Spis treści tego rozdziału:

- Wielkość Księżyca

- Odległość Księżyca od Ziemi

- Warunki na Księżycu

- Pył księżycowy – regolit

- Skały księżycowe

- Budowa Księżyca.

- Woda na Księżycu

- Widoczna i niewidoczna strona Księżyca

- Morza księżycowe

- Góry na Księżycu

- Kratery na Księżycu 

 

[Kolorowa, topograficzna, dokładna mapa Księżyca KLIK]

 

Księżyc to drugi co do jasności – oczywiście po Słońcu – obiekt na naszym niebie. Księżyc jest w zasadzie najsłabszym reflektorem w całym Układzie Słonecznym, jednak kontrast między ciemnym tłem a Księżycem sprawia, że srebrny glob postrzegany jest jako jasny obiekt. Księżyc jest widoczny na niebie tylko przez kilka godzin. Wyjątkiem są dni w okolicach pełni, wtedy Księżyc można podziwiać przez całą noc.

Pełnia nie jest najlepszym momentem na obserwacje Księżyca. Lepiej nadają się do tego inne fazy, ponieważ obserwując linię pomiędzy częścią oświetloną a nieoświetloną, można dostrzec wyraźniej rzeźbę terenu Księżyca, dzięki cieniom rzucanym przez obiekty znajdujące się na powierzchni.

Pozorny ruch Księżyca po sferze niebieskiej odbywa się z zachodu na wschód.

 

 

Nasz Księżyc (łac. Luna, gr. Selene) - jedyny naturalny satelita Ziemi to jeden z największych satelitów w Układzie Słonecznym; jest piątym co do wielkości księżycem w naszym Układzie. 

Średnica Księżyca wynosi 3475 km (jest więc większa niż średnica Plutona, która wynosi około 2300 km), jest to nieco więcej niż 1/4 średnicy Ziemi. Oznacza to, że objętość Księżyca wynosi około 1/50 objętości kuli ziemskiej. Natomiast masa Księżyca to 1/81 masy Ziemi.

 

 

Przeciętna odległość od środka Ziemi do środka Księżyca to 385 000 km, co stanowi mniej więcej trzydziestokrotność średnicy ziemskiej.

Księżyc może znajdować się od Ziemi w odległości od około 356 do około 406 tysięcy kilometrów.
 

Ażeby przebyć drogę z Ziemi do Księżyca światło potrzebuje 1,26 sekundy – patrz niżej.

 

 

 

Przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni Księżyca jest blisko 6 razy słabsze niż na Ziemi (mówiąc w wielkim uproszczeniu - człowiek na Księżycu waży około 6 razy mniej niż na Ziemi). Grawitacja Księżyca jest zjawiskiem dość niezwykłym – silniejsze obszary grawitacyjne (tzw. maskony) umiejscowione są wokół mórz. Możliwe, iż spowodowane jest to warstwami gęstej bazaltowej lawy wypełniającej zagłębienia mórz, czyli substancji o gęstości większej od otoczenia. Jednak występowanie tych grawitacyjnych anomalii nie jest do końca wyjaśnione, gdyż np. wielkie obszary wulkanizmu bazaltowego w Oceanus Procellarum nie wywołują jednak żadnych anomalii grawitacyjnych.

 

Na Księżycu prawie nie ma atmosfery - panuje tam prawie doskonała próżnia.

 

Księżyc nie posiada ogólnego pola magnetycznego, chociaż istnieją na nim lokalne pola magnetyczne powiązane z kraterami. Niektóre z powierzchniowych skał wykazują śladowe cechy magnetyczne, co wskazuje, że być może w swojej historii Księżyc takowe posiadał.

 

Bez atmosfery i pola magnetycznego powierzchnia Księżyca wystawiona jest bezpośrednio na działanie słonecznych wiatrów. W ciągu ponad 4 miliardów lat istnienia powierzchni Księżyca wiele jonów wodoru przyniesionych przez słoneczny wiatr, osadziło się w regolicie. Dlatego próbki regolitu przywiezione z księżycowych misji okazały się ważne w badaniach zjawiska słonecznego wiatru. Księżycowy wodór może także kiedyś będzie używany jako paliwo do rakiet kosmicznych. 

 

 

Większość powierzchni Księżyca pokryta jest warstwą silnie rozdrobnionego pyłu, zwanego regolitem. Jest to mieszanina bardzo drobnego pyłu, żwiru i kamiennego gruzu powstałego po uderzeniach meteorytów. Warstwa regolitu obecna na starszych powierzchniach jest generalnie grubsza niż ta na stosunkowo młodych obszarach. Morza księżycowe pokryte są warstwą 3-5 m regolitu, podczas gdy warstwa pokrywająca wyżyny osiąga od 10 do 20 m grubości.

Głębiej pod najmocniej rozdrobnionym regolitem znajduje się warstwa, do której odnosi się termin „megaregolit”. Pokrywa ta jest znacznie grubsza, sięga dziesiątki kilometrów pod powierzchnię Księżyca i obejmuje warstwę silnie skruszonej skały.

Szkodliwość pyłu księżycowego
(źródło poniższego tekstu:
https://www.livescience.com/62590-moon-dust-bad-lungs-brain.html)
Naukowcy z NASA zbadali, że kawałki pyłu księżycowego - szczególnie te najmniejsze, najostrzejsze cząsteczki - stanowią duże zagrożenie dla astronautów. Według ostatniego badania, którego wyniki opublikowane zostały w kwietniowym wydaniu czasopisma GeoHealth (z 2018 roku), pył księżycowy może być niebezpieczny na poziomie komórkowym. W kilku testach laboratoryjnych pojedyncza miarka pyłu księżyca okazała się wystarczająco toksyczna, by zabić do 90 procent płuc, jak też komórek mózgowych, narażonych na działanie pyłu.
Pył na Księżycu zachowuje się trochę inaczej niż pył na Ziemi. Przede wszystkim jest ostry, a ponadto, ponieważ na Księżycu nie ma wiatru, pył nigdy nie ulega zniszczeniu. Ziarna pyłu księżycowego - będące w dużej mierze produktem uderzeń mikrometeorytów - pozostają ostre i ścierne, i mogą z łatwością wtopić się w komórki płuc astronauty, jeśli będą wdychane zbyt głęboko.
Pył księżycowy może się unosić. Bez atmosfery, która chroniłaby Księżyc przed ciągłym bombardowaniem przez wiatry słoneczne i naładowane cząstki, gleba księżycowa może zostać naładowana elektrostatycznie (jak ubranie). Ładunki te mogą być tak silne, że cząstki gleby faktycznie lewitują ponad powierzchnią Księżyca. Stąd wystarczy, by księżycowy kurz przylgnął do zakamarków skafandra kosmicznego astronauty, i podążył za nim do pomieszczeń mieszkalnych. Te luźne cząsteczki mogą zatykać wrażliwy sprzęt, zamki błyskawiczne, zrujnować odzież i - jak odkrył amerykański astronauta Schmitt - sieją spustoszenie w ludzkim ciele, jeśli przypadkowo zostaną połknięte przez astronautów, podczas ściągania zakurzonego skafandra. Oczywiste jest, że unikanie wdychania pyłu księżycowego będzie ważne dla przyszłych kosmicznych odkrywców. NASA poważnie podchodzi do tego problemu i od dłuższego czasu opracowuje kilka metod ograniczania zapylenia.

 

Najogólniejszy podział skał księżycowych obejmuje skały
- tworzące morza; księżycowe morza zbudowane są wyłącznie z bazaltu,
- leżące na terenach wyżyn; skały „wyżynne” dzielą się na trzy główne kategorie: żelazowo-anortozytowe, magnezowe oraz alkaliczne.
 

Selenonauci przywieźli na Ziemię 382 kilogramy skał księżycowych, które były badane przez naukowców z kilkunastu krajów. Skały przywiezione przez astronautów z Księżyca liczą sobie 4,6-3 miliardów lat. Skały występujące na Ziemi rzadko mają ponad 3 miliardy lat.

 

Poniżej kolejno:
- skała bazaltowa typowa dla mórz księżycowych,
- skała Genesis - krystalicznie czysta skała z wyżyn księżycowych (przywieziona z misji Apollo 15),
- brekcja księżycowa utworzona wskutek uderzenia a następnie sprasowania i stopnienia kawałków skał z różnych miejsc.

 

 

Skorupa Księżyca ma przeciętną grubość 68 km, przy czym grubość ta waha się od 0 przy Mare Crisium – Morzu Przesileń do 107 km na północ od krateru Korolew po „ciemnej stronie” Księżyca. Skorupa Księżyca jest generalnie cieńsza od strony Ziemi. Księżycowa skorupa zawiera duże ilości skał anortozytowych, z pierwiastkowego punktu widzenia, składa się ona przede wszystkim z tlenu, krzemu, żelaza, wapnia oraz glinu.

Poniżej skorupy znajduje się warstwa zwana płaszczem. Bazalt księżycowy w płaszczu Księżyca zawiera pewne ilości tytanu (w postaci minerału ilmenitu).

Wewnątrz Księżyca jest niewielkie jądro (340 km średnicy, ok. 2% masy Księżyca), nie jest ono płynne – w przeciwieństwie do ziemskiego jądra. Również w przeciwieństwie do płaszcza Ziemi, warstwa ta jest w przypadku Księżyca jedynie częściowo roztopiona. Wewnętrzna część jądra składa się przede wszystkim z żelaza, w zewnętrznej płynnej części znajdują się w nim także małe ilości lekkich elementów takich jak siarka czy tlen.

Ciekawostką jest to, że centrum masy Księżyca znajduje się około 2 km od jego geometrycznego środka, w kierunku Ziemi.

 

 

Od dawna już wiadomo, że na Księżycu jest woda - i to w pokaźnych ilościach - choć oczywiście nie w postaci mórz czy oceanów. To raczej drobinki wody uwięzione w księżycowych skałach. Wodę na Księżycu odkryto w 2009 roku, kiedy to amerykańska sonda kosmiczna LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) uderzyła w powierzchnię Srebrnego Globu w okolicy bieguna południowego (krater Shackleton). W materiale, jaki wykruszył się podczas uderzenia, odkryto jej obecność.

 

Zamarznięta woda w postaci lodu ulokowana jest w głębokich kraterach okolic południowego i północnego bieguna Księżyca, w miejscach, które tkwią w permanentnym cieniu. Obecność wody może być bardzo korzystna dla przyszłych ekspedycji badawczych.

 

Księżyc nie posiada atmosfery i dlatego każda substancja na jego powierzchni narażona jest na działanie próżni. Zamrożona woda w takich warunkach powinna się rozpuścić i wyparować w kosmos, ponieważ atmosfera Księżyca nie przyciąga gazu na długo. Ponadto w ciągu miesiąca Księżyc jest oświetlany przez Słońce z każdej strony i wówczas panuje tam temperatura około 395 stopni. W takich warunkach każdy lód powinien stopnieć. W zasadzie lód na Księżycu mógłby przetrwać jedynie w miejscach cały czas zacienionych. Miejsca takie są właśnie w głębokich kraterach na biegunie południowym i północnym Księżyca. W kraterach tych temperatura nigdy nie przekracza minus 170 stopni Celsjusza. W takich warunkach woda może przetrwać miliardy lat.

Powierzchnia Księżyca jest nadal bombardowana meteorytami i mikrometeorytami, a większość z nich składa się w pewnej części z zamrożonej wody. Po zderzeniu część lodu paruje, jednak część może zostać na dnie zacienionych kraterów.

 

"W poszukiwaniu dowodów wody na Księżycu, pewna liczba statków kosmicznych zakończyła swoje działanie celowo uderzając o powierzchnię Księżyca na biegunie południowym. Na podstawie informacji zebranych przez te (i inne), statki kosmiczne, uważa się, że istnieją znaczne zbiorniki lodu w stale zacienionych kraterach na biegunie południowym. Ta woda na Księżycu będzie cennym źródłem dla każdej misji z udziałem ludzi. To zdjęcie zostało zrobione przez sondę  Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) i pokazuje liczbę kraterów wokół południowego bieguna Księżyca." źródło - NASA

 

Odkrycie lodu na Księżycu jest odkryciem epokowym. Jej istnienie zwiększa prawdopodobieństwo założenia księżycowych baz i kolonizacji Księżyca. Sprzyja temu także istnienie nieustannie oświetlanych (i ogrzewanych) górskich obszarów.
 

Możliwe, iż w przyszłości astrolożki i astrologowie będą sporządzali horoskopy nie tylko z punktu widzenia Ziemi – jak to się obecnie czyni, lecz z punktu widzenia Księżyca; małe kółeczko wewnątrz rysunku horoskopu nie będzie więc oznaczało miejsca na Ziemi, lecz miejsce na Srebrnym Globie.

 

 

Księżyc znajduje się w synchronicznej rotacji (czyli obrót Księżyca jest synchroniczny), co oznacza, że jest on zwrócony do Ziemi zawsze tą samą stroną - przez cały czas z Ziemi widoczna jest tylko jedna jego strona. Skierowana w stronę Ziemi strona Księżyca jest nazywana stroną widoczną, zaś strona przeciwna – niewidoczną.

Strona niewidoczna nie powinna być mylona z ciemną stroną, czyli półkulą aktualnie nieoświetloną przez Słońce (podczas nowiu strona zwrócona ku Ziemi jest ciemną stroną Księżyca).

Strona niewidoczna została po raz pierwszy sfotografowana w październiku 1959 roku przez radziecką sondę Łuna 3. Główną cechą wyróżniającą tę stronę jest niemal całkowity brak mórz księżycowych i dotychczas nie sformułowano przekonującej przyczyny tego stanu.

 

 

Na Księżycu współistnieją dwa rodzaje terenów: poznaczone kraterami i bardzo stare płaskowyże, oraz względnie gładkie, młodsze tak zwane morza (chodzi oczywiście o suche morza). Morza zajmują około 16% powierzchni Księżyca.

Morzami księżycowymi (łac. maria, poj. mare) nazywamy rozległe równiny na oświetlonej części Księżyca, którymi są ciemne i względnie nieurozmaicone obszary widoczne nawet gołym okiem (a jeszcze lepiej przy pomocy lornetki czy lunety). Termin morza nawiązuje do przekonań starożytnych astronomów, którzy uznawali, że są one wypełnione wodą - obecnie wiemy, że są to obszary zestalonej magmy.

 

Morza są wielkimi kraterami pozostałymi po uderzeniach meteorytów czy innych kosmicznych materiałów, które później zostały zalane roztopioną lawą. Chemiczna analiza tych warstw bazaltowych mórz wskazuje na dominującą rolę oliwinu, ortopiroksenu i klinopiroksenu. 

 

Oto piękne nazwy mórz i oceanów na Księżycu:

Oceanus Procellarum - Ocean Burz, Mare Nubium - Morze Chmur, Mare Imbrium - Morze Deszczów, Mare Serenitatis - Morze Jasności, Mare Nectaris - Morze Nektaru, Mare Vaporum - Morze Oparów, Mare Crisium - Morze Przesileń, Mare Tranquillitatis - Morze Spokoju, Mare Humorum - Morze Wilgoci, Mare Frigoris - Morze Zimne, Mare Fecunditatis - Morze Obfitości, Lacus Excellentiae - Jezioro Doskonałości, Lacus Mortis - Jezioro Śmierci, Sinus Roris - Zatoka Rosy, Sinus Iridum - Zatoka Tęczy, Palus Putredinis - Bagno Zgnilizny.
 

Poniżej: Morze Wilgoci – Mare Humorum.

 

 

Jaśniejsze obszary Księżyca nazywane są wyżynami lub górami (łac. terrae, ang. highlands), ponieważ położone są wyżej niż morza. Kilka największych obszarów górskich na widocznej półkuli znajduje się na obrzeżach ogromnych kraterów meteorytowych, z których wiele zostało wypełnionych bazaltem; uważa się je za pozostałości pierścieni uformowanych przez fale uderzeniowe.

Cztery obszary górskie na skraju krateru Peary'ego na księżycowym biegunie północnym pozostają oświetlone przez cały czas. Istnienie takich „szczytów wiecznego światła” właśnie tam, jest możliwe dzięki niezwykle małemu odchyleniu osi obrotu Księżyca od płaszczyzny ekliptyki. Jednak obszary takie nie zostały zaobserwowane na biegunie południowym, mimo że brzegi krateru Shackleton pozostają oświetlone przez 80% dnia.
 

Niżej - zdjęcie NASA, na którym widać łańcuch gór pierścieniowych.

 

Kratery na Księżycu.

 

Kratery to najbardziej charakterystyczne elementy krajobrazu Księżyca. Na Księżycu znajduje się około pół miliona kraterów uderzeniowych o średnicy powyżej 1 km, powstałych na skutek zderzenia odłamków skalnych, meteorytów lub komet z powierzchnią Księżyca. Największe kratery mają średnicę około 230 km, np. krater o nazwie Clavius (na zdj.poniżej), którego średnica przekracza 225 km. Niektóre z nich można oglądać przez dobrą lornetkę.
 

Niżej: krater Clavius (zdj. NASA).

 

Większość kraterów od strony Ziemi nosi imiona sławnych ludzi, np. Kopernika czy Ptolomeusza, natomiast kratery po niewidocznej stronie Księżyca otrzymały bardziej nowoczesne nazwy – Apollo, Gagarin, Korolew. Przeważają nazwy rosyjskie, ponieważ to radziecki statek Łuna 3 sfotografował pierwszy raz tę stronę.

W okolicy południowego bieguna Księżyca na niewidocznej półkuli, znajduje się bodaj największy w naszym systemie słonecznym krater powstały na skutek kosmicznego uderzenia, mający głębokość 12 km i średnicę 2250 km – South Pole Aitken. Duże kratery uderzeniowe na widocznej stronie to między innymi Imbrium, Orientale, Serenitatis, Crisium, Smythii i Nectaris. Większość kraterów charakteryzuje się dość dużą różnicą wysokości pomiędzy dnem zagłębienia a jego brzegami i pobliskimi obszarami.

Następstwem niewielkiego nachylenia osi obrotu Księżyca od płaszczyzny ekliptyki jest występowanie na dnach kraterów znajdujących się w pobliżu biegunów obszarów wiecznie zacienionych. 
 

Poniżej – zdj. NASA krater Aitken na południowym biegunie Księżyca.

Przejście do następnego rozdziału: Księżyc - część 2. KILK

Poniżej jest 42-minutowy film dokumentalny "Księżyc" (lektor pl).