Сколько искусственных спутников вращается вокруг земли. Сколько естественных спутников у Земли? Отметь спутник земли

Вы когда нибудь интересовались сколько спутников вращается вокруг Земли?

Первый искусственный спутник был выведен на орбиту земли 4 октября 1957 года. За годы освоения космоса в околоземном пространстве скопилось несколько тысяч летательных объектов

Над нашей головой пролетает 16 800 искусственных объектов, среди них 6000 спутников, остальные считаются космическим мусором - это разгонные блоки и обломки. Активно функционирующих аппаратов меньше - около 850 .

Долгожителем среди спутников считается AMSAT OSCAR-7, запущенный на орбиту 15 ноября 1974 года. Этот маленький аппарат (его вес -28,8 килограмма) предназначен для любительской радиосвязи. Самый крупный объект на орбите - Международная космическая станция (МКС). Ее масса - около 450 тонн.

Спутники, обеспечивающие связь сотовых операторов («Билайн», МТС и «Мегафон»), размещают на орбитах двух типов: низкой и геостационарной.

На низкой высоте, 780 километров от Земли, находится используемая мобильными операторами глобальная система связи «Иридиум». Идею ее создания предложила в 1980-х годах компания Motorola. Названием система обязана химическому элементу иридию: в ее составе должно было быть 77 аппаратов, что равно атомному номеру иридия. Сейчас в «Иридиуме» 66 спутников.

Геостационарная орбита расположена на высоте 35 786 километров над экватором. Размещать на ней спутники связи выгоднее, так как не нужно постоянно наводить антенну - аппараты вращаются вместе с Землей и всегда находятся над одной точкой. На геостационаре 178 спутников. Самая большая группа в России принадлежит ФГУП «Космическая связь»: 9 спутников серии «Экспресс» обеспечивают телерадиовещание, мобильную, а также правительственную и президентскую связь, Интернет. Также на геостационарной орбите размещаются метеорологические и спутники наблюдения. Метеорологические спутники фиксируют изменения в атмосфере, «наблюдатели» определяют степень созревания зерновых, степень засухи и прочее.

Луна - единственный естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник . Также является первым (и на 2010 год единственным) внеземным объектом естественного происхождения, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны - 384 467 км.

Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерам разного размера - от сотен километров до пары миллиметров. Долгое время учёные не могли заглянуть на обратную сторону Луны, это стало возможно с развитием технологий.

Сейчас учёные уже создали очень подробные карты обеих поверхностей Луны. Подробные лунные карты составляют для того, чтобы в ближайшем будущем подготовиться для высадки человека на Луну, удачного расположения лунных баз, телескопов, транспорта, поиска полезных ископаемых и т. п.

Название

Слово луна восходит к праславянской форме *luna < и.-е. *louksnā́ «светлая» (ж. р. прилагательного *louksnós), к этой же индоевропейской форме восходит и латинское слово lūna «луна». Греки называли спутник Земли Селеной (греч. Σελήνη), древние египтяне - Ях (Иях). На всех тюркских (кроме чувашского) языках луна будет «ай».

Движение Луны

В первом приближении можно считать, что Луна двигается по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0549 и большой полуосью 384 399 км. Реальное движение Луны довольно сложно, при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких движений:

Вращение вокруг по эллиптической орбите с периодом 27,32 сут;
прецессия (поворот плоскости) лунной орбиты с периодом 18,6 лет (см. также сарос);
поворот большой оси лунной орбиты (линии апсид) с периодом 8,8 лет;
периодическое изменение наклона лунной орбиты по отношению к эклиптике от 4°59′ до 5°19′;
периодическое изменение размеров лунной орбиты: перигея от 356,41 Мм до 369,96 Мм, апогея от 404,18 Мм до 406,74 Мм;
постепенное удаление Луны от Земли (примерно на 4 см в год) так, что её орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль. Это подтверждают измерения, проводившиеся на протяжении 25 лет.

Силой, заставляющей Луну отдаляться от Земли, является передача момента импульса вращения Земли - Луне, посредством приливного взаимодействия.

Гравитационное взаимодействие Луны и Земли не постоянно, с увеличением расстояния сила взаимодействия падает. Это приводит к тому, что с увеличением расстояния скорость удаления Луны уменьшается.

Период обращения Луны вокруг Земли относительно звёзд равен 27,32166 суток, это так называемый сидерический месяц.

Полная Луна отражает только 7 % падающего на неё солнечного света. После периодов бурной солнечной активности отдельные места лунной поверхности могут слабо светиться вследствие люминесценции. Так как Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет, с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности.

Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между Землёй, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз. Период времени между последовательными новолуниями составляет 29,5 дней (709 часов) и называется синодический месяц.

То, что длительность синодического месяца больше, чем сидерического, объясняется движением Земли вокруг Солнца: когда Луна относительно звёзд совершает полный оборот вокруг Земли, Земля к этому времени проходит уже 1/13 часть своей орбиты, и чтобы Луна снова оказалась между Землёй и Солнцем, ей нужно дополнительно около двух суток.

Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Эта синхронизация вызвана трением приливов, которые производила Земля в оболочке Луны. Согласно законам механики, Луна ориентирована в поле тяготения Земли так, что на Землю направлена большая полуось лунного эллипсоида.

Между вращением Луны вокруг собственной оси и её обращением вокруг Земли существует различие: вокруг Земли Луна вращается по закону Кеплера (неравномерно, то есть близ перигея быстрее, близ апогея медленнее). Однако вращение спутника вокруг собственной оси равномерно. Именно благодаря этому возможно взглянуть на обратную сторону Луны с запада или с востока. Такое явление колебания называется оптической либрацией по долготе.

В связи же с наклоном оси Луны относительно плоскости Земли возможно заглянуть на обратную сторону с севера или с юга. Это также оптическая либрация, но по широте. Эти либрации суммарно позволяют наблюдать около 59 % лунной поверхности. Данное явление оптической либрации было открыто Галилео Галилеем в 1635 году, когда он был осуждён Инквизицией.

Также существует физическая либрация, обусловленная колебанием спутника вокруг положения равновесия в связи со смещённым центром тяжести, а также под действием приливных сил со стороны Земли. Эти колебания составляют т. н. физическую либрацию, которая составляет 0,02° по долготе с периодом 1 год и 0,04° по широте с периодом 6 лет.

Условия на поверхности Луны

На Луне практически отсутствует атмосфера. Содержание газов у поверхности в ночное время не превышает 200000 частиц/см³ и увеличивается днём на два порядка за счёт дегазации грунта. Такая концентрация газов равноценна глубокому вакууму, поэтому днём её поверхность накаляется до +120 °C, но ночью или даже в тени она остывает до −160 °C.

Небо на Луне всегда чёрное, даже днём. Огромный диск Земли выглядит с Луны в 3,67 раз больше, чем Луна с Земли и висит в небе почти неподвижно. Фазы Земли, видимые с Луны, прямо противоположны лунным фазам на Земле. Освещение отражённым светом Земли примерно в 50 раз сильнее, чем освещение лунным светом на Земле.

Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом - смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеороидов с лунной поверхностью. Толщина слоя реголита бывает от долей метра до десятков метров.

Приливы и отливы

Гравитационные силы между Землёй и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них - морские приливы и отливы. Если бы мы взглянули на Землю со стороны, мы увидели бы две выпуклости, находящиеся на противоположных сторонах планеты.

Причём одна точка - со стороны, ближайшей к Луне, а другая - с противоположной стороны Земли, наиболее удалённой от Луны. В мировом океане этот эффект выражен намного сильнее, чем в твёрдой коре, поэтому выпуклость воды больше. Амплитуда приливов (разность уровней прилива и отлива) на открытых пространствах океана невелика и составляет 30-40 см.

Однако вблизи берегов вследствие набега приливной волны на твёрдое дно, приливная волна увеличивает высоту точно так же, как обычные ветровые волны прибоя. Учитывая направление вращения вокруг Земли, можно составить картину следования приливной волны по океану. Сильным приливам больше подвержены восточные побережья материков. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.

Две высших точки прилива образуются вследствие того, что гравитационное поле Луны достаточно неоднородно на протяжении размеров Земли. Если разложить вектор гравитационного поля, направленный к Луне, на 2 компоненты - параллельную оси Земля-Луна и перпендикулярную ей, то можно видеть, что причиной приливов является перпендикулярная компонента. Параллельная компонента на протяжении размеров

Земли меняется мало, но перпендикулярная компонента меняет знак! Она максимальна по модулю и направлена противоположно на боковых сторонах Земли, максимально удалённых от оси Земля-Луна. Это и есть «сила тяжести прилива», создающая сток воды океана в сторону участков, находящих на оси Луна-Земля с двух сторон земного шара.

Неоднородность поля Луны возле Земли значительно выше неоднородности поля Солнца. Хотя гравитация Солнца намного больше, но его поле на протяжении размеров Земли является практически однородным, так как расстояние до Солнца в 400 раз больше, чем расстояние до Луны. Поэтому приливы возникают главным образом по причине влияния Луны. Приливообразующая сила Солнца в среднем в 2,17 раза меньше.

Геология Луны

Благодаря её размеру и составу Луну иногда относят к планетам земной группы наряду с Меркурием, Венерой, Землёй и Марсом. Поэтому, изучая геологическое строение Луны, можно многое узнать о строении и развитии Земли.

Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Под корой находится мантия и, возможно, малое ядро из сернистого железа (радиусом приблизительно 340 км и массой, составляющей 2 % массы Луны). Любопытно, что центр масс Луны располагается примерно в 2 км от геометрического центра по направлению к Земле. На той стороне, которая повёрнута к Земле, кора более тонкая.

Измерения скорости спутников «Лунар Орбитер» позволили создать гравитационную карту Луны. С её помощью были обнаружены уникальные лунные объекты, названные масконами (от англ. mass concentration) - это массы вещества повышенной плотности.

Луна не имеет магнитного поля, хотя некоторые из горных пород на её поверхности проявляют остаточный магнетизм, что указывает на возможность существования магнитного поля Луны на ранних стадиях развития.

Не имеющая ни атмосферы, ни магнитного поля, поверхность Луны подвержена непосредственному воздействию солнечного ветра. В течение 4 млрд лет водородные ионы из солнечного ветра внедрялись в реголит Луны.

Таким образом, образцы реголита, доставленные миссиями «Аполлон», оказались очень ценными для исследования солнечного ветра. Этот лунный водород также может быть когда-нибудь использован как ракетное топливо.

Поверхность Луны

Поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные моря, которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, - это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Б

ольшая часть поверхности покрыта реголитом. Лунные моря, под которыми лунными спутниками обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны.

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, рилли (от нем. Rille - борозда, жёлоб) - узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

Пещеры

Японским зондом Кагуя обнаружено отверстие в поверхности Луны, расположенное недалеко от вулканического плато Холмы Мариуса, предположительно ведущее в тоннель под поверхностью. Диаметр отверстия составляет около 65 метров, а глубина, предположительно, 80 метров.

Учёные считают, что подобные тоннели сформированы путём затвердевания потоков расплавленной породы, где в центре лава застыла. Данные процессы происходили в период вулканической активности на Луне. Подтверждением данной теории является наличие извилистых борозд на поверхности спутника.

Подобные тоннели могут послужить для колонизации, благодаря защите от солнечной радиации и замкнутости пространства, в котором проще поддерживать условия жизнеобеспечения.

Похожие отверстия имеются и на Марсе.

Происхождение луны

До того, как учёные получили образцы лунного грунта, они ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна. Существовало три принципиально разных теории:

Луна и Земля сформировались в одно и то же время из газо-пылевого облака;
Луна образовалась в результате столкновения Земли с другим объектом;
Луна сформировалась в другом месте и впоследствии была захвачена Землёй.

Однако новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, привела к созданию теории Гигантского столкновения: 4,57 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту.

Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Хотя у этой теории тоже есть недостатки, в настоящее время она считается основной.

По оценкам, основанным на содержании стабильного радиогенного изотопа вольфрама-182 (возникающего при распаде относительно короткоживущего гафния-182) в образцах лунного грунта, в 2005 году учёные-минералоги из Германии и Великобритании определили возраст лунных пород в 4 млрд 527 млн лет (±10 млн лет). Это самое точное на сегодняшний день значение.

Мы провели эксперимент: спросили у знакомых, знают ли они, сколько спутников у Земли. Из десяти человек только один решил уточнить: «Каких именно? Естественных или искусственных?». Остальные вспомнили, что у Земли есть спутник Луна, и они слышали о каких-то ещё. Чтобы развеять сомнения в этом вопросе, Прекрасный Мир решил рассказать, какие спутники есть у Земли и чем они отличаются.

Что такое спутник

Спутник - объект, который вращается вокруг другого объекта в космосе по определенной траектории. В зависимости от происхождения спутники бывают естественными и искусственными.

Луна - естественный спутник Земли

Есть 2 наиболее распространенные теории о том, как появляются естественные спутники

Луна - это единственный естественный спутник Земли. Сейчас этот факт общепризнан, но в 19-м и первой половине 20-го веков астрономы постоянно предполагали наличие у Земли и других спутников.

Гипотетические естественные спутники Земли

Болид - яркий и заметный метеор

Фредерик Пти изучал болиды - достаточно яркие и заметные метеоры. По его вычислениям получалось, что некоторые болиды двигались по эллиптической орбите. Из-за этого он предположил, что эти болиды могут быть спутниками Земли. Научное сообщество с его теорией не согласилось и указало Пти на ошибки в вычислениях: например, он не учитывал сопротивление воздуха и не брал в расчет погрешности в исходных данных.

Письмо Георга Вальтемата в журнал «Сайенс» (Sience) в котором он сообщает, что открыл второй спутник Земли.

Георг Вальтемат предположил, что у Земли есть 3 маленьких спутника. Он считал, что спутники в разное время наблюдали многие ученые, но приняли их за пятна на солнце. Вальтемат заявил, что, в основном, спутники не видно, потому что они отражают мало света. Тем не менее, он вычислил, когда спутник пройдет по диску Солнца и будет заметен. Ученые Уинклер (Йена, Германия) и Иво фон Бенко (Пула, Австрия) проверили его заявление, но в назначенное время спутника не увидели. Появлялись и другие заявления о наблюдении спутников Земли. Такие заявление делали астролог Горнольд, астроном-любитель Шпиль, ученый Джон Багби. Ни одно из таких заявлений не подтвердилось.

Квазиспутники

Круитни - это квазиспутник, он не является естественным спутником Земли.

В 21 веке ученые обнаружили небесные тела, которые были похожи на спутники. Эти тела назвали квазиспутниками. В отличие от Луны, квазиспутники обращаются вокруг Солнца и находятся от него примерно на том же расстоянии, что и Земля. Их орбиты нестабильны, и они периодически приближаются к Земле. В научно-популярной литературе квазиспутники называют «вторыми лунами» или «вторыми спутниками». Это упрощенное название, но из-за него порой возникает путаница: одно время в интернете появлялись статьи об обнаружении второго естественного спутника у Земли - Круитни. На самом деле, Круитни - это квазиспутник.

Искусственные спутники ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система, российская разработка

Искусственный спутник Земли - это космический летательный аппарат, который вращается вокруг планеты по эллиптической орбите. Обычно под этим названием понимают беспилотные аппараты. Спутников в космосе много: спутники связи, разведывательные и навигационные спутники, метеорологические, астрономические и другие исследовательские спутники.

Что посмотреть интересное о космосе

О космосе сейчас много материалов, которыми можно просто восторгаться, даже если вы ничего не понимаете в этой области. Если нравится космос, то Прекрасный Мир рекомендует посмотреть:

Гугл Луна. Можно рассмотреть поверхность Луны и найти, куда прилунялись экспедиции: https://www.google.com/intl/ru/moon/

Галерея Наса. Особенно крутой раздел с фото дня: https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/iotd.html

Инстаграм Наса. Здесь публикуют короткие видео с запуском ракет, потрясающие фото и видео из космоса: https://www.instagram.com/nasa/

Инстаграм Роскосмоса. Здесь тоже фото и видео из космоса, особенно много прекрасных фотографий Земли: https://www.instagram.com/roscosmosofficial/

Телестудия Роскосмоса. Новости, научно-популярные программы и видеоролики на русском: http://www.tvroscosmos.ru/

P.S. Статья является научно-популярной и предназначена для новичков. Поэтому мы написали ее простым языком, упуская сложную терминологию.

С пожеланиями запоминающихся лунных ночей,

Анастасия Горбунова.

Статья написана для Прекрасного Мира.

| 10. Спутники малых планет >>

9. Спутники Земли

В последнее время обсуждается вопрос о том, сколько же спутников имеет Земля. Наша соседка Луна является единственным естественным спутником нашей планеты. Искусственных спутников Земли огромное множество. Однако в начале 2002 г. был обнаружен объект на хаотической орбите вокруг Земли. Вычисления показали, что он был захвачен с гелиоцентрической орбиты. Проходя вблизи точки Лагранжа L1 системы Солнце-Земля, он перешел на геоцентрическую орбиту, сделал 6 оборотов вокруг Земли и ушел обратно на гелиоцентрическую траекторию. В течение почти полутора лет он был спутником Земли. Однако согласно законам небесной механики такой захват может быть только временным, нужны какие-либо диссипативные силы, чтобы сделать траекторию спутниковой. Перед астрономами встал вопрос, давно ли объект находится на гелиоцентрической орбите. Время выхода этого объекта на гелиоцентрическую орбиту привело астрономов к выводу, что это часть ракеты «Сатурн», применявшейся при запуске «Апполона 12», выведенного на орбиту к Луне в 1969 г., то есть объект оказался искусственного происхождения. Через 30 лет такой захват может повториться.

В 2002 г. был открыт астероид, который назвали компаньоном Земли. Он движется по так называемой хомутообразной орбите по отношению к неподвижной Земле. Такое движение было открыто в 1911 г. Брауном, и уже был известен компаньон Земли, под названием (3753) «Круинья» размером 3-6 км. Он движется то приближаясь к Земле, то удаляясь, но избегая столкновения с нашей планетой, находясь в резонансе 1:1 с Землей. Период обращения вокруг Солнца равен примерно одному году, как и у Земли.

Хомутообразные орбиты называются так по их форме в относительной системе координат, которая вращается вместе с сопутствующей планетой. И троянские, и хомутообразные орбиты являются резонансными в соотношении 1:1 к сопровождающей планете, однако, хомутообразная орбита охватывает также точку либрации L3, как и точки L4 и L5.

Хотя астероид Круинья имеет большую полуось, близкую к земной, но другие характеристики орбиты сильно отличаются от земной орбиты и поэтому назвать его коорбитальным, то есть движущимся на той же орбите, что и Земля, затруднительно. Его орбита имеет значительный эксцентриситет и наклон к плоскости эклиптики. Кроме того, орбита этого астероида пересекает орбиты Венеры и Марса.

Такое же хомутообразное поведение показывает астероид 2002 АА29. Однако в отличие от Круиньи он является коорбитальным с Землей, то есть его орбита близка к земной. В январе 2003 г. он подошел на самое близкое расстояние к Земле, равное 12 расстояниям до Луны. Затем он начнет опережать Землю в своем движении вокруг Солнца и приблизится к Земле уже с другой стороны орбиты в 2098 г. Каждые 95 лет происходит его сближение с Землей. Интересной особенностью его движения является то, что примерно через 600 лет он перейдет на другую орбиту и станет квазиспутником Земли. Сейчас Земля имеет один спутник, но в течение примерно 50 лет этот маленький астероид будет двигаться вблизи Земли как ее спутник. В действительности и Земля, и астероид движутся вокруг Солнца в резонансе 1:1, то есть обращаются вокруг Солнца за один год. Существование таких орбит, близких к земным, очень важно для целей космонавтики. При сближении с Землей на астероид может быть послан космический аппарат, который принесет нам интересные сведения о малых телах и о ближайшей к нам области космического пространства.