Mjesec (satelit)

"Mjesečina" preusmjerava ovdje. Za film, pogledajte Mjesečina (film).

Mjesec
Osobine putanje
Periapsis	363 104 km (0,0024 AU)
Apoapsis	405 696 km (0,0027 AU)
Srednji poluprečnik putanje	384 399 km (0,00257 AU)
Ekscentricitet	0,0549
Orbitalni period	27,321582 d (27 d 7 h 43,1 min)
Sinodni period	29,530589 d (29 d 12 h 44 min 2,9 s)
Prosječna orbitalna brzina	1,022 km/s
Inklinacija	5,145°
Prirodni satelit	Zemlje
Fizikalne osobine
Poluprečnik	1 737,10 km
Ekvatorijalni poluprečnik	1 738,14 km
Polarni poluprečnik	1 735,97 km
Elipticitet	0,00125
Obim	10 921 km
Površina	3,793 × 107 km2
Zapremina	2,1958 × 1010 km3
Masa	7,3477 × 1022 kg
Prosječna gustoća	3,3464 g/cm3
Ekvatorijalna površinska gravitacija	1,622 m/s2
Brzina oslobađanja	2,38 km/s
Siderički period rotacije	27,321582 d
Ekvatorijalna brzina rotacije	4,627 m/s
Osni nagib	1,5424°
Albedo	0,136
Temperatura na površini	Kod ekvatora min 100 K prosj: 220 K maks:390 K
Prividna magnituda	−2,5 do −12,9
Ugaoni prečnik	29,3 do 34,1
Osobine atmosfere
Pritisak	10-7-10-10 Pa
Atmosferski sastav	Ar, He, Na, K, H, Rn

Bliža strana Mjeseca koju stalno vidimo sa Zemlje.

Dalja strana Mjeseca od koje vidimo samo rubove (18%) sa Zemlje zbog pojave libracije.

Mjesec (latinski: Luna) je Zemljin prirodni satelit i ujedno najbliže nebesko tijelo, udaljeno u prosjeku 384.400 km, tako da svjetlost s Mjeseca na Zemlju stiže za 1,25 sekundi. Mjesec se kreće oko Zemlje po eliptičnoj stazi srednjom brzinom od 1,02 km/sek, i prelazi dnevni luk od 13 stepeni i 10 minuta. Mjesečeva staza podliježe jakim temperaturnim vibracijama koje uzrokuje Sunce, pa se nagib staze prema ekliptici u toku 173 dana mijenja od 5 stepeni do 5 stepeni i 18 minuta. Mjesec je čvrsto nebesko tijelo poluprečnika 3473,3 km, te je po površini 14 puta, po obimu 50 puta, a po masi 80 puta manje od Zemlje. Ubrzanje sile teže je na Mjesecu 6 puta manje nego na Zemlji. Oko svoje ose se okrene za 27 dana, 7 sati i 11,5 sekundi (sideralna staza). Zbog stalnog mijenjanja položaja prema Suncu i Zemlji različito je osvijetljen, pa se sa Zemlje mogu uočiti četiri faze:

• Mlađak
• Prva četvrt (vidljiv noću)
• Pun Mjesec (Uštap)
• Zadnja četvrt (vidljiv ujutro)

Vrijeme od 29 dana, 12 sati, 44 minute i 3 sekunde između uzastopnog ponavljanja Mjesečevih faza nazvano je sinodičkim mjesecom.

Uzajamni položaji Sunca, Mjeseca i Zemlje dovode do pomrčine Sunca i Mjeseca. Potpune pomrčine se koriste u kosmičkoj geodeziji za vezivanje kontinentalnih trigonometrijskih mreža, koje pomažu u stvaranju jedinstvenog svjetskog naučnog sistema. U istu svrhu se koriste i pojave okultacija zvijezda (kad Mjesec tokom svog kretanja sakrije neke zvijezde). Privlačna sila Mjeseca, a u manjoj mjeri i Sunca (lunisolarni utjecaj), uzrokuje na Zemlji plimu i oseku mora i jezera, kao i "disanje" Zemljine kore što je 3 puta slabije od plime i oseke. Utjecaj mjeseca na ljude i druga bića je još uvijek nerazjašnjen, ali je sigurno da se insekti orijentišu pomoću Mjeseca.

Gustoća Mjeseca je 3,34 t / m³, što ga čini drugim prirodnim satelitom u Sunčevom sustavu. Njegovo kretanje u složenom gravitacionom polju Zemlje i Sunca podložno je brojnim poremećajima. Mjesečeva udaljenost od Zemlje se stalno mijenja jer Mjesec orbitira oko Zemlje u elipsi, a osim toga, u dužim intervalima, njegov put nema stalni oblik i veličinu. Prosječna udaljenost iznosi 384.401 km, koja je prvo precizno izmjerena dnevnom metodom paralakse, potom radarima i lidarima.

Na Mjesecu nema tekuće vode niti značajne atmosfere. Gustina atmosfere mnogo je manja od zemljine, tako da je broj molekula u kubnom centimetru (10.000 tokom dana, 200.000 noću) bliži gustoći molekula u međuplanetarnom prostoru. Značajke reljefa su Mjesečeva mora, visoravni i krateri, s vidljivim posljedicama tektonskih procesa i vulkanizma. More se nazivaju tamnijim delovima (ravnice okružene planinskim predjelima), iako na Mjesecu nema vode. Na oblikovanje površine značajno je utjecao utjecaj velikih tijela, planetoida i meteorita, s okolnostima određenim stanjem unutrašnjosti i njegovim razvojem (hlađenje unutrašnjosti, vulkanski procesi). Površina je prekrivena slojem regolita, sitnozrnatim rastresitim i poroznim fragmentima na kamenoj podlozi. Temperatura površine varira od -160 °C noću do 120 °C tokom dana.

Nastanak

Smatra se da je Mjesec nastao prije nekih 4,5 milijardi godina, nakon udara komete. Njemački istraživači na univerzitetu Göttingen su analizom izotopa utvrdili da se Zemlja sudarila s planetom Theia. Theia je imala veličinu Marsa. Prilikom toga izbačena je velika količina materijala u Zemljinu orbitu koja je oblikovala Mjesec.

Fizičke osobine

Topografija Mjeseca.

Magnetno polje na površini Mjeseca snimljeno sa svemirske letjelice Lunar Prospector.

Mjesec je i reljefno vrlo zanimljivo nebesko tijelo. Prvi je crtež Mjeseca napravio Galilej 1609. godine. Najniža područja Mjeseca su ogromne sive površine koje se ponekad mogu zapaziti i golim okom. Te ravnice je Giovanni Riccioli (1598-1671.) nazvao morima 1651. godine, iako u njima nema vode. Ova mora nisu jednolične ravnice, jer se u njima uočavaju nabori, koji ponekad sliče na zidove, dugačke po nekoliko stotina kilometara, i pukotine, koje sliče na riječna korita. Po rubovima ravnica protežu se veliki planinski vijenci, koji nose imena planina na Zemlji (Alpe, Apenini, Pireneji, itd.). Najviša tačka Mjeseca nalazi se na planinama Leibniz, koje su na Mjesečevom južnom polu, gdje neki vrhovi dosežu i 9500 metara. Osim planinskih lanaca, na Mjesecu se mogu vidjeti i krateri ili vrtače, koji opet nose imena po najpoznatijim svjetskim naučnicima. Najdublji je Newtonov (Isaac Newton), oko 7250 m. Ti krateri su vrlo velikog promjera (do 300 km). Iako im rubovi izgledaju strmi, oni su vrlo malog nagiba. To otkriće pripada Nijemcu Josefu Hopmannu, koji je izumio specijalne metode istraživanja pomoću dužina sjena. Nekih 30 hiljada kratera je otkriveno na Mjesecu. Kod pojedinih kratera su vidljive i uzdužne široke svijetle pruge (Kopernikov krater), za koje se smatra da su naslage pepela ili vulkanske materije nastale u vrijeme hlađenja Mjeseca.

Privlačna sila Zemlje je s vremenom toliko usporila Mjesec, da se njegova orbitna brzina prilagodila njegovoj vremenskoj stazi. To znači da se Mjesec okrene samo jedanput oko svoje osi u toku okretanja oko Zemlje. Zbog toga se sa Zemlje može vidjeti samo jedna strana Mjeseca. 1959. godine je sovjetska letjelica/sonda Lunik (Лунник) obišla Mjesec i pomoću dvije fotokamere ga snimila s daljine od 60 hiljada kilometara. Na osnovu tih fotografija, Sovjetska akademija nauka je sastavila i izdala prvi atlas dijela Mjesečeve površine koji se ne vidi sa Zemlje. Mjesec također vremenski usporava brzinu kruženja Zemlje, tako da taj usporavajući utjecaj produžuje godišnje dan na Zemlji za 20 mikrosekunda. Pritom se energija kruženja Zemlje pretvara u toplinsku energiju i impuls okreta se prenosi na Mjesec, čije se kretanje godišnje udaljuje za 4 centimetra od Zemlje. Ova pojava je utvrđena laserskim mjerenjima 1995. godine.

Unutrašnjost Mjeseca je mnogo ujednačenija od Zemlje. Ne postoje tako visoki pritisci, niti temperature i gustoće poput onih koji prevladavaju u centru Zemlje. Stoga je prosječna gustoća mala, niža od ostalih nebeskih tijela sličnih Zemlji (zemaljskih planeta). Oblik Mjeseca ne pokazuje spljoštenost uslijed rotacije. Srednja površina je sfera koja se najbolje uklapa u stvarnu površinu i istovremeno ostavlja jednako vrhove brežuljaka i dna doline, a ima polumjer od 1737 km. Razlika između vrhova i dolina nije veća od 12 do 14 km.

Važno fizičko svojstvo svakog kosmičkog tijela je njegov magnetizam. Mjesečevo magnetno polje je vrlo slabo, deset hiljada puta slabije nego na Zemlji, a na površini ne pokazuje određeni sjeverni i južni pol, što znači da nije dipolno polje. U Mjesečevom kamenju pronađeni su tragovi magnetnog polja, jačeg nego danas.

Svojstva Mjesečeve atmosfere

Nebeska tijela poput Mjeseca i Merkura nemaju atmosferu . Za održavanje atmosfere od najveće su važnosti termičko stanje i površinsko ubrzanje . Pri višim temperaturama molekuli plina kreću se većom brzinom nego pri nižim temperaturama. Molekule koje se kreću u najudaljenijim slojevima atmosfere brzinom većom od brzine oslobađanja napuštaju kosmičko tijelo (2,38  km/s). Na Mjesecu nije bilo uvjeta za zadržavanje svjetlosnih plinova. Ali još uvijek postoji plin iznad njegove površine, iako je vrlo rijedak. Prije svega, samo tlo se odmašćuje. Tada čak ni međuplanetarni prostor nije potpuno prazan, u njemu su plin i prašina. Snažan izvor plina je Sunce s kojeg struji solarni vjetar . To je tok razblaženog plina koji udara direktno na osvijetljenu stranu Mjeseca, što dovodi do pritiska od 10 ⁻⁷ Pa tokom dana, do 10⁻¹⁰ Pa po noći (na Zemlji iznosi približno 10⁵ Pa). To je tako mali pritisak, međutim, s pravom možemo reći da Mjesec nema atmosferu.

Bez atmosfere tečnost na Mesecu ne može postojati; voda bi isparila pod direktnom sunčevom svjetlošću, a zatim nestala u svemiru. Mjesečevo tlo je odmašćeno i suvo, bez vode. Dnevno prosječno prisustvo molekula gasa u mjesečevoj atmosferi (atoma po kubičnom centimetru) je kako slijedi:

• pritisak 3 × 10⁻¹³ kPa
• helij 25%
• neon 25%
• vodik 23%
• argon 20%
• tragovi metana, amonijaka i karbon dioksida

Sastav Mjesečeve kore

• kisik 43%
• silicij 21%
• aluminij 10%
• kalcij 9%
• željezo 9%
• magnezij 5%
• titanij 2%
• nikl 0,6%
• natrij 0,3%
• hrom 0,2%
• kalij 0,1%
• mangan 0,1%
• sumpor 0,1%
• fosfor 500 ppm
• karbon 100 ppm
• dušik 100 ppm
• vodik 50 ppm
• helij 20 ppm
• jod 5 ppm

Istraživanje Mjeseca i boravak ljudi na Mjesecu

Prvi čovjek na Mjesecu, koji je stupio na tlo 21. jula 1969. (Apollo 11), bio je Neil Armstrong, a slika prikazuje njegov silazak niz ljestve na površinu Mjeseca.

Na Mjesec je poslato više od 50 svemirskih letjelica, a dvadesetak je meko sletilo. Letjelice su pripremljene u različite svrhe i više puta su slane iz Sovjetskog Saveza i Sjedinjenih Država. Prva je bila 13. jula 1959. godine, o tlo Mora kiša, pokraj kratera Arhimeda, tresnula Luna 2 (Program Luna). Luna 3 je okružila Mjesec i snimila stranu Mjeseca nevidljivu Zemlji. Zatim se pomoću programa Ranger bilo moguće utvrditi o kakvom je tlu riječ. Prije lansiranja debljina površinske prašine nije bila poznata i nije se znalo hoće li svemirski brod potonuti u nju. Svemirska letjelica Ranger pogodila je površinu, šaljući snimke do posljednjeg trenutka. Slike su otkrile detalje od 0,25 m. Kako su se približavali površini, vidio je sve veći broj manjih i manjih kratera. Trenutak sudara s Mjesecom kasnio je u odnosu na izračunati trenutak, na osnovu čega je zaključeno da je geometrijski centar Mjeseca udaljeniji od Zemlje u odnosu na centar mase ili težište.

Prvo meko slijetanje bilo je uspješno tek nakon četvrtog pokušaja druge serije iz programa Luna, Luna 9. Sletila je u Ocean oluja 3. februara 1966. godine. Mjesto spuštanja dobilo je memorijalno ime: Planitia Descensus. Četiri slike su prvi put prikazale panoramu Meseca. Sloj prašine nekoliko centimetara nije ometao spuštanje letjelice. Istraživanje Mjeseca iz orbite počelo je 3. aprila 1966. godine, kada je Luna 10 postala prvi umjetni lunarni satelit. Sovjeti su također koristili svemirsku letjelicu Zond za istraživanje mjesečeve okoline, od kojih su se neki vratili na Zemlju.

Serija američkih svemirskih letjelica iz Surveyor programa, blago spuštena na zemlju, i niz svemirskih letjelica u orbiti iz programa Lunar Orbiter pripremali su dolazak ljudi. Svemirski brod je mjerio jačinu gravitacionog polja, broj meteora i mikrometeora, jačinu kosmičkih zraka, magnetno polje, sunčevo zračenje, radioaktivnost tla nad kojim su letjeli, a oni su također istraživali površinu za selenografske karte i geološka istraživanja. Mjerni instrumenti na terenu bili su daljinski kontrolirani, opremljeni televizijskim kamerama, uzimali su uzorke tla i ispitivali njegovu snagu i kemijski sastav.

Prvi ljudi na Mjesecu sleteli su 21. jula 1969. godine. (Apollo 11), prethodile su dvije istraživačke grupe (Apollo 8, 1968., Apollo 10, 1969.), koje su nekoliko puta okruživale Mjesec. Od 1969. do 1973. na površinu Mjeseca stiglo je ukupno 6 ljudskih istraživačkih grupa, dok jedna grupa nije uspela da sleti, nego je okruživala Mjesec (Apollo 13). Dvije od šest grupa spustile su se u planinska područja. Astronauti su uzimali uzorke tla, snimali fotografije, postavljali geofizičke uređaje i ispitivali ponašanje materijala u mjesečevim uvjetima. Mjesto prvog spuštanja ljudi u More tišine dobilo je naziv Statio Tranquilitatis, a manja tri kratera nazvana su Armstrong, Aldrin i Collins.

Vlasnička prava

Outer Space Treaty zabranjuje državama pravo na posjedovanje nebeskih tijela kao što je Mjesec. Ugovor UN-a koji je stupio na snagu 11. juna 1984 godine vrijedi kako za države tako i za privatne osobe.

Usprkos tome, Dennis M. Hope je 1980 godine prijavio svoja vlasnička prava na Mjesec u katastru San Franciska. Kako se niko nije usprotivio tom njegovom potezu u vremenu od osam godina, koliko je vrijeme žalbe, Hope je osnovao Lunar Embassy legal, pravni ured, koji ima pravo prodaje parcela na Mjesecu. UN i Međunarodna astronomska zajednica smatraju taj njegov potez prevarom.