Альбедо луны


Каждый из нас хоть раз в жизни смотрел на звездное небо и любовался светом Луны, ее завораживающим сиянием. Но почему Луна светится, несмотря на то, что она не является звездой?

Почему Луна светится?

Весь секрет заключается в том, что Луна отражает свет Солнца, поэтому создается впечатление, что она светится. Лунный грунт обладает высокими светоотражающими свойствами из-за того, что на половину состоит из стеклянных фракций.

Отражаемый свет


Все космические объекты обладают характеристикой альбедо – характеристикой диффузной отражательной способности. Она позволяет нам понять насколько хорошо объекты могут отражать свет. В нашем случае стекло имеет высокое альбедо, т.е. хорошо отражает свет, а земля – низкое альбедо, т.е. происходит слабое отражение от ее поверхности.

Так, Луна имеет низкое альбедо, т.к. ее поверхность имеет множество искривлений, а грунт нашего спутника темно-серого цвета. Из-за этого от Луны отражается только лишь 12% солнечного света. Однако и этого количества отраженных лучей хватает, чтобы в ночи озарять нашу Землю восхитительным светом.

Иногда, Луну можно увидеть и в дневное время. Происходит это во время полнолуний.

Во время максимального приближения Луны к Земле свечение становится на 20% сильнее. Такой феномен называется суперлунием. В обычные ночи освещенность от отражаемого Луной света равняется 0,1 Люкс, в то время, как при суперлунии освещенность может увеличиться втрое.

Эффект Зелигера


Согласно другой теории, свечение Луны объясняется эффектом Зелигера. Этот эффект можно увидеть, если в ночное время посветить фонариком на какой-либо объект. В лучах фонаря объект будет выглядеть светлее, чем днем. То же самое происходит и с Луной: когда Солнце освещает Луну, поверхность спутника кажется светлее, чем она есть на самом деле.

Цвет отраженного от Луны света

Мы узнали, почему светится Луна. Теперь необходимо понять, почему отраженный от нее свет мы видим разного цвета: мы видим либо серебристый, либо голубоватый оттенок. Все дело заключается в эффекте Пуркинье – явлении изменения восприятия человеком цвета при понижении освещенности объекта.

Иногда Луна становится красного цвета. Происходит это в период затмения. Происходит это из-за того, что на Луну падает непрямой солнечный свет, рассеянный в атмосфере.

Фазы Луны

Все мы замечали, что изо дня в день Луна светит не равномерно, а иногда ее и вовсе не видно. Это связано с изменением фаз Луны, которые меняются из-за вращения Луны вокруг нашей планеты, и из-за вращения Земли вокруг Солнца.
зависимости от фаз, Луна освещается по-разному. Иногда половина поверхности Луны обращена к Солнцу, а другая находится в тени. Когда Земля оказывается между Луной и Солнцем мы наблюдаем в небе полнолуние. Когда Луна оказывается между Землей и Солнцем, освещенная поверхность нашего спутника оказывается нам не видна. Эта фаза называется новолунием. До и после новолуния мы видим в небе серп.

Источник: zen.yandex.ru

Всем привет. Меня зовут Трофимов Максим. В этой статье я расскажу о понятии «Альбедо» и его значении в создании реалистичной визуализации. Начнём с теории. Вот его определение из физической энциклопедии:

АЛЬБЕДО (от позднелат. albedo — белизна) — величина, характеризующая рассеивающую или отражательную способность поверхностей или космических тел. Используется в атм. оптике и астрофизике. В широком смысле А.- отношение потока отражённого (рассеянного) излучения к потоку падающего излучения. В теории переноса (рассеяния) излучения используется также понятие единичного А., т. е. отношение числа рассеянных во все стороны фотонов к числу падающих фотонов.


В чём вообще смысл всего этого? Дело в основном в расчёте ГИ. Я использую термин ГИ как обобщённое название алгоритмов глобального освещения, имитирующих диффузное рассеивание. Ситуация следующая. Чем меньше это альбедо, для нас это яркость диффузного цвета в материале, тем быстрее свет будет затухать при каждом следующем отскоке от этой поверхности. А это будет влиять на реалистичность сцены в целом. Приведу пример на простых предметах.

Возьмём теннисный стол, ракетку и мячик. Кинем мячик на стол и станем накрывать его ракеткой. В обычной ситуации мячик, отражаясь от твёрдых поверхностей, сделает десятки отражений, находясь достаточно долго в движении. А если на стол положить поролон и ракетку обклеить им же, мячик сделает от силы несколько отскоков. Вот приблизительно так же ведёт себя свет при попадании на диффузные поверхности.

Т.е., согласно понятию альбедо, получается, что для получения более реалистичного результата максимально белая диффузная поверхность в материале рендера не должна превышать значение 96% белого, это следует из приведённой далее таблицы. Конечно, искусству законы не указ, но меня здесь интересует чисто техническая сторона вопроса.


Я не раз замечал, что в настройках рендера скачанных сцен для врея значение мультиплая вторички ГИ ставят около 0,75. Возможно, это как раз попытка решить проблему излишнего переотражённого света ввиду того, что все материалы созданы из расчёта, что белый имеет 100% альбедо. Но, в таком случае, необходимо ещё уменьшить и первичный отскок ГИ на то же значение, на которое уменьшен отскок вторичного ГИ. Чтобы первый отскок ГИ затухал так же, как и все последующие. Такой подход весьма прост, но не очень корректен, т. к. альбедо материалов останется прежними для зеркальных и глосси отражений. Что будет влиять на реалистичность.

В рендере Mental ray есть похожие инструменты для уменьшения интенсивности последующих отражений в алгоритме Final Gather. Это параметр – «Weight» (вес). Находится он в настройках Final Gather. Работает он именно уменьшая интенсивность каждого следующего отскока, умножая текущую интенсивность на значение веса, а не уменьшая интенсивность всей просчитанной карты ФГ. Врей работает схожим образом. Я проверил это следующим образом. Сначала считалась простенькая тестовая сцена, с диффузным цветом равным единице (100% белый) и уменьшенными, равнозначными, значениями мультиплая ГИ для первичного и вторичного отскока. В ментале соответственно — мультиплай ФГ и вес. Обзовём эти значения переменной «X». Далее считалась картинка со значением диффузии равным «Х» и единичными значениями мультиплаев ГИ. Результаты схожие, что и позволяет говорить о параметрах мультиплая ГИ в врее и мультиплая и весе в ментале как о параметрах, работающих для каждого отскока ГИ. Тест провёл с разными значениями «Х».


К сожалению, в ментале нет подобного регулятора для фотонов. Мультиплай в настройках фотонов уменьшает интенсивность всей просчитанной карты фотонов. Т.е. остаётся использовать только ФГ с переотражениями. А это, зачастую, намного дольше при расчёте замкнутых сцен с кол-вом диффузных переотражений больше 2-х. К сведению, при просчёте сцены связкой фотоны + ФГ параметр «Weight» игнорируется так же, как и «Diffuse bounces», т. к. это параметры вторичных переотражений, реализацией которых займётся включённая опция фотонов.

Исходя из всего вышеизложенного, самым правильным будет редактировать материалы, выставляя значение «Diffuse Level» равным значению нужного нам альбедо. Можно менять просто интенсивность цвета, но при использовании текстур, а тем более многокомпонентных карт, проще менять Diffuse Level. Это, конечно, не очень удобно, т. к. придётся лопатить все материалы, но взамен мы получаем настройку не зависимую от алгоритма ГИ и корректную визуализацию отражающих (зеркальных) поверхностей.

Теперь испытаем нашу методику на тестовой сцене. Я буду использовать ментал рей, фотоны + ФГ.

Итак, поехали.

3d max 2011, mental ray, гамма 2,2. Материал Arch&Design.


всех материалах Diffuse = 1(Альбедо = 1).Я специально сделал пол красным, т. к. нас ждёт сюрприз. Дело в том, что альбедо оказывает влияние на цветовой перенос, т.е. на так нашумевший «колор блидинг». Лучше не использовать чистый цвет, т.е. имеющий 100% насыщенность, т. к. в природе таких материалов не бывает, и это повлияет на реальность визуализации. Даже минимальное уменьшение насыщенности позволит этому цвету смешиваться с другими, что отражает реальное положение дел. Я уменьшил насыщенность красного на минимально значение, с 1 до 0,992. Следующие примеры покажут, как альбедо влияет на цветовой перенос.

Для начала рендер только с источниками, без ГИ, для понимания интенсивности начального света. В окнах — Sky Portal, за окном — Daylight (mr Sun, mr Sky).

Альбедо луны

Включаем ГИ.

3 млн. фотонов. Merge1 см. Радиус 15см. Fast Look Up – вкл. Очень рекомендую использовать мердж для фотонов и Fast Look Up для ускорения расчёта ФГ и экономии памяти. Т. к. мердж уменьшает кол-во фотонов, заменяя все фотоны в радиусе мерджа на 1 фотон с усреднённым значением. Как следствие, вся фотонная карта уменьшается в объёме информации, и поэтому ФГ производит поиск нужных значений в ней в разы быстрее. FG = Density 1, Ray 500. В материалах включён AO с галкой колор блидинга, дистанция 30 см. Цвет Shadow Color чёрный, это полный колор блидинг, без AO. Считаем.


Альбедо луны

Мы наблюдаем типичную картину, с которой многие сталкивались. Картинке далеко до реальности именно из-за того, что выставлено слишком большое альбедо, которого вообще в природе не существует. Дело в том, что предметы, которые мы считаем белыми, на самом деле могут быть далеки от даже 90% белого. Понаблюдайте за поверхностью, про которую вы бы сказали, что она самая белая, а потом поднесите к ней лист белой офисной бумаги. Скорее всего, предмет окажется темнее бумаги. Я воспроизвёл этот тест и вот, что у меня получилось. Бумага уложена в 3 слоя, чтоб из-за просвечивающихся особенностей бумаги, стол на неё не влиял.

Альбедо луны

При фотографировании важно, чтоб в настройках фотоаппарата стояло как можно меньше корректирующих фильтров, которые могут повлиять на контраст изображения. В моём случае установлен линейный пресет, сделанный вручную и загруженный в зеркальный фотоаппарат. Т. к. заводские пресеты вызвали у меня подозрение в нелинейности из-за отсутствия отображения кривой контраста.

Как видно, все предметы, которые по отдельности мне казались очень белыми, в сравнении с бумагой кажутся серыми. А ведь у такой бумаги альбедо около 0,6-0,7(в других источниках до 0,8). И стандартный потолок, которому мы обычно ставим альбедо около 0,9, в большинстве случаев тянет всего на 0,6.
зможно, появится справедливый вопрос, ведь это уже не белые поверхности, а серые. Но в природе нет понятия белый и серый, а есть способность поверхности отразить больше или меньше света. Поэтому даже серый предмет, находясь в очень тёмно серой комнате, не имеющей других поверхностей с альбедо, превышающим альбедо серого предмета и не имеющей знакомых цветовых ориентиров, типа кожи наших рук, будет казаться белым. Причиной этому будет являться наша способность адаптироваться к освещению. И поэтому, скормив физически корректному визуализатору поверхности с реальными альбедо, нужно также выполнить адаптацию яркости сцены для удобного зрительного восприятия. Другими словами — выставить экспозицию. Можно увеличивать интенсивность освещения, но в 3д максе есть удобная опция для регулирования экспозиции – Exposure Control.

Казалось бы, простая вещь, но далее мы увидим, как меняется освещение по мере уменьшения альбедо. Ниже находится таблица со значениями альбедо некоторых материалов. В таблице указаны приблизительные значения, т. к. материалов с одноимённым названием может быть много. Например, гипс. Гипс бывает: строительный (гипсовый алебастр), формовочный (лепка, скульптура, моделирование), медицинский (более чистый) и прочие подвиды. Поэтому альбедо у них может отличаться. Таблица взята с сайта фототехнического сервера ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева».


Отражательная способность различных поверхностей
Поверхность Вид отражения Коэффициент отражения

Хромированная полированная поверхность

диффузное и направленно-рассеянное

Возьмём белый материал с текущим альбедо как самый яркий в сцене. Соответственно, будем уменьшать альбедо красного пола на это же значение, чтобы сохранить пропорции цвета и света поверхностей. По мере уменьшения альбедо изображения будут темнеть. Но, чтобы они оставались в равной экспозиции, я буду высветлять их в Exposure Control и в фотошопе.

Альбедо = 0,85 (по таблице белая гипсовая поверхность). Мне казалось, мой лев на фотографии из гипса, но сами видите, насколько он темнее бумаги. Поэтому в таблице приведён какой-то ну очень белый гипс. Ставим в материале Diffuse Level = 0,85. Тюль просвечивается, поэтому цвет транслюценции тоже нужно уменьшать пропорционально цвету диффузии, т. к. просвечивает она собственную диффузию. Настройки тюли: Прозрачность = 0,5. Цвет = falloff (настройки по умолчанию). Транслюценция = 0,5 (просвечивает 50%) и цвет = 0,85. Далее этот цвет тоже будем уменьшать.

Альбедо луны

Альбедо = 0,6.

Альбедо луны

Альбедо = 0,42 (оштукатуренная поверхность).

Альбедо луны

Обратите внимание, как уменьшился цветовой перенос, да и свет стал похож на реальный.

Альбедо = 0,2.

Альбедо луны

Меньше ставить я не буду, т. к., думаю, смысл происходящего понятен.

В связи с уменьшением интенсивности диффузии, нужно пересмотреть настройки силы отражений – «Reflection» в материалах. Их, скорее всего, нужно сделать меньше, если вы настраивали их на глазок, основываясь на интенсивности диффузии. Это повлияет на скорость затухания зеркальных и глосси переотражений, что добавит реализма.

Итак, как же теперь настраивать сцену, исходя из вышеперечисленной информации. Я предлагаю свой способ, возможно, кто-то найдёт лучше. Найдите в своей сцене самый белый объект, прикиньте какое у него альбедо, а лучше найдите подобный материал в реальном мире, и сравните его с листом белой офисной бумаги, альбедо которого примерно 0,7. Далее, выставите это значение альбедо в материале, в Diffuse Level, для своего белого объекта, например, 0,5. Затем, чтобы упростить настройку и видеть все материалы в редакторе в привычной экспозиции, мы изменим интенсивность света в настройках материал эдитора до 2-х. Чтобы материал с нашим максимальным альбедо стал 100% белый. Для других значений альбедо работает простая формула: 1 / «альбедо» = «интенсивность света». Обратите внимание, что материал эдитор не сохраняет изменённое значение интенсивности света для конкретной сцены, а использует его для всех сцен. Далее выставляйте значение максимального альбедо (0,5) в Diffuse Level во всех материалах, которые вы будете редактировать. Затем, по мере визуализации изображения отрегулируйте её экспозицию.

Таким образом, во времена физически корректных визуализаторов, на роль которых в той или иной степени претендуют практически все современные рендеры, необходимо учитывать такое важное звено в цепи создания реалистичного изображения, как альбедо. Я здесь не буду рассматривать шейдеры SSS и другие, но, думаю, что они будут работать по схожему принципу.

На этом у меня всё. Спасибо за внимание.

Блог автора: trofimm.blogspot.com

Источник: render.ru

Даже невооруженным глазом на Луны видны неправильные темноватые протяженные пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 году Галилео Галилей (Galileo Galilei), позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны.

Выяснилось, что моря – это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры).

По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты издал в 1647 году Ян Гевелий (нем. Johannes Hevel, польск. Jan Heweliusz,) в г. Данциге (современный – Гданьск, Польша). Сохранив термин «моря», он присвоил названия также и главнейшим лунным хребтам – по аналогичным земным образованиям: Апеннины, Кавказ, Альпы.

Джованни Риччоли (Giovanni Batista Riccioli) из г. Феррары (Италия) в 1651 году дал обширным темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее, меньшие примыкающие к морям темные области он назвал заливами, например, Залив Радуги, а небольшие неправильные пятна – болотами, например Болото Гнили. Отдельные горы, главным образом кольцеобразные, он назвал именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие.

Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена Константина Эдуардовича Циолковского, Сергея Павловича Королева, Юрия Алексеевича Гагарина и других. Подробные и точные карты Луны были составлены по телескопическим наблюдениям в 19 веке немецкими астрономами Иоганном Медлером (Johann Heinrich Madler), Иоганном Шмидтом (Johann Schmidt) и другими.

Карты составлялись в ортографической проекции для средней фазы либрации, т. е. примерно такими, какой Луна видна с Земли.

В конце 19 века начались фотографические наблюдения Луны. В 1896?1910 большой атлас Луны был издан французскими астрономами Морисом Леви (Morris Loewy) и Пьером Пьюзе (Pierre Henri Puiseux) по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории; позже фотографический альбом Луны был издан Ликской обсерваторией в США, а в середине 20 века голландский астроном Джерард Койпер (Gerard Copier) составил несколько детальных атласов фотографий Луны, полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий. С помощью современных телескопов на Луны можно заметить кратеры размером около 0,7 килметров и трещины шириной в первые сотни метров.

Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми «лучами». При этом молодые кратеры перекрывают более древние. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность лунных морей, а в других – горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонические разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованиями. Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках.

Ученым удалось установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла в «доморской» период, т.е. 3-4 миллиарда лет назад.

В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после ее образования недра были разогреты радиоактивным теплом и в значительной мере расплавлены, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и некоторое количество вулканических кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и другое. Вместе с этим на поверхность Луны на ранних этапах выпадало огромное количество метеоритов и астероидов – остатков протопланетного облака, при взрывах которых возникали кратеры – от микроскопических лунок до кольцевых структур диаметром от нескольких десятков метров до сотен км. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась до наших дней.

Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Луна израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Луны. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Николаем Александровичем Козыревым.

Основными лунными породами являются морские базальты, богатые железом и титаном; материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором; алюминиевые материковые базальты – возможный результат ударного плавления; магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты. Реголит (лунный грунт) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород.

Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны.

Происхождение Луны: самые популярные версии

Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Наиболее разработаны три разные гипотезы.

В конце 19 века Джордж Дарвин(George Howard Darwin) выдвинул гипотезу, согласно которой Луна и Земля первоначально составляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере ее остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась на две части: большую – Землю и меньшую – Луна. Эта гипотеза объясняет малую плотность Луны, образованной из внешних слоев первоначальной массы. Однако она встречает серьезные возражения с точки зрения механизма подобного процесса; кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимические различия.

Гипотеза захвата, разработанная немецким ученым Карлом Вейцзеккером (Carl Friedrich von Weizsacker;), шведским ученым Ханнесом Альфвеном (Hannes Alfven) и американским ученым Гарольдом Юрии (Harold Clayton Urey), предполагает, что Луна первоначально была малой планетой, которая при прохождении вблизи Земли в результате воздействия тяготения последней превратилась в спутник Земли.

Источник: ria.ru

Луны

 

альбедо

Среднее альбедо видимой стороны (см. здесь) Луны равно 0,073. В зонах лунных морей (см. здесь) оно меньше, а материков (см. здесь) — больше, но в целом лунная поверхность (см. здесь) отражает чуть больше семи процентов света, и трудно себе представить, что серебристый на земном небе диск Луны на самом деле практически черный. Однако это кажущееся противоречие разрешается, если вспомнить, что Луна отражает мощнейший поток солнечного излучения и даже 0,073 его часть достаточно велика.

 

атмосфера

Атмосфера у Луны практически отсутствует. Однако на освещенной Солнцем стороне Луны, вблизи ее поверхности (см. здесь), зарегистрирован слабый слой газа. Он примерно в десять миллионов раз более разрежен, чем земная атмосфера. В составе этого газа присутствуют атомы, внедренные в реголит солнечным ветром: Н, Не, О, Ne, Ar, а также освобождаемые из лунной поверхности при взрывных ударах метеороидов и при бомбардировке реголита космическими лучами. В ночные часы концентрация газа снижается еще в десять тысяч раз из-за вымораживания подавляющей его части в реголите.

 

видимая сторона

Луна обращена к Земле всегда одним и тем же полушарием, которое называется ее видимой стороной. Это обусловлено тем, что периоды обращения Луны вокруг Земли и вращения вокруг ее собственной оси совпадают. См. также — обратная сторона — здесь.

 

затмения

См. Затмения Луны.

 

кратеры (от греч. krathraV — krateras — чаша для вина)

Кратерами называются кольцевые горы или валы, иногда с небольшой горкой в центре. Они обладают диаметрами от нескольких метров до 235 километров, который имеет кратер Гримальди. Высота кольцевых гор крупных кратеров колеблется от 300 до 7000 метров. Однако соотношение диаметров многих кратеров и высот их кольцевых валов таково, что наблюдатель, находящийся в центре кратера, не увидит этих окружающих его возвышенностей из-за того, что они скрыты за лунным горизонтом.

Мелкие кратеры образовались под действием бомбардировки метеороидами, крупные — под действием бомбардировки более крупными телами: астероидами или кометными ядрами и последующих вулканических процессов.

Относительно молодые кратеры подверглись меньшему разрушению и лучше сохранили первоначальную форму. От некоторых из них радиально расходятся хорошо видимые в полнолуние светлые лучи.

Всего на поверхности Луны насчитывается более трехсот тысяч кратеров с размерами больше километра.

 

либрация (от лат. libratio — качание)

Либрацией называются наблюдаемые с Земли небольшие покачивания Луны при ее движении по орбите. Они обусловлены геометрическими и динамическими причинами. Геометрические причины состоят в том, что вследствие эллиптичности своей орбиты (см. Орбита, эллиптическая) Луна, согласно второму закону Кеплера, обращается вокруг Земли с разной скоростью на различных ее участках. Поэтому из-за постоянной скорости вращения Луны вокруг собственной оси земной наблюдатель имеет возможность видеть то с востока, то с запада, часть невидимого с Земли при других условиях полушария. Из-за наклона оси суточного (см. Сутки) вращения Луны к плоскости ее орбиты появляется возможность “заглянуть” на ее противоположное полушарие также с севера и юга. Кроме того, Луна действительно испытывает и физические колебания, вызванные динамическими причинами. Все это позволяет наблюдать с Земли 0,6 лунной поверхности, а не 0,5, как было бы при отсутствии либрации.

 

масконы (от англ. mass concentration — концентрация масс)

Масконами называются находящиеся в составе литосферы Луны вблизи ее поверхности образования, вызывающие гравитационные (см. Поле физическое, гравитационное) аномалии. Они были обнаружены и локализованы по возмущениям в движениях искусственных спутников Луны. Чаще всего масконы расположены под лунными морями (см. здесь), имеющими округлую форму.

Их происхождение связывают с ударами крупных космических тел, в результате которых в лунной коре создавались гигантские, многокилометровой глубины выемки. Далее вступали в действие геологические процессы. Находящаяся ниже более плотная, чем кора, расплавленная мантия выдавливала вверх дно образовавшейся от удара геологической депрессии — выемки, образуя под ней линзу — выпуклость, состоящую из вещества поднявшейся мантии. Некоторая часть вещества мантии прорывалась в виде лавы на поверхность и заполняла оставшуюся часть этой депрессии. Таким образом, в некоторых местах лунной коры образовались районы, где ее плотность оказалась большей, чем в других областях.

Весьма вероятно, что масконы существуют на Марсе и Меркурии.

 

материки

Материками называются светлые участки поверхности Луны. Их возраст – около 4,5 миллиардов лет. Они покрыты кратерами и горными системами с высотами, достигающими 7–8 километров. Материки образованы древнейшими лунными породами, на их поверхности нет следов изверженных пород и поэтому они сохранили все следы воздействий космических факторов: метеороидов, пыли, солнечного ветра, космических лучей.

 

моря

Морями называются темные и ровные участки поверхности, почти не имеющие крупных кратеров (см. здесь). Естественно, при существующих на поверхности Луны физических условиях они не могут содержать ни капли жидкой воды. Эти участки образованы излившимися когда-то из недр Луны расплавленными горными породами — базальтами, скрывшими образованные ранее кратеры. Средний возраст морей – не более 3,5 миллиардов лет. Толщина этого базальтового слоя в разных местах колеблется от сотен метров до нескольких километров. В некоторых случаях кратеры не полностью скрыты лавой. Иногда же, находясь под ее слоем, кратеры проявляют себя при оседании покрывающих их молодых базальтов характерным их растрескиванием, повторяющим форму погребенных геологических структур. Такие образования называют реликтовыми кратерами.

На видимой стороне (см. здесь) Луны моря занимают около 1/3 площади поверхности, на обратной стороне (см. здесь) – всего несколько процентов. Причиной этому является то, что центр массы Луны не совпадает с ее геометрическим центром, а сдвинут в сторону той ее стороны, которая теперь всегда обращена к Земле. В прошлом скорость вращения Луны вокруг собственной оси была больше, но с течением времени она уменьшилась, и периоды ее вращения вокруг оси и обращения вокруг Земли уравнялись. Значительную роль в этом сыграла несимметричность расположения центра массы Луны. При этом видимая ныне с Земли сторона Луны подверглась большим приливным воздействиям (см. Приливы и отливы), т.е. на этой стороне чаще происходили прорывы расплавленных базальтов на поверхность.

 

обратная сторона

Обратной стороной Луны называется невидимое с Земли ее полушарие. Это обусловлено тем, что периоды обращения Луны вокруг Земли и вращения вокруг собственной оси совпадают. Поэтому одно полушарие Луны всегда повернуто от Земли. См. также — видимая сторона — здесь.

 

пепельный свет

Пепельным светом называют видимое с Земли слабое свечение неосвещенной Солнцем части Луны. Его природа связана с тем, что, подобно Луне на земном небе, Земля освещает ночную лунную поверхность.

С поверхности Луны видимая площадь земного диска в 13,5 раз больше лунного на земном небе, а альбедо Земли за счет ее светлого облачного слоя в 5,8 раза больше, чем у Луны. Поэтому Земля в “полноземелии” освещает лунную поверхность в 78,3 раза сильнее, чем Луна в “полнолунии” — земную. В связи с этим на земном небе нередко можно наблюдать, как тонкий серп освещенной поверхности Луны как бы обрамляет с одной стороны серую, подсвеченную ее ночную часть.

Наземные наблюдения пепельного света позволяют определить изменения альбедо Земли в дополнение к измерениям с помощью искусственных спутников. Эти изменения влияют на климат нашей планеты, т.к. при этом изменяется доля солнечной энергии, поглощенная атмосферой, океанами и материками, а, значит, меняется их температура. Долговременные наблюдения пепельного света свидетельствуют о том, что за последние пять лет альбедо Земли снизилось на 2,5%, т.е. глобальное потепление климата Земли действительно происходит.

 

поверхность

Каменистая поверхность Луны покрыта слоем реголита и испещрена кратерами (см. здесь). Толщина лунного реголита достигает 4-5 м в районах лунных морей (см. здесь) и 10-20 м на материках (см. здесь). На различных своих участках поверхность обладает различными особенностями, но не имеет никаких признаков воздействия воды или ветра. В верхнем слое поверхности присутствуют атомы и молекулы, входящие в состав солнечного ветра и газов, выделяющихся при ударах метеороидов и бомбардировке космическими лучами. В последнее время в полярных районах, где температура никогда не превышает минус 2200 С, из-за того, что здесь Солнце никогда не поднимается высоко над местным горизонтом, обнаружено заметное количество водяного льда. Общее его количество оценивается в несколько миллиардов тонн.

 

происхождение

Существует четыре основные гипотезы о происхождении Луны.

Согласно гипотезе “отторжения” Луна выделилась из мантии Земли. Гипотеза “совместного происхождения” предполагает одновременное образование из протопланетного вещества Луны и Земли как двойной планеты. Существует гипотеза “захвата”, согласно которой Луна образовалась в другом месте Солнечной системы и была захвачена Землей. Наконец, происхождение Луны связывают с возможностью “слияния” в единое целое вращавшегося вокруг Земли кольца протопланетного вещества.

В последнее время наиболее популярной становится гипотеза, вобравшая в себя некоторые идеи уже перечисленных предположений. Она состоит в том, что в ранний период существования Земли произошло ее столкновение с космическим телом, обладающим массой не меньшей, чем у Марса. В это время в расплавленном теле Земли в основном уже закончилось разделение на тяжелые и легкие фракции. Поэтому фракции, содержащие железо и сопутствующие ему вещества: золото, платина и др., погрузились в глубину. Результатом столкновения, кроме прочего, стал выброс огромного количества вещества легких фракций в околоземное пространство. Через некоторое время из этого материала и сформировалась Луна. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что в исследованных образцах лунных пород достаточно мало, примерно в три раза меньше, чем на Земле или Венере, железа и сопутствующих ему веществ. Эта гипотеза получает все новые и новые дополнительные подтверждения. В частности, в ее пользу говорят параметры лунного ядра (см. здесь).

 

условия видимости на небе

Луна — второе по яркости после Солнца светило на небе. Невооруженным глазом (см. Приемник излучения, глаз) на лунном диске хорошо различаются темные моря (см. здесь) и светлые материки (см. здесь). Применение небольшого телескопа позволяет наблюдать прекрасную рельефную картину лунной поверхности с крупными кратерами (см. здесь). Луна перемещается по небу со средней скоростью 120,8 в сутки, что позволяет наблюдать в телескоп процесс покрытия ею звезд или других объектов. Измерения точного времени наступления таких событий уже перестали быть актуальными для коррекции теории ее движения, однако иногда используются астрофизиками для исследований фотометрического разреза тех или иных астрофизических объектов при постепенном закрытии их Луной.

 

фазы (от греч. fash — fase — стадия, этап, фаза)

Фазой Луны называется ее внешний вид, обусловленный условиями освещения солнечным светом ее видимой поверхности. См. также — Фазовый угол.

Из-за изменения положения Луны относительно Солнца при орбитальном движении вокруг Земли условия освещенности видимой стороны (см. здесь) Луны непрерывно меняются. Выделяют четыре частных случая фазы Луны. Часто именно они называются фазами Луны.

Новолуние наступает тогда, когда Луна обращена к Земле ночным полушарием и находится на небе вблизи Солнца. При некоторых условиях тень от Луны попадает на поверхность Земли, и в этом месте можно наблюдать затмение Солнца.

Первая четверть наступает тогда, когда Луна находится на 900 к востоку от Солнца и имеет вид полукруга, обращенного выпуклостью вправо, к Солнцу.

Полнолуние наступает тогда, когда Луна обращена к Земле освещенным полушарием. При некоторых условиях Луна может оказаться в тени Земли, и произойдет затмение Луны.

Последняя четверть наступает тогда, когда Луна находится на 900 к западу от Солнца и имеет вид полукруга, обращенного выпуклостью влево, к Солнцу.

Легко запомнить, как различать первую и последнюю фазы Луны. Если мысленно провести вертикальную линию вдоль ее терминатора и получится буква “Р” — “растущая Луна”, то Луна — в первой четверти; если вид Луны напоминает букву “С” — “стареющая Луна”, то Луна — в последней четверти. Приведенные выше описания первой и последней четвертей соответствуют северному полушарию Земли. В южном полушарии, естественно, все будет наоборот, как будто мы наблюдаем эти картины, находясь в положении “вниз головой”. В экваториальных районах в первой четверти Луна движется за Солнцем, в последней четверти — перед Солнцем, и ее терминатор параллелен горизонту.

 

физические параметры

Масса: 0,0123 массы Земли, диаметр: 0,273 диаметров Земли, или 3473,4 км, плотность: 3,34 г/см3, ускорение свободного падения 1,62 м/с2, температура поверхности: в подсолнечной точке +1400 С, на ночной стороне от -1500 до -1700 С, периоды вращения вокруг собственной оси и обращения вокруг Земли совпадают и равны 27,32 суткам, среднее расстояние от Земли 384 000 км. Наклон плоскости лунной орбиты к земному экватору — 5,150.

 

ядро

Обнаружено очень небольшое — радиусом 300-450 километров — ядро. Его масса составляет всего 2-4% от общей массы Луны. Это обстоятельство проливает свет на ее происхождение (см. здесь).

 

 

 

 

 

Источник: www.iki.rssi.ru

Удивительные реальные факты

Кратер Аристарх имеет вид практически идеальной окружности диаметром около 40 км. Внешний вал очень четкий (что удивительно), высотой 1 030 м. Глубина кратера примерно 3,15 км. В центре расположен пик высотой до 830 м. Удивительным является факт прекрасного альбедо кратера, он отражает в 2 раза больше света чем обычный лунный грунт. Центральный пик обладает еще бОльшим альбедо. Яркость отражения настолько сильная, что кратер виден в небольшие телескопы, а люди с острым зрением могут рассмотреть его при полнолунии вообще без приспособлений. Объяснить альбедо ученые не в состоянии, предполагают, что дело в особенности материалов его поверхности.

Кратер Аристарх. Источник: сайт infuture.ru

До 1958 года считалось что Луна безжизненное тело. Но в 1958 году астроном Козырев из Пулковской обсерватории зафиксировал истекающие из кратера светящиеся газы, предположительно вулканического происхождения, что доказало наличие внутренней теплоты у естественного спутника нашей планеты.

В 1971 году над Аристархом пролетал "Аполлон-15". Американская экспедиция зафиксировала существенный поток альфа-частиц из кратера. Точного объяснения явлению нет, предполагается наличие радона-222.

Необъяснимое

В 1970 году над кратером 3 ночи подряд фиксировалось светящееся голубоватое пятно, которое держалось 10 секунд, потом на 10 секунд исчезало и снова становилось заметным. Ученые объяснить это не могут, а уфологи предписывают старту инопланетных кораблей. А некоторые и вообще сводят к промышленной деятельности селенитов.

Кратеры Аристарх и Геродот (справа). Источник ru.wikipedia.org

23 января 1880 года Этьен Троувелот наблюдал внутри Аристарха нечто вроде светящегося кабеля или стены. Видимо луниты что-то строили. В наше время подобные явления также наблюдаются, но их объясняют отражением света от земных спутников Луны пролетающих над Аристархом. Но в 1880 году земляне еще не умели запускать аппараты на Луну.

А на самом деле необъяснимых и загадочных явлений связанных с Аристархом гораздо больше.

Уважаемые читатели! Если вам вдруг понравилась публикация, то прошу ее лайкнуть и, по возможности, подписаться на канал и поделиться в соцсетях. Еще прошу в комментариях указывать тему, о тайнах которой Вам хотелось бы почитать.

Источник: zen.yandex.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.