrei Почему тогда американский флаг не замерз или не сгорел на Луне? Незнайка-Вопрошайка На Луне он будет плавиться, а не гореть, т. к. там практически нет атмосферы. Кроме того, для того, чтобы флаг начал плавиться, ему нужно нагреться до температуры плавления. Видимо, температура +127°С ещё недостаточна для начала такого процесса. Грустный Роджер Андрей, а чему там замерзать, и в чём гореть? Знаете ответ? |
Источник
Макеты страниц
Таким образом, Луна ничем не защищена ни от солнечного нагревания в дневное время, ни от охлаждения — в ночное. Вместе с тем продолжительность солнечных суток на Луне составляет 294% дней. В таких условиях на поверхности Луны следует ожидать больших температурных контрастов между дневным и ночным временем, что фактически и наблюдается. Благодаря большим угловым размерам Луна доступна детальному температурному обследованию как в оптическом, так и в радиодиапазоне. Вот главнейшие результаты измерений теплового излучения Луны в инфракрасной и радиочастотной областях спектра:
1. Измерения в инфракрасной области дали для температуры поверхности Луны в субсолярной точке около +100 °С, а в антисолярной (полуночной) —160 °С; последняя величина подтверждается измерением радиоизлучения Луны вблизи новолуния на длине волны 1,3 мм. Сравнение с радиоизлучением Солнца привело к температуре Луны в ее полуночной области 124,5±8,6 К.
Убывание температуры во время полнолуния к лунному краю идет согласно закону , тогда как гладкая сфера должна давать падение по закону . При этом наблюдаются места нарушений, в которых температура выше, чем в их окрестностях. Как правило, оптически более темные места, например моря, оказываются горячее светлых; в частности, дно у большого лунного кратера почти всегда холоднее окружающей местности (см., однако, исключения на с. 530).
Рис. 214. Изменения температуры Луны по радиометрическим измерениям во время двух лунных затмений 1927 и 1939 гг. (две верхние кривые) и излучение лунной поверхности вовремя затмения 1939 г. В затмении 1939 г. измерялась субсолярная точка, а в затмении 1927 г. — точка вблизи, лимба
2. Во время лунных затмений, когда инсоляция поверхности Луны быстро изменяется и на некоторое время вовсе прекращается температура той или иной точки на диске Луны определяется притоком тепла изнутри через теплопроводность. Быстрое падение температуры указывает на малую теплопроводность. Как видно на рис. 214, температура субсолярной точки на Луне падает от 370 до 190 К всего, лишь за час с небольшим и так же быстро восстанавливается при возобновлении инсоляции. Краевая область Луны охлаждается до 160—150 К. Из этих измерений можно найти тепловую инерцию лунного поверхностного слоя, которая определяется произведением , где k — коэффициент теплопроводности и — объемная теплоемкость. Указанное произведение оказывается в пределах от 0,003 до . Для того чтобы отсюда вывести какие-либо заключения а горных породах, слагающих поверхность Луны, нужны какие-то предположения об их вероятной плотности и теплоемкости.
Оставаясь при разумных предположениях о и (порядка 1 г/см2 и 0,1 гкал/г соответственно), исследователи приходили к выводу, что теплопроводность на Луне очень низка (около 0,00025), и это соответствует представлению о мелко раздробленной или даже пылевой структуре поверхности Луны (такую теплопроводность имеют, например, – снег или стеклянная вата). Однако радиоизмерения температуры Луны дают более полное представление об этом.
3. В отличие от оптических, измерения в радиодиапазоне на сантиметровых и дециметровых волнах позволяют делать заключение о температурах под поверхностью: тем глубже, чем больше длина волны. Измерения яркостной температуры Луны приводят к постоянной составляющей температуры и накладывающегося на нее периодически меняющегося члена с убывающей по мере роста глубины амплитудой и запаздыванием по фазе. Последние две величины также зависят от произведения . Что касается глубины, откуда эффективно исходит излучение в длине волны Я, то она пропорциональна и может быть оценена вновь при разумных предположениях о слагающих поверхность материалах.
На длине волны см было найдено изменение температуры со временем в течение синодического месяца:
в шкале Кельвина; при найдено в шкале Кельвина
В последнем случае минимум наступает позже новолуния на периода, т. е. на дня. При и 9 см средние температуры равны соответственно 211 и 218 К, а для см температура Луны почти не меняется с фазой, тогда как средняя температура растет до см. Отсюда можно оценить температурный градиент на Луне не менее , что почти на два порядка больше, чем на Земле . Такой большой градиент также можно объяснить низкой теплопроводностью. Но так как никаких нарушений монотонности роста температуры с глубиной на Луне из радио наблюдений не замечается, то низкая теплопроводность, по-видимому, свойственна поверхностным слоям Луны в толще свыше десяти метров, т. е. не может быть следствием порошкообразного строения поверхности (возможного лишь на поверхности), и вместе с низкой плотностью говорит о губчатой, пористой структуре вроде пемзы, которая, как известно, есть один из видов застывшей лавы.
Измерения хода падения температуры в деталях лунной поверхности во время лунных затмений показали, что многие кратеры, в том числе малые и ничем не примечательные, остаются заметно теплее окружающей местности на все время затмения. Особенно медленно остывают кратеры Тихо, Коперник и Аристарх с их центральными горками, которые оставались на 50 К теплее соседних с ними мест лунной поверхности. Море Спокойствия и вообще моря остывают, как правило, медленнее материковых областей.
Вероятно, во всех этих случаях мы имеем дело с повышенной теплопроводностью слагающих пород или с меньшей толщиной мало проводящего слоя с малой теплопроводностью, или даже со скалами, совсем свободными от пылевых наслоений. Установленные на Луне тепловые приемники, обращенные к скалам, показывали гораздо более медленное понижение температуры после захода Солнца, нежели приемники, обращенные к открытому пространству.
Источник
Сейчас плотность атмосферы на поверхности Луны очень разрежена и сравнима с плотностью самых верхних слоев атмосферы нашей планеты. Но была ли она такой все время? Ученые НАСА создали компьютерную модель “новорожденной” Луны для того, чтобы найти ответ на этот вопрос и получили довольно неожиданные результаты.
Источник изображения:www.misteriored.com
Еще в ходе реализации проекта “Апполон” производились исследования лунной атмосферы. Тогда учеными было выявлено наличие в ней малых количеств гелия и аргона, а в последствии при наблюдениях с Земли было обнаружено присутствие ионов калия и натрия.
Источниками лунной атмосферы являются процессы, протекающие как внутри нее , так и снаружи. Одним из основных источников лунной атмосферы является дегазация : выброс газов, таких как радон и гелий в результате радиоактивного распада внутри коры и мантии . Другим важным источником является бомбардировка лунной поверхности микрометеоритами и солнечный ветер.
Однако, из-за низкой гравитации Луна не способна удержать все выделяющиеся газы около своей поверхности и они практически полностью рассеиваются в космическом пространстве. Но не смотря на то, что атмосфера Луны крайне разреженная, специалисты из НАСА считают, что на начальном этапе своего существования эту планету окружала очень плотная и необычная атмосфера.
Образование Луны и ее атмосферы
Художественное представление столкновения древней Земли с Тейей. Источник изображения:source.wustl.edu
В последние несколько десятилетий ученые склоняются к мнению, что Луна возникла после столкновения протопланетного объекта (Тейи -планеты схожей по размерам с Марсом) с “зародышем” Земли четыре с половиной миллиарда лет назад.
Согласно этой теории столкновение пришлось почти по касательной траектории, а не по центру. В результате этой “космической аварии” произошел выброс части мантии Земли и большей части Тейи в космическое пространство, из этих обломков на орбите приблизительно 60 тыс. километров от Земли позже образовалась прото-Луна, а наша планета от такого столкновения получила приличный наклон оси вращения и ее вращение заметно ускорилось. Благодаря этой теории объясняется содержание на Луне железа, ее масса и прочие характеристики спутника нашей планеты.
Столкновение Тейи с Землей. Луна образовалась из частей Земли Тейи, выброшенных на орбиту в результате столкновения. Источник изображения: wikipedia org
В 2017 году специалистам НАСА удалось создать компьютерную модель новообразовавшейся Луны, благодаря этой модели ученые увидели как выглядела спутница Земли в прошлом. Выяснилось, что юная Луна из-за близкого расположения к еще не остывшей Земле была настолько жаркой, что атмосфера ее состояла не из обычных газов, а преимущественно из паров различных металлов – титана, кальция, железа, алюминия и других веществ. Температура этой атмосферы на стороне Луны, обращенной к Земле была более 1700 ° С. А из-за того, что температура на обратной стороне Луны опускалась до -150 ° С в атмосфере буйствовали сверхсильные ветры, дующие со скоростью до 2 000 м/с. Такие экстремальные условия схожи с условиями на недавно открытых экзопланетах. Например, на “рубиновой планете” НАТ-Р-7b/
Изменение орбиты Луны за 4,5 миллиардов лет. Источник изображения: wikimedia.org
Сделав расчеты, исследователи пришли к выводу, что в таком состоянии Луна по космическим меркам пробыла совсем мало – около 400 000 лет, а первые признаки постепенного исчезновения атмосферы начали появляться уже спустя 100 лет после ее рождения. По мнению ученых, следы металлической атмосферы могут быть обнаружены на дне гигантских лунных кратеров.
Статья об этом исследовании и его результатах была размещена в электронной библиотеке Корнеллского университета на сайте arXiv.org
Если Вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник