Температура луны с двух сторон

Почему в космосе холодно, если вакуум не передает тепло?

В космосе холодно там, где объекты находятся далеко от звезды, а также в местах стабильной тени объектов от звезды. Температуру в вакууме можно определить по отношению к предметам, которые находятся в вакууме. В воздухе тепло предаётся по теплопроводности среды и по конвекции. А в вакууме тепло предаётся по электромагнитному излучению и по потокам элементарных частиц, что характерно и для воздуха. По умолчанию самая холодная температура равна примерно 3 Кельвина, это от реликтового излучения. Есть холодные области в космосе вдали от звёзд, в тени больших объектов, а также некоторые горячие области межзвёздного газа и горячие области вблизи звёзд и чёрных дыр. Если поверхность освещённой части луны нагрета до 140 градусов Цельсия, то возле Земли в освещённой солнцем зоне в космосе не холодно.

Вакуум «передаёт» тепло.

Кроме контактной пердачи теппа посредстваом воздуха, есть ещё и предача тепла посредством излучения.

В вакууме нет конвективных потоков, нет переноса вещества (условно нет), но остается еще один канал обмена тепловой энергией — «лучистый перенос». То есть, излучением.

Как известно, все тела имеют излучение соответственно своей температуре. Если тело в вакууме имеет температуру ниже, чем окружающие предметы, оно будет нагреваться; а если выше — охлаждаться, передавая окружающим телам энергию в виде теплового излучения; и так до тех пор, пока вся система не перейдет в состояние динамического равновесия.

Кстати, есть такие приборы, пирометры, которые измеряют уровень теплового излучения от предметов. Такой прибор не нужно «прислонять», чтобы измерить температуру — достаточно направить на предмет. Таким прибором можно измерить усредненную температуру облака и даже всего неба.

Средняя температура в космосе с утра была 2,7 Кельвина. Это «средняя температура», измеренная по тепловому излучению. Понятно, что если направить пирометр прямо на звезду, будет намного теплее.

Кстати, если вы смотрите запуски космических ракет Илона Маска, то на этапе работы второй ступени (или основного космического корабля), камера показывает сопло основного двигателя

Для разработчиков очень важно это видеть. Но и нам это тоже полезно — мы видим, как раскаляется сопло

но до определенной температуры. А почему не до температуры вылетающих газов, несколько тысяч градусов? А потому, что сопло излучает тепловую энергию «в космос» (в никуда) и таким образом в конце концов устанавливается термодинамическое равновесие — сколько тепла передали раскаленные газы соплу, столько же тепла сопло излучило в космос, слегка подняв «общую космическую температуру». Ну а разработчики видят в этом процессе все нюансы работы конструкции сопла, и если какой участок сопла будет светиться ярче, значит в этом месте надо переделать конструкцию, чтобы снизить температуру этого участка.

Еще один хороший пример, это радиолампа. Внутри у неё, в вакууме, конструкция очень миниатюрная и нет массивных радиаторов. Но при работе она сильно нагревается. Почему? А потому, что тепло, от горячих элементов конструкции, передается стеклу лампы посредством теплового излучения.

2 — Строение лунной поверхности

 Невооруженным глазом на диске Луны видны темные пятна, которые в XVIIв. были названы «морями» (Рисунок 68). Это название сохранилось и до настоящего времени, хотя уже давно установлено, что на Луне воды нет. Лунные «моря» представляют собой низменные области, которые по сравнению с возвышенными областями, покрытыми многочисленными, неровностями, отражают меньше света и кажутся более темными (Рисунок 70).

Рисунок 68 — Карта обращенного к Земле полушария Луны.

Рисунок 69 — Карта обратной стороны Луны, составленная по снимкам с третьей советской космической ракеты.

В телескоп бросается в глаза, что поверхность Луны крайне неровная, изборождена горами и горными цепями и как бы изрыта круглыми углублениями всевозможных размеров. На краях лунного диска они кажутся продолговатыми, но это — следствие перспективы: мы смотрим на них не сверху, а сбоку. Это кольцеобразные горы. Благодаря некоторому сходству их с кратерами земных вулканов им было дано название кратеров. Более крупные из них называют цирками за их круглую форму. Диаметры некоторых цирков превышают 200 км. Дно цирков довольно ровное, но горные валы, окружающие эти равнины в виде колец, имеют очень сложное строение. Высота горных валов достигает нескольких километров.

Рисунок 70 — Фотография участка лунной поверхности в области Моря Дождей (темная впадина).

В 1959 г. третья советская космическая ракета впервые сфотографировала невидимое с Земли полушарие Луны. По этим фотографиям советские ученые составили карту этого полушария Луны. Природа его в общем сходна с природой уже известного нам полушария, но впадин — «морей» — на нем гораздо меньше. Среди названий, данных советскими учеными обнаруженным здесь образованиям, мы встречаем море Москвы, кратеры Циолковского и Ломоносова, хребет Советский.

В 1965 г. советская автоматическая станция «Зонд-3» досняла обратную сторону Луны с очень хорошей четкостью; американские станции засняли части видимого полушария Луны с близкого расстояния.

Лунные цирки и кратеры не сходны с кратерами земных вулканов. Соотношения высоты горы и размера самого кратерного углубления у тех и других совершенно различны (Рисунок 71).

Рисунок 71 — Сравнение профилей лунных цирков и земных вулканов.

В то время как кратеры земных вулканов представляют собой небольшие по диаметру воронкообразные углубления в конусовидных горах, лунные цирки имеют очень небольшую глубину в сравнении с их диаметрами и своей формой напоминают скорее мелкие тарелки.

Крупные цирки и кратеры Луны имеют вулканическое происхождение, а мелкие образованы ударами метеоритов.

Освещаемые Солнцем горы, особенно лежащие на лунном диске у границы дневного и ночного полушария Луны, отбрасывают тени, по длине которых можно определить высоту гор. В полнолуние земные наблюдатели смотрят на Луну с той же стороны, с которой на нее светит Солнце; поэтому тени у лунных гор в полнолуние не наблюдаются, что мешает изучать в это время в телескоп рельеф лунной поверхности.

В некоторых местах на поверхности Луны видны громадные горные цепи и длинные трещины, пронизывающие ее кору.

При наблюдениях Луны в полнолуние выделяются светлые лучи, радиально расходящиеся от некоторых лунных цирков. Самые длинные лучи идут от цирка Тихо (в южном полушарии Луны).

Сидерический и синодический месяцы

Период, за который Луна вращается вокруг Земного шара относительно неподвижных звезд, называется сидерическим месяцем. Его продолжительность составляет 27.32 суток. За одни сутки небесное тело смещается на 13,2. Луна, Солнце по эклиптике движутся в одну и ту же сторону. За сидерический месяц Солнце переместится по эклиптике приблизительно на 27, а Луне потребуется еще 2.21 суток, чтобы возвратиться в исходное положение по отношению к Солнцу. Период, за который Луна вращается вокруг Земли относительно Светила, принято называть в астрономии синодическим месяцем. В отличие от сидерического, длительность синодического месяца немного больше и составляет 29,53 суток.

Внешний вид Луны напрямую зависит от взаимного расположения Солнца и Луны. Именно поэтому под понятием «месяц» подразумевают именно синодический месяц. За начало синодического месяца принимается расположение Лунного диска между Земным шаром и Солнцем, когда его сторона, обращенная к Земле, не видна. В этот момент освещается обратная сторона земного спутника.

Движение Луны по небесной сфере

Между временным отрезком вращения Луны вокруг своей оси и вокруг Земного шара можно поставить знак равенства. Это время одинаково и составляет примерно 28 суток. Это и стало причиной того, что, наблюдая за природным спутником, человек видит постоянно только одну его сторону. Луна сильно влияет на планету. Благодаря гравитационной силе на Луне происходит притягивание большого количества водных масс на Земном шаре, что создает эффект прилива. На максимально приближенной к спутнику стороне планеты наблюдаем приливы, а по обоим ее бокам отливы. Приливы также будут на противоположной стороне Земли, но они образуются уже в результате гравитации Солнца. В то время как Земной шар движется вокруг своей оси, приливные волны «следуют» за диском Луны и оказывают воздействие на него. В связи с тем, что расстояние между Землей и Луной постоянно меняется, приливообразующая сила Луны также может изменяться до 40% в течение месяца. Приливообразующая сила Солнца в течение года меняется всего лишь на 10%. Лунные приливы в 2,17 раз сильнее солнечных.

Движение большой массы воды, которая образуется во время приливов и отливов, приводит не только к замедлению движения Земного шара, но и к ускорению и «отталкиванию» Луны от Земли.Ежегодно расстояние, на которое ночное светило удаляется от планеты, составляет 38 мм. Именно из-за приливного ускорения лунная орбита напоминает собой спираль, которая медленно раскручивается.

Также будет интересно знать, что наблюдатели видят с поверхности Земли где-то 55%от всей площади Луны. Причиной этому является эллиптическая форма орбиты и небольшое наклонение оси вращения Луны по отношению к орбитальной плоскости.

Атмосферный слой спутника

Состав атмосферы Луны

Над поверхностью Луны находится тонкий газовый слой — экзосфера, в составе которого присутствуют аргон, азот, гелий, неон, водород, метан, аммиак и углекислый газ. Такой состав обуславливает низкую массу (всего 25 тонн) и низкую плотность атмосферного слоя, которая ниже земной в 10 триллионов раз. Из-за сильной разреженности газовой оболочки Луны, температурные колебания на ее поверхности находятся в пределах от – 17З°C до +127°C.

Что влияет на атмосферный слой Луны?

1. Взаимодействие солнечного ветра и реголита.
2. Поступление газового материала и энергии извне, например, при падении метеоритов.  
3. Сейсмическая активность самой Луны, в результате которой на поверхность выделяются газы из ее внутренних оболочек.

Условия на поверхности

Космонавты, которым посчастливилось ступить на лунную поверхность, смогли ознакомиться с ее особенностями, а именно:

• Сила тяжести близ лунной поверхности значительно слабее земной.
• Вода в жидком агрегатном состоянии на Луне отсутствует.
• Низкая концентрация газовых частиц у поверхности.
• Земные сутки в 29,5 раз короче лунных. День на луне длится 15 земных суток, и столько же ночь.
• Смена дня и ночи происходит быстро и сопровождается резкими температурными изменениями. 

Почему на Луне большие колебания температуры

Резкие температурные перепады – следствие вращения космического тела вокруг собственной оси. Период, за который спутник делает оборот, составляет 27 земных суток. Дни и ночи на Луне длятся по 13,5 суток, за это время лунная поверхность успевает экстремально нагреваться и охлаждаться.

Из-за того, что спутник наклонён всего на 1,5°, на нём нет смены сезонов. Климатические показатели стабильны в течение года. Устойчиво низкая температура на Луне держится на полюсах. Единичные солнечные лучи, доходящие до полюсов, отражает лунная поверхность, поэтому она не нагревается. А наиболее высокие дневные значения температуры отмечаются на лунном экваторе.

Причина значительной разницы между дневной и ночной температурой заключается в низкой плотности лунной атмосферы. Луну окружает разреженная оболочка, состоящая из углекислого газа, водяного пара и незначительного процента некоторых других газов.

Более плотная атмосфера Земли не даёт поверхности терять значительное количество тепла в ночные часы, чрезмерно нагреваться в дневные. Спутник нашей планеты лишён нормальной защиты в виде газовой оболочки, поэтому солнечные лучи нещадно палят дневную половину поверхности, а на ночной царят холод и темнота.

https://youtube.com/watch?v=DmxGHg11VUE

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.

Сравнение

Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.

Сравнение размеров Луны, Земли и Марса

Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.

Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.

Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).

Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.

На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.

Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.

Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.

Выводы

1. Земля в 81 раз тяжелее Луны.
2. Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
3. На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
4. Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
5. Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
6. Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
7. На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
8. У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
9. Химический состав двух астрономических объектов различен.

Видео

Источники

• http://astrofishki.net/universe/luna/https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/LUNA.htmlhttps://in-space.ru/sputnik-luna/https://rwspace.ru/article/lyna/luna-estestvennyj-sputnik-zemli.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Фазы_Луныhttps://thedifference.ru/chem-otlichaetsya-luna-ot-zemli/https://sreda.temadnya.com/1481936675854354718/razmer-luny-osobennosti-teoriya-proishozhdeniya-i-sravnenie-s-drugimi-nebesnymi-telami-solnechnoj-sistemy/

Характеристика уникального объекта

На формирование специфического климата и температурного фона на планете Нептун влияет не только ее удаленность от главного поставщика тепла в нашей планетной группе.

С таким периодом обращения даже ближе расположенная к Солнцу планета не сможет получить достаточное количество тепловой энергии для прогрева всех своих сегментов.

Голубой окрас и аналогичное название Нептун получил не зря, астрономы относят его к классу ледяных гигантов, на поверхности которого нет привычной твердой опоры для ступней. Традиционные прогулки там невозможны, ноги моментально провалятся в нечто вроде недостаточно кристаллизовавшегося льда.

Причем чем ниже углубляться в это вещество, тем выше будет и температура, и давление, которое на внешней стороне составляет 1 бар.

Кажущаяся зеленовато-синяя окраска создана мощными газовыми облаками, обволакивающими планету Нептун. Из-за свойственной этому небесному телу температуры, не рассасывается полностью плотная дымка из метана, из которого на 80% состоит газообразная оболочка. Местами ее сменяют ледяные шапки гор и водоемы.

Газовая оболочка, охватывающая поверхность, пропускает инфракрасные волны. Из-за колоссального расстояния от светила их недостаточно долетает до самого дальнего объекта Солнечной системы. Отражаются от него волны синего спектра, благодаря чему появляется иллюзия синего цвета.

Из-за высокой скорости вращения Нептуна вокруг собственной оси продолжительность суток составляет всего 16 ч 6 мин. 36 сек.

Потому там отмечаются схожие сезонные явления, в рамках которых температура изменяется.

Тепловая история.

Современная температура лунных недр зависит от ее начальной температуры и тепла, выделившегося и сохранившегося с момента ее образования. Начальная высокая температура внешних слоев Луны в основном обязана кинетической энергии вещества, падавшего на Луну на заключительной стадии ее формирования. Определенный вклад мог внести и короткоживущий изотоп алюминий-26. Вместе эти явления могли породить «океан» расплавленной магмы глубиной в сотни километров и дефицит летучих элементов.

Выделение тепла в глубоких слоях Луны зависит от концентрации радиоактивных изотопов уран-235, уран-238, торий-232 и, в меньшей степени, калий-40. Сохранение этого тепла зависит от теплопроводности внешних слоев Луны. Тепловой поток из лунных недр был измерен экспедициями «Аполлон-15 и -16» и показал относительно высокое содержание урана и тория на фоне дефицита других тугоплавких элементов. Современный температурный профиль Луны, т.е. ход температуры с глубиной, был изучен в экспериментах по электропроводности. Оказалось, что температура плавления достигается лишь на глубине 1000 км; это согласуется с сейсмическими данными о небольшом расплавленном ядре и глубине очагов лунотрясений около 800 км.

Кратеры Луны называются по определенным правилам

Лунные кратеры формировались астероидами и кометами, которые сталкивались с Луной. Считается, что только на ближней стороне Луны примерно 300,000 кратеров, шириной больше чем 1 км.

Кратеры называются в честь ученых и исследователей. Например, Кратер Коперника был назван в честь Николая Коперника, польского астронома, который в 1500 годах обнаружил, что планеты движутся вокруг Солнца. Кратер Архимеда назван в честь математика Архимеда, который сделал множество математических открытий в 3 веке до нашей эры.

Традиция присваивать личные имена лунным образованиям началась в 1645 Майклом ван Лангреном (Michael van Langren), Брюссельским инженером, который назвал главные особенности Луны по имени королей и великих людей на Земле. На своей лунной карте он назвал самую большую лунную равнину (Oceanus Procellarum) в честь своего покровителя испанского Филиппа IV.

Но всего шесть лет спустя, Джованни Батиста Рикколи(Giovanni Battista Riccioli) из Болоньи создал свою лунную карту, удалив имена, которые дал ван Лангрен и вместо этого присвоил имена в основном известных астрономов. Его карта стала основой системы, сохранившейся по сей день. В 1939 году, Британская Астрономическая Ассоциация выпустила каталог официально названных лунных формирований. «Кто есть кто на Луне«, указав названия всех образований принятых Международным Астрономическим Союзом(МАС).

На сегодняшний день МАС продолжает решать, какие имена давать кратерам на Луне, наряду с именами для всех астрономических объектов. МАС организует именование каждого конкретного небесного тела вокруг конкретной темы.

Названия кратеров сегодня можно разделить на несколько групп. Как правило, кратеры Луны называли в честь умерших ученых, научных работников и исследователей, которые уже стали известны за свой вклад в соответствующих областях. Так кратеры вокруг кратера Аполло и Моря Москвы на Луне назовут в честь американских астронавтов и русских космонавтов.