Лунная пыль

Древняя атмосфера [ править ]

В октябре 2017 года ученые НАСА из Центра космических полетов им. Маршалла и Лунного и планетарного института в Хьюстоне объявили о своем открытии, основанном на исследованиях образцов лунной магмы, извлеченных с помощью миссий Аполлон , о том, что Луна когда-то имела относительно толстую атмосферу в течение определенного периода. 70 миллионов лет между 3 и 4 миллиардами лет назад. Эта атмосфера, образовавшаяся из газов, выброшенных в результате извержений вулканов на Луне, была вдвое толще атмосферы современного Марса . Было высказано предположение, что эта древняя атмосфера могла поддерживать жизнь, хотя никаких доказательств существования жизни найдено не было. В конце концов, древняя лунная атмосфера была унесена солнечными ветрами и рассеяна в космос.

Селенография

Топография Луны, высота поверхности относительно лунного геоида. Видимая с Земли сторона — слева.

Основные детали на лунном диске, видимые невооружённым глазом. Z — «лунный заяц», A — кратер Тихо, B — кратер Коперник, C — Кратер Кеплер, 1 — Океан Бурь, 2 — Море Дождей, 3 — Море Спокойствия, 4 — Море Ясности, 5 — Море Облаков, 6 — Море Изобилия, 7 — Море Кризисов, 8 — Море Влажности

Большинство кратеров на обращённой к нам стороне названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв. На обратной стороне Луны расположена огромная впадина (бассейн) диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды (от нем. Rille — борозда, жёлоб) — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

Происхождение кратеров

Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 1780-х годов. Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная.

Согласно постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

Ударный кратер — углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела меньшего размера.

Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими космическими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.

Благодаря столкновению Луны с астероидом мы можем наблюдать с Земли метеоритные кратеры на Луне. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.

Лунные моря

Лунные моря представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Изначально данные образования считали обычными морями. Впоследствии, когда это было опровергнуто, менять название не стали. Лунные моря занимают около 40 % видимой площади Луны.

Видимая сторона Луны

Обратная сторона Луны

русское название международное название
Море Кризисов (Опасностей) Mare Crisium
Море Плодородия (Изобилия) Mare Foecunditatis
Море Нектара Mare Nectaris
Море Спокойствия Mare Tranquillitatis
Море Пены Mare Spumans
Море Ясности Mare Serenitatis
Море Дождей Mare Imbrium
Море Холода Mare Frigorum
Море Паров Mare Vaporum
Море Облаков Mare Nubium
Море Влажности Mare Humorum
Море Смита Mare Smythii
Море Восточное Mare Orientalis
Море Москвы Mare Mosquae
Море Краевое Mare Marginis
Море Южное Mare Australe
Море Мечты Mare Ingenii
Океан Бурь Oceanus Procellarum
Залив Центральный Sinus Medium
Залив Зноя (Волнений) Sinus Aestuum
Залив Росы Sinus Roris
Залив Радуги Sinus Iridum

Внутренняя структура

Внутреннее строение Луны

Луна — второй по плотности спутник в Солнечной системе после Ио. Однако внутреннее ядро Луны мало, его радиус около 350 км; это только ~ 20 % от размера Луны, в отличие от ~ 50 % у большинства других землеподобных тел. Состоит лунное ядро из железа, с небольшим количеством примесей серы и никеля.

И не только на Луне

Атмосферы подобного типа можно найти на Меркурии. Они есть на некоторых крупных астероидах. А так же на некоторых из спутников Сатурна и Юпитера. Тела, которые являются достаточно плотными и достаточно большими, чтобы превысить определенный гравитационный порог, способны удерживать слабые атмосферы. При условии, конечно, что там существуют источники атмосферных газов. Которые, собственно, и создают эти атмосферы.

В дополнение к содержащимся в ней газам атмосфера Луны регулярно загрязняется гигантскими пылевыми облаками, поднимающимися с поверхности. За это явление ответственны ультрафиолетовые лучи солнечного света. Пыльные облака могут подниматься довольно высоко из-за низкой гравитации. Эта атмосферная пыль порождает явление, известное как свечение лунного горизонта. Его можно наблюдать тогда, когда Солнце находится на горизонте Луны. Пыль поднимается в течение лунного дня. А затем, ночью, оседает обратно на поверхность Луны. И так происходит ежедневно.

Эта пыль оказалась настоящей проблемой для астронавтов Аполлона. Лунная пыль — очень мелкая и липкая субстанция. Ее воздействие привело к значительному износу материалов, использованных при изготовлении космических скафандров астронавтов Аполлонов. Эта пыль также способна портить и засорять чувствительное оборудование. И может стать настоящей головной болью для будущих поселений на Луне. Если таковые вообще когда-нибудь будут построены.

Атмосфера Луны — не единственная интересная вещь, найденная на этом замечательном спутнике. На его полюсах также имеются значительные запасы льда. Объемы которых, по последним оценкам, могут превышать 600 миллионов тонн. Молекулы воды были обнаружены и в других широтах. В лунной пыли. Это свидетельствует о перемещении воды из полярных регионов в более низкие широты в результате циркуляции атмосферы.

Эта вода может быть использована будущими колониями Луны или научными станциями. Которые смогут добывать из нее кислород для дыхания.

Изучение Луны

Ученые постоянно наблюдают за естественным спутником Земли. На данный момент известно, что на Луне есть около 30 кратеров диаметром более 200 километров. Впервые о возможности наличии в них воды стало известно в 1976 году, в ходе изучения данных, собранных советской межпланетной станцией «Луна-24». В те времена признаки наличия воды на Луне были найдены в доставленных на Землю образцах лунного грунта. Но сегодня ученым доступны более изощренные технологии. Благодаря им, поиском воды на отдаленных от нашей планеты космических объектах можно заниматься, даже не посещая их.

Межпланетная станция «Луна-24»

С мая 2010 года, на высоте 13 километров от поверхности земли, время от времени летает стратосферная обсерватория SOFIA. По своей сути, это телескоп, который установлен на борт самолета Boeing 747. Летательный аппарат набирает достаточную высоту, чтобы получать такие же точные данные о космических объектах, как и находящиеся на земной орбите телескопы. Установленное вместе с телескопом оборудование предназначено для слежение за рождением и гибелью звезд, формированием звездных систем и изучения космических объектов внутри Солнечной системы.

Стратосферная обсерватория SOFIA — совместный проект США и Германии

Обнаружить воду на Луне помогла технология инфракрасной спектроскопии. Под этим термином подразумевается пропускание инфракрасного излучения через различные вещества. Когда излучение проходит через них, молекулы и их отдельные фрагменты начинают совершать колебательные движения. Изучив эти изменения, ученые могут распознать, через какое именно прошли лучи. В августе 2018 года стратосферная обсерватория SOFIA сканировала солнечную сторону Луны и в ходе этого процесса ученые обнаружили явные признаки наличия воды.

Снова на Луну

Нынче происходит определенный ренессанс исследований Луны — о планах исследования Луны в XXI веке заявили Европейский союз, Индия, КНР, США, Япония. В России готовятся миссии «Луна-25», «Луна-26» и «Луна-27». Завершились исследования в рамках миссии НАСА LADEE. Много внимания во всех программах уделено исследованиям лунной пыли. Если данные миссий 1960–1970-х годов позволяли судить лишь о присутствии пыли в экзосфере Луны, то современные миссии предполагают целенаправленное изучение свойств лунной пыли. Подготовка лунных миссий сопровождается соответствующими теоретическими исследованиями, часть результатов приведена выше. Остается дождаться данных, которые позволят усовершенствовать наши теории.

Кислород в атмосфере земли — что ускорило его появление?

Уровень кислорода на Земле повышался не равномерно, а ступенчато, то есть в какие-то моменты скорость насыщения им атмосферы увеличивалась. Отсюда и возникло предположение, что этому процессу что-то поспособствовало.

Группа ученых, которую возглавил Джудит Клатт из Института морской микробиологии Макса Планка, выдвинула интересное объяснение произошедшему на планете несколько миллиардов лет назад. По мнению ученых микроорганизмы смогли выделять больше кислорода в атмосферу в результате увеличения продолжительности светового дня. В те далекие времена Земля вращалась значительно быстрее, чем сейчас. Поэтому продолжительность суток была короче — около 6 часов. Соответственно световой день длился всего несколько часов.

Отсюда возникает вопрос, какая разница выделяющим кислород бактериям — длинный день на Земле и длинная ночи или короткий день и короткая ночь? Ведь количество поступающего солнечного света на землю не изменилось. Но, как выяснилось, разница все же есть.

Насыщение атмосферы кислородом ускорилось благодаря замедлению скорости вращения земли

Терраформирование Луны

Лунная колонизация в литературе

Это одна из популярнейших тем в научной фантастике. Есть много примеров с использованием куполов или же постройкой жилищ под поверхностью, но были и случаи, где сам спутник становился пригодной средой обитания.

Наиболее ранний – рассказ «День парижанина в 21-м веке», написанный в 1910 году Октавом Беллардом. Он описал, как на Луне постепенно сформировали атмосферный слой, насадили растений и создали колонии.

Художественная интерпретация лунной базы

В 1936 году появился «Потерянный рай» от К. Л. Мура. В центре находится история о пилоте космического корабля, живущего в заселенной системе. Несколько историй о лунной колонии вышло от Артура Кларка в 1950-1970-х гг. В 1955 году у него появился «Земной свет», где наш спутник оказался под перестрелкой между Землей и объединенными Марсом и Венерой.

В 1968 году появился еще один его роман «2001: Космическая одиссея», где была заселенная Луна и странный монолит. Позже снимут одноименный фильм. О поселениях писал Роберт А. Хейнлейн, где на спутнике проживала семья камней.

Художественная концепция возможной базы на спутнике

Было также много романов о лунатиках – лунном народе, вынужденном жить под землей. В некоторых историях они были миролюбивыми и даже отправляли на Землю продукты питания и помощь, а в других – объявляли нам войну.

Исследования Луны

В последнее время все чаще поднимаются темы постройки базы на спутнике. Главным толчком стала серия миссий Аполлон. Сейчас многие поддерживают идею вернуться к Луне до 2020-го года. Но эти мысли возникали намного раньше 20-го века.

Еще в 1638 году епископ Джон Уилкинс написал трактат, где пророчил лунное поселение. Первым о космическом лифте заговорил Константин Циолковский, который также утверждал, что лунная колония станет важным шагом в освоении глубокого космоса.

Лунная база, предложенная в 1970-х гг. НАСА

В период программы Аполлон обсуждали идею не только высадить астронавтов на поверхность, но и заняться постройкой постоянного поста. В 1954 году Артур Кларк предложил использовать надувные модели, которые можно покрыть лунной пылью, гарантирующей защиту и изоляцию.

Он предлагал, чтобы космонавты сначала построили иглуподобные конструкции и надувные радиомачты, что позже станет крупным стабильным куполом. Также он говорил, что можно очистить воздух при помощи фильтра из водорослей, а ядерным реактором обеспечивать энергию.

Появлялись также идеи колонизации Луны с военными базами. Это был проект Горизонт (США) в 1967 году.

Художественное видение поселения, которое планирует создать ЕКА к 2030-м гг

В 1962 году возник проект с лунным фортом, который мог расположиться под поверхностью Моря Спокойствия, а энергия создавалась ядерными реакторами. В 2006 году японцы заявили о своем намерении к 2030-му году создать на спутнике базу. О том же говорили Франция и Россия в 2007 году.

В 2014 года представители НАСА серьезно взялись за решение вопроса и в 2015 году подготовили концепцию лунного поселения, где основную работу будут делать роботы.

Как продолжительность суток повлияла на кислород в атмосфере

Джудит Клатт с группой исследователей из Мичиганского университета изучали воду в воронке на Мидл-Айленде (острове на озере Гурон). В нее со дна просачиваются грунтовые воды, при этом уровень содержания кислорода крайне низкий. Другими словами, условия напоминают те, которые были на нашей планете в течение миллиардов лет до появления в атмосфере кислорода.

В воде живут в основном два вида микробов — пурпурные цианобактерии, которые производят кислород, а также белые сероокисляющие бактерии. Первые генерируют энергию с помощью солнечного света, вторые — с помощью серы. Чтобы выжить, эти бактерии каждый день исполняют своего рода «танец».

Почти весь кислород в атмосфере появился благодаря цианобактериям

От заката до рассвета бактерии, поедающие серу, находится на поверхности, то есть над цианобактериями, блокируя им доступ к солнечному свету. Когда утром выходит солнце, поедатели серы движутся вниз, а цианобактерии поднимаются на поверхность, чтобы начать фотосинтез и производить кислород. Однако с момента восхода солнца и до того, как начинается процесс фотосинтеза, проходит несколько часов. То есть оказалось, что цианобактерии любят “поздно вставать”. В таком случае продолжительность светового дня непосредственно влияет на количество вырабатываемого бактериями кислорода.

Изучение

Космическая эпоха лунных исследований позволила ближе взглянуть на соседа. Холодная война между СССР и США стала причиной того, что все технологии развивались быстро, а Луна стала главной целью исследований. Началось все с запусков аппаратов, а закончилось человеческими миссиями.

Советский космический зонд Луна-1

В 1958 году стартовала советская программа «Луна», где первые три зонда разбились об поверхность. Но уже через год страна успешно доставляет 15 аппаратов и добывает первые сведения (информация о гравитации и снимки поверхности). Образцы доставили миссиями 16, 20 и 24.

Среди моделей были и инновационные: Луна-17 и Луна-21. Но советскую программу закрыли и зонды ограничились лишь съемкой поверхности.

В НАСА запуск зондов стартовал в 60-х гг. В 1961-1965-х гг. действовала программа Рейнджер, которая создавала карту лунного ландшафта. Далее в 1966-1968-х гг. высаживали роверы.

В 1969 году случилось настоящее чудо, когда астронавт Аполлона-11 Нил Армстронг сделал первый шаг на спутнике и стал первым человеком на Луне. Это была кульминация для миссии Аполлон, которая изначально нацеливалась на человеческий полет.

На миссиях Аполлон-11-17 побывало 13 астронавтов. Они сумели добыть 380 кг породы. Также все участники занимались различными исследованиями. После этого наступило длительное затишье. В 1990-м году Япония стала третье страной, которой удалось установить свой зонд над лунной орбитой.

В 1994 году США отправляют корабль Климентину, который занимался созданием масштабной топографической карты. В 1998 году разведчик сумел отыскать ледяные залежи в кратерах.

Посадочная площадка Чаньэ-3 и лунная поверхность

В 2000-м году многие страны загорелись желанием исследовать спутник. ЕКА отправили корабль SMART-1, который впервые детально проанализировал химический состав в 2004 году. Китай запустил программу Чаньэ. Первый зонд прибыл в 2007 году и пробыл на орбите 16 месяцев. Второй аппарат сумел запечатлеть также прилет астероида 4179 Тутатис (декабрь 2012 года). Чаньэ-3 в 2013 году спустил на поверхность ровер.

В 2009 году на орбиту вышел японский зонд Кагуя, изучающий геофизику и создавший два полноценных видео-обзора. С 2008-2009 года на орбите вращалась первая миссия от индийской ISRO Чандраян. Они смогли создать химическую, минералогическую и фотогеологическую карты в высоком разрешении.

НАСА в 2009 году использовали аппарат LRO и спутник LCROSS. Внутреннюю структуру рассматривали еще два дополнительных ровера НАСА, запущенные в 2012 году.

Договор между странами гласит, что спутник остается общим владением, поэтому все страны могут запускать туда миссии. Китай активно готовит проект по колонизации и уже тестирует свои модели на людях, которых закрывают на длительное время в специальные купола. Не отстает и Америка, которая также намерена заселить Луну.

Откуда у Луны атмосфера?

Откуда же взялась атмосфера Луны? Какую природу она имеет? По большей части ее газы образуются в результате взаимодействия между Луной и Солнцем. Солнечный ветер состоит из заряженных частиц. И бомбардировка поверхности Луны этими электрически взаимодействующими ветрами провоцирует выделение из лунной поверхности различных химических элементов. А тепла и света от Солнца достаточно, чтобы стимулировать дальнейшие химические реакции. Это добавляет еще больше содержимого в атмосферу Луны. Создание атмосферы Луны — это непрерывный процесс. Это очевидно. Поскольку составляющие ее молекулы в конечном итоге улетают в космос.

Выброс газов из-под поверхности — еще один вероятный источник поддержания лунной атмосферы. Подобные явления происходят в результате сейсмической активности.

Лунотрясения могут быть вызваны различными событиями — воздействием крупных метеоритов, обвалом стенок кратеров, резкими изменениями температуры поверхности, приливным (гравитационным) притяжением Земли. И происходят довольно регулярно. Сейсмические измерительные приборы, оставленные на Луне Аполлоном-17, зафиксировали 12 000 лунотрясений в период с 1972 по 1977 год.

Если все атмосферные газы Луны сжать, они будут весить всего 25 000 кг. Это необычайно мало для спутника диаметром около 3500 километров.

Потенциальные методы терраформирования Луны

Не будем забывать, что подобные миссии сталкиваются с рядом проблем. Начнем с того, что у Луны слишком тонкий слой атмосферы (экзосфера) и летучих элементов крайне мало. На нижнем рисунке можно увидеть, как будет выглядеть измененная и освоенная Луна с постоянной колонией.

Художественная интерпретация освоенной Луны

Проблемы можно решить, если научиться захватывать пролетающие мимо кометы, внутри которых есть водяной лед и летучие вещества. Кометы бы рассеивались и постепенно сформировали атмосферный слой. Даже удары высвободят спрятанную в реголите воду.

Импульс от комет приведет к тому, что лунное вращение ускорится, и она выйдет из блока с нашей планетой. Луна с 24-часовым циклом стала бы более доступной для адаптации. Также для колонии можно использовать кратеры с водяным льдом. Там можно быстрее создать атмосферу и вырастить растения.

Насколько она плотная?

К сожалению, атмосфера Луны очень разреженная. К тому же показатель плотности сильно меняется в зависимости от времени суток. Например, ночью на один кубический сантиметр лунной атмосферы приходится около 100 000 молекул газа. Днем этот показатель значительно изменяется — в десять раз. Из-за того что поверхность Луны сильно нагревается, плотность атмосферы падает до 10 тысяч молекул.

Кому-то этот показатель покажется впечатляющим. Увы, даже для самых неприхотливых существ с Земли такая концентрация воздуха будет смертельной. Ведь на нашей планете плотность составляет 27 х 10 в восемнадцатой степени, то есть 27 квинтиллионов молекул.

Если собрать весь газ на Луне и взвесить его, то получится удивительно маленькое число — всего-навсего 25 тонн. Поэтому, оказавшись на Луне без специального снаряжения, ни одно живое существо не сможет долгое время протянуть — хватит его в лучшем случае на несколько секунд.

Насколько она плотная?

К сожалению, атмосфера Луны очень разреженная. К тому же показатель плотности сильно меняется в зависимости от времени суток. Например, ночью на один кубический сантиметр лунной атмосферы приходится около 100 000 молекул газа. Днем этот показатель значительно изменяется – в десять раз. Из-за того что поверхность Луны сильно нагревается, плотность атмосферы падает до 10 тысяч молекул.

Кому-то этот показатель покажется впечатляющим. Увы, даже для самых неприхотливых существ с Земли такая концентрация воздуха будет смертельной. Ведь на нашей планете плотность составляет 27 х 10 в восемнадцатой степени, то есть 27 квинтиллионов молекул.

Если собрать весь газ на Луне и взвесить его, то получится удивительно маленькое число – всего-навсего 25 тонн. Поэтому, оказавшись на Луне без специального снаряжения, ни одно живое существо не сможет долгое время протянуть – хватит его в лучшем случае на несколько секунд.

Древняя атмосфера

В октябре 2017 г. НАСА ученые в Центр космических полетов Маршалла и Лунно-планетарный институт в Хьюстон объявили о своей находке, основываясь на исследованиях образцов лунной магмы, извлеченных Аполлон миссии, что Луна когда-то обладала относительно толстой атмосферой в течение 70 миллионов лет между 3 и 4 миллиардами лет назад. Эта атмосфера, образовавшаяся из газов, выброшенных в результате извержений вулканов на Луне, была вдвое толще атмосферы современной Марс. Было высказано предположение, что эта древняя атмосфера могла поддерживать жизнь, хотя никаких доказательств существования жизни найдено не было. В конце концов, древняя лунная атмосфера была унесена солнечными ветрами и рассеяна в космосе.

Изучение Солнечной системы

Долгое время человечество было убеждено, что все звёзды и планеты вращаются вокруг Земли. Система мира с неподвижной Землёй в центре была разработана греческим учёным Птолемеем во 2 веке до нашей эры и просуществовала более полутора тысяч лет. 

В 1453 году польский астроном Николай Коперник доказал, что Земля, как и другие планеты (на тот момент их было известно шесть), вращаются вокруг Солнца. Однако вплоть до XVII века церковь считала это учение ересью и боролась с его последователями. 

Одним из них был итальянский монах Джордано Бруно. В 1584 году он опубликовал исследование, в котором утверждал, что Вселенная бесконечна, а Солнце подобно остальным звёздам, просто находится гораздо ближе к Земле. Бруно был схвачен инквизицией и приговорён к сожжению на костре как еретик. 

Другим последователем Коперника стал итальянский учёный Галилео Галилей. Он создал первый телескоп, который позволил увидеть кратеры Луны, пятна на Солнце, открыть четыре спутника Юпитера и установить, что планеты вращаются вокруг своей оси. Чтобы не повторить судьбу Бруно, Галилей был вынужден отречься от своих идей.

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл законы движения планет — ему удалось установить связь между скоростью вращения планеты и её расстоянием от Солнца. Его идеи воспринял знаменитый английский физик Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения. 

В XVIII—XIX веках открытия в области оптики позволили создать более мощные телескопы, которые позволили учёным узнать больше о солнечной системе. Были открыты планеты Уран и Нептун. 

В 1951 году Советский Союз вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. С этого момента началась Космическая эра — эпоха практического изучения солнечной системы. 

В 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшем в космосе, а в 1969 году космический корабль «Аполлон-11» доставил людей на Луну. 

В 1970-х годах Советский Союз и США запустили несколько десятков аппаратов для исследования Марса, Венеры и Меркурия, а запущенные в 1980-х аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили получить данные о дальних планетах — Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и их спутниках. Большую роль в изучении солнечной системы сыграл вывод на орбиту Земли космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. 

В нынешнем десятилетии космические агентства разных стран планируют пилотируемый полёт на Марс. Экспедиция на другую планету станет величайшим событием в истории освоения солнечной системы. И всё же пока человечество находится в самом начале пути изучения космоса.

Невесомость

Некоторые далекие от космонавтики люди считают, что невесомость — это легкое и приятное состояние, испытать которое — одно удовольствие. У космонавтов на сей счет другое мнение: невесомость — штука очень неприятная: человек, находящийся в состоянии невесомости, испытывает примерно такие же ощущения, как человек, провисевший минут пять на турнике вниз головой. А находиться в таком состоянии несколько часов и уж тем более суток под силу только очень здоровым и специально тренированным людям. Не случайно в космонавты отбирают только очень крепких физически людей.

При длительном пребывании на орбите космонавтам необходимы постоянные тщательно разработанные физические упражнения. Если их не делать или делать недостаточно, то при возвращении на Землю космонавту может стать очень плохо.

В первые годы освоения околоземного пространства, когда влияние невесомости на человеческий организм было еще недостаточно изучено, космонавты после двухнедельного полета чувствовали себя ужасно: они не могли ни стоять, ни сидеть, ни даже спать. Весь день они лежали во взвешенном состоянии в специальном бассейне с теплой водой — только в таком состоянии они чувствовали себя нормально. Даже просто лежать на очень мягком матрасе им было тяжело. На полное восстановление организма после полета уходило несколько месяцев.

А теперь давайте разберемся, почему же в космическом полете возникает невесомость?

Рассмотрим космонавта, находящегося в кабине космического корабля, который движется с выключенными двигателями недалеко от Земли (рис. 4.1).

На космонавта действует сила тяжести , где  — ускорение свободного падения на высоте h. Предположим, что на космонавта еще действует сила реакции . Под действием этих двух сил и космонавт (вместе с кораблем) движется с ускорением , как и всякое свободно падающее тело. Тогда по второму закону Ньютона:

То есть сила реакции опоры равна нулю, а значит, по третьему закону Ньютона равен нулю и вес космонавта.

И, заметьте, наши рассуждения никак не зависят от направления и величины скорости спутника, поэтому космонавты, летящие в направлении Луны в корабле с выключенными двигателями, будут находиться именно в таком состоянии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector