Mėnulis yra artimiausias Žemei gamtinis kosminis kūnas. Jo vidutinis nuotolis nuo Žemės 384 400 km; tai beveik tas pats, kas 10 ratų aplink Žemės rutulį. Mėnulis nedidelis : jo skersmuo 3476 km, masė apie 81 kartą mažesnė už Žemės, pabėgimo greitis 2,4 km/s. Mėnulis per mažas, kad turėtų atmosferą.
Mėnulio charakteristika
Skersmuo 3476 km
Masė 7.348·1022 kg
Vid. tankis 3.34 g/cm3
Laisvojo kritimo pagreitis(prie paviršiaus) 1.623 m/s2
Pabėgimo (II kosminis) greitis(prie paviršiaus) 2.375 km/s
Pirmasis kosminis greitis(prie paviršiaus) 1.680 km/s
Apsisukimo apie ašį ir apskriejimo aplinkŽemę žvaigždinis periodas 27.321661 d
Vienodų fazių kartojimosivid. periodas (sinodinis periodas) 29.530 d
Nuotolis nuo Žemės centro:
apogėjujeperigėjujevidutinis
405 500 km363 300 km384 400 km
Orbitos vid. ekscentricitetas 0.0549
Orbitos plokštumos vid. posvyrisį ekliptikos plokštumą 5.145
biejųPusiaujo plokštumos vid. posvyrisį orbitos plokštumą 6.68
Matomasis kampinis skersmuo:
didžiausiasmažiausias
0.559 0.489
Mėnulio judėjimas
Teigti, kad Mėnulis skrieja aplink Žemę, nėra visai teisinga. Iš tikrųjų Žemė ir Mėnulis skrieja apie tam tikrą baricentrą, t. y. jų abiejų gravitacijos centrą. Jų masė labai skiriasi, dėl to baricentras yra Žemės rutulio viduje, ir teiginys ,,Mėnulis skrieja aplink Žemę” dažniausiai pakankamai tikslus. Mėnulio skriejimo aplink Žemę periodas 27,3 dienos. Per tiek pat laiko Mėnulis apsisuka apie savo ašį, dėl to į Žemę visada atsukta ta pati Mėnulio pusė.
Mėnulio kelias aplink Žemę nėra idealus apskritimas, užtat jo skritulio regimasis skersmuo šiek tiek kinta. Mėnulio fazės matomos todėl, kad ne visada į Žemę atsukta dieninė Mėnulio pusė (1). Riba tarp dieninės ir naktinės Mėnulio pusių vadinama terminatoriumi. Jis nelygus, rantytas. Nes Mėnulio paviršiuje yra kalnų ir įdubų: tekanti Saulė pirmiausiai apšviečia kalnų viršūnes, įdubas palikdama skendėti tamsoje. Iki to laiko, kol TSRS automatinė stotis ,,Luna-3” 1959 m. pirmąkart apskriejo Mėnulį, nieko nežinota apie jo nematomąja pusę. Dėl libracijos iš Zemės galima matyti daugiau negu pusę (59 %) Mėnulio paviršiaus (kitokiu atveju būtų matoma tik 50 %) .
1.Mėnulio fazės matomos dėl to, kad Mėnulis pats nešviečia. Į Saulę atsukta jo dieninė pusė atspindi Saulės šviesą, o į naktinę pusę krinta tik šiek tiek šviesos, atsispindėjusios nuo Žemės. Paveiksle Saulės šviesa krinta iš viršutinio kairiojo kampo. 1 atveju į Žemę atgręžta tamsioji Mėnulio pusė ir jis nematomas (jaunatis). Tarp 1 ir 3 padėčių – jaunas mėnuo, 3 – apšviesta dešinioji Mėnulio skritulio pusė, tai yra priešpilnis, 4 pakeliui į pilnatį. 5 – pilnatis, 6 – Mėnulis pradeda nykti, 7 – apšviesta kairioji jo skritulio pusė, tai yra delčia, 8 – rytais matomas iš kairės apšviestas Mėnulio pjautuvas.
Mėnulio kilmės hipotezė
Mėnulis oficialiai vadinamas Žemės palydovu, bet jis aiškiai per didelis juo būti. Saulės sistemoje yra planetų palydovų, didesnių už mūsų Mėnulį (tai trys Jupiterio, vienas Saturno ir vienas Neptūno palydovas), bet visi jie skrieja aplink didžiąsias planetas. Pavyzdžiui, Neptūno didžiausio palydovo Tritono masė 750 kartų mažesnė negu Neptūno, nors jis didumo sulig Mėnulio.
Teisingiau būtų Žemę ir Mėnulį vadinti dvinare planeta ir būtent šiuo požiūriu aptarti Mėnulio problemą. Ilgą laiką buvo populiari Džordžo Darvino (1845 – 1912) pasiūlyta potvynio hipotezė. Pagal ją, Žemė ir Mėnulis kadaise buvo vienas greitai besisukantis kūnas, kuris ilgainiui tapo nenuostovus. Pagaliau šis kūnas deformavosi tiek, kad dalis jo medžiagos atitrūko. Iš jos ir susidarė Mėnulis.
Tačiau ši hipotezė menkai pagrįsta matematiškai, ir dabar retas astronomas ją palaiko. Labiau tikėtina, kad Žemė ir Mėnulis susidarė iš pasaulinio ūko vienas šalia kito arba visiškai nepriklausomai; pastaruoju atveju Žemė vėliau ,,pasigavo” Mėmulį. Remiantis dabartinėmis žiniomis, labiau priimtinas pirmasis variantas.
Paviršiaus dariniai: jūros ir krateriai
Pirmieji teleskopiniai Mėnulio žemėlapiai – mėnlapiai buvo sudaryti 1609 m. Mėnulio brėžinį su daugybe atpažįstamų detalių pirmasis sudarė Tomas Hariotas (1560 – 1621). Ilgiau ir sistemingiau Mėnulį nuo 1610 m. tyrinėjo Galilėjus, smulkiai aprašęs kalnus, kraterius ir pilkas lygumas. Patarosios buvo pavadintos jūromis. Šis pavadinimas išliko, nors seniai žinoma, kad vandens Mėnulyje nėra. Tų jūrų pavadinimai rašomi lotynų kalba, pavyzdžiui, Debesų jūra – Mare Nubium, Audrų vandenynas – Oceanus Procellarum.
Mėnulio paviršiuje labai daug apskritų darinių – kraterių. Jų dydis įvairus: nuo didžiulių 240 km skersmens cirkų iki mažų duobučių, neįžiūrimų iš Žemės. Būdinga kraterio detalė – pylimas, kuris šiek tiek iškyla virš aplinkos. Kraterio dugnas įdubęs, jo centre gali stūksoti kalnas arba jų grupė. Kai kurių kraterių pylimai, palyginti su giliausiomis dugno vietomis iškilę 3000 metrų ir daugiau. Ilgai ginčytasi dėl kraterių kilmės. Svarbiausi nesutarimai kilo dėl šių klausimų: ar
krateriai atsirado veikiant išorinėms jėgoms (krintant meteoritams), ar juos sukūrė vidinės Mėnulio jėgos (vulkanų išsiveržimai). Be abejonės, Mėnulyje, kaip ir Žemėje, yra abiejų rūšių kraterių.
Kai kurios Mėnulio jūros panašios į taisyklingus kraterius: jos apskritos, iš visų pusių apsuptos kalnų. Pavyzdžiui, didžiulę lietų jūra (Mare Imbrium) supa Apeninai, Karpatai ir Alpės. Šie kalnai neištisiniai, vietomis yra plašiųtarpų. Apeninai įspūdingaiusi iš visos virtinės: jų didingos viršukalnės yra net 4570 metrų aukščio.
Kiti Mėnulio paviršiaus dariniai – apvalios kalvos, kupolai su vienu ar keliais krateriais viršūnėje ir nuolaidžiais šlaitais, atsitiktiniai sprūdžiai, daug į lūžius panašių darinių vadinamų trūkiais, slėniais ar tiesiog vagomis. Kai kuriuos iš šių darinių galima matyti pro mėgėjiškas stebėjimų priemones.
Skrydžiai į Mėnulį
Nuskristi į Mėnulį tapo įmanoma po to, kai1957 metų spalio mėnesį TSRS paleido dirbtinį Žemės palydovą ,,Sputnikas – 1”, pirmąkart apskriejusį Žemės rutulį. Po dviejų metų Tarybų Sąjunga paleido tris aparatus į Mėnulį.Pirmasis jų (,,Luna – 1”) praskriejo pro Mėnulį ir informavo, kad jo magnetinis laukas labai silpnas. ,,Luna – 2” 1959 metų rugsėjo mėnesį sudužo Lietų jūroje, o ,,Luna – 3” spalio mėnesį apskriejo Mėnulį ir pirmąkart nufotografavo iš Žemės nematomą jo pusę. Ji pasirodė esanti tokia pat kalnuota, su daugybe kraterių ir negyva, kaip ir atsuktoji į Žemę. Skirtumas tik tas, kad ten nėra tokių didelių jūrų.
Pirmieji automatinių stočių tyrimai
Naują Mėnulio pažinimo etapą pradėjo JAV kosminės stotys ,,Reindžeriai”; prieš nukrisdamos į Mėnulį, jos perduodavo Žemės palydovo paviršiaus nuiotraukas. Pirmoji stotis, kuri 1964 m. sėkmingai atliko šią užduotį, buvo ,,Reindžeris-7”. Po to paleistos dar dvi stotys. Paskutinioji nukrito garsiajame Alfonso krateryje, kuris iš Žemės matyti arti Mėnulio skritulio centro. 1965 m. tarybinė automatinė stotis ,,Zondas – 3” nufotografavo nematomosios Mėnulio pusės rytinę dalį. Pagal ,,Luna – 3” ir ,,Zondas – 3” perduotas nuotraukas buvo sudarytas ,,Mėnulio nematomosios pusės atlasas”, pirmasis viso Mėnulio mėnlapis bei gaublys .
1966 m. svarbų laimėjimą pasiekė TSRS: vasario pradžioje tarybinė automatinė stotis ,,Luna – 9” minkštai nusileido Mėnulyje. Ji perdavė į Žemę pirmąją Mėnulio panoramą. Tai lavos užlieta lyguma, nusėta akmenimis ir išvarpyta kraterių duobių. ,,Luna – 9” galutinai paneigė klaidingą nuomomę, kad Mėnulio jūras dengia lengvų dulkių sluoksnis, kurio storis, esą, gali siekti kelis šimtus metrų. ,,Luna – 9” įrodė, jog Mėnulio paviršiaus išorinis sluoksnis iš tikrųjų yra purus (susmulkintos uolienos, arba regolitas), bet pakankamai tvirtas, kad išlaikytų kosminę stotį.