Mēness

Mēness  

Pilnmēness skatoties no Zemes
Orbitālie parametri
Perigejs	363 104 km (0,0024 AU)
Apogejs	405 696 km (0,0027 AU)
Lielā pusass (rādiuss)	384 399 km (0,00257 AU[1])
Ekscentricitāte	0,054 9[1]
Apriņķojuma periods	27,321582 dienas 27 d 7 h 43,1 min[1]
Sinodiskais periods	29,530588 dienas
Vidējais apriņķošanas ātrums	1,022 km/s
Slīpums	5,145° attiecībā pret ekliptiku[1] (starp 18,29° un 28,58° attiecībā pret Zemes ekvatoru)
Uzlecošā mezgla garums	regressing by one revolution in 18.6 years
Pericentra arguments	progressing by one revolution in 8.85 years
Riņķo ap	Zemes pavadonis
Fiziskie parametri
Vidējais rādiuss	1 737,10 km (0,273 Zemes vidējā rādiusa)[1][2]
Ekvatoriālais rādiuss	1738,14 km (0,273 Zemes ekvatoriālie rādiusi)[2]
Polārais rādiuss	1 735,97 km (0,273 Zemes polārā rādiusa)[2]
Saspiedums	0,00125
Apkārtmērs	10 921 km (ekvatoriālais)
Virsmas laukums	3,793×107 km² (0,074 Zemes virsmas)
Tilpums	2,1958×1010 km³ (0,020 Zemes tilpuma)
Masa	7,3477×1022 kg (0,0123 Zemes masas[1])
Vidējais blīvums	3 346,4 kg/m³[1]
Ekvatoriālais brīvās krišanas paātrinājums	1,622 m/s² (0,165 4 g)
2. kosmiskais ātrums	2,38 km/s
Sideriskais periods	27,321582 dienas (sinhronizēta)
Lineārais ātrums uz ekvatora	4,627 m/s
Ass slīpums	1,5424° (attiecībā pret ekliptiku) 6,687° (attiecībā pret orbitālo plakni)
Albedo	0,12
Virsmas temperatūra min vid maks ekvators 100 K 220 K 390 K 85°N[3] 70 K 130 K 230 K
Redzamais spožums	no −2,5 līdz −12,9 −12,74 (pilnmēness laikā)[2]
Leņķiskais diametrs	no 29,3 līdz 34,1 leņķa minūtēm[2]
Atmosfēra[4][5]
Atmosfēras spiediens	10-7 Pa (dienā) 10-10 Pa (naktī)

Mēness ir Zemes vienīgais dabiskais pavadonis. Kā sugas vārds mēness apzīmē debess ķermeni, kas riņķo ap kādu zvaigzni vai planētu. Mēness attālums līdz Zemei nav konstants, vidēji tas ir 384 400 km. Mēness kustas ap Zemi pa nedaudz eliptisku orbītu. Tas apriņķo Zemi apmēram 28 dienās (precīzāk 27 dienās, 7 stundās un 43 minūtēs). Mēness ir Zemei tuvākais debess ķermenis, tas ir tikai 4 reizes mazāks par Zemi, tāpēc sistēmu Zeme-Mēness sauc arī par dubultplanētu. Mēness astronomiskais simbols ir .

Mēness ir otrs spožākais debess spīdeklis pēc Saules, bet, atšķirībā no Saules, tas pats gaismu neizstaro. Mēness atstarotā Saules gaisma ir labi redzama naksnīgajās debesīs. Zeme Mēnesi apgaismo daudzreiz vairāk nekā Mēness Zemi. Uz Mēness nav gaismas kontrastu, atmosfēras kontrastu un ēnas kontrastu. Mēness virsma no Zemes ir labi saskatāma, bet, nokļūstot uz Mēness, Zemes virsma ir saskatāma sliktāk, jo traucē atmosfēra un mākoņi. Tiesa, no Zemes var saskatīt tikai vienu Mēness pusi (librāciju dēļ ilgstošākā laika periodā var redzēt vairāk kā 50% Mēness virsmas), otra puse ir vienmēr vērsta projām no Zemes, un to var apskatīt tikai ar kosmisko aparātu starpniecību. Dažreiz Mēness neredzamo pusi dēvē par Mēness tumšo pusi — tas ir pilnīgi nepareizi, jo Saule, Mēnesim rotējot, apspīd visu tā virsmu.

Nīls Ārmstrongs un Bazs Oldrins 1969. gadā kļuva par pirmajiem cilvēkiem, kas nolaidās uz Mēness.

Fizikālie parametri

Salīdzinājums ar tuvākajām planētām

Mēness klimats un uzbūve

Uz Mēness nav ūdens tvaiku, gaisa, vēja, nokrišņu, kā arī Mēnesim nav atmosfēras, jo tā gravitācijas spēks ir pārāk mazs, lai noturētu gāzes molekulas. Tā kā uz Mēness nav atmosfēras, tad cilvēkiem tā ir pavisam nepiemērota vide dzīvošanai. Uz Mēness nav iedomājama dzīve bez skafandriem, jo cilvēka organisms nav piemērots dzīvošanai bez atmosfēras spiediena un ar lielām temperatūras izmaiņām. Arī pārvietošanās uz Mēness ir pavisam citāda nekā uz Zemes. Mēness cilvēka ķermeni pievelk ar 6 reizes mazāku gravitācijas spēku nekā uz Zemes, tāpēc tur visi cilvēki ir vieglāki, arī kosmonauti, kaut gan viņi valkā aptuveni 115 kg smagus skafandrus. Atmosfēras trūkuma dēļ Mēness nav pasargāts no spēcīgās Saules staru iedarbības un no kosmosā klīstošiem lieliem un maziem meteorītiem.

Mēness virsmu klāj dažus centimetrus biezs tumšu putekļu slānis. Tas nosaka gan Mēness krāsu, gan albedo. Mēness virsmas īstā krāsa ir brūnpelēka, tā atstaro tikai 7% Saules un ir ļoti tumša. Tomēr, raugoties uz Mēnesi naktīs, tas liekas spožs un sudrabains. Grunts paraugi, kas tika atvesti no Mēness uz Zemi, pierādīja, ka Mēness sastāv no tiem pašiem ķīmiskajiem elementiem, no kā sastāv Zeme. Mēness griežas diezgan lēni, jo diena uz Mēness ilgst divas nedēļas, bet nakts otras divas nedēļas. Neskatoties uz to, ka Mēness pagriež pret Sauli te vienu, te otru pusi, šajā laikā Mēness virsma pagūst gan sakarst, gan atdzist. Dienā uz Mēness ir ļoti karsts, bet naktī gluži pretēji – ļoti auksts. Temperatūra uz ekvatora svārstās vidēji no +130 °C dienā līdz -170 °C naktī. Mēness virsmai ir slikta siltumvadītspēja, tāpēc tā virsmas slānī Saules siltums neuzglabājas. Dažu centimetru dziļumā temperatūras svārstības nav tik lielas kā virspusē arī tāpēc, ka Mēness iežu ārējais slānis, ko sauc par regolītu, ir porains un tāpēc darbojas kā labs siltumizolators. Viena metra dziļumā temperatūra uz Mēness ir nemainīga, aptuveni -50 °C. Izņēmumi ir tikai daži ieži, kuru lielās īpatnējās siltumietilpības dēļ siltums saglabājas ilgāk. Viskarstākais ir Mēness ekvatoriālais rajons.

Novērojumi un ietekme uz Zemi

Mēness kustība un fāzes

Mēness, tāpat kā Saule, pārvietojas pa zodiaka zvaigznājiem no labās uz kreiso pusi (no rietumiem uz austrumiem), tikai ātrāk. Gravitācijas spēku iedarbībā tas riņķo apkārt Zemei un pilnu apriņķojumu veic 27,3 dienās (27 dienas un 8 stundas). Mēness, riņķodams ap Zemi, kopā ar to pārvietojas ap Sauli un gada laikā veic vienu pilnu apriņķojumu. Mēness orbīta, tāpat kā citiem Saules sistēmas ķermeņiem, ir līdzīga nedaudz saspiestam riņķim – elipsei –, tāpēc attālums līdz Mēnesim ir mainīgs. Tas griežas ap savu asi un pilnu riņķojumu izdara 27,3 dienās, tāpēc pret Zemi pavērsta viena un tā pati Mēness puse, otra nav redzama. Saule apgaismo tikai vienu Mēness pusi, bet otra paliek ēnā, tādēļ Mēness redzamais izskats ir atkarīgs no tā, no kuras puses spīd Saule, kad mēs uz to skatāmies. Mēness ir otrs spožākais spīdeklis pie debess pēc Saules, tikai atšķirība ir tāda, ka tas pats gaismu neizstaro. Tas ir redzams, jo to apspīd Saule. Nakts debesīs būtu vajadzīgi apmēram 500 000 pilnmēnešu, lai to gaisma līdzinātos Saules gaismai. No Mēness nākošā gaisma vislabāk ir saskatāma ārpus pilsētas, jo pilsētās ir pārāk spēcīgs apgaismojums.

Mēness fāzes ir: jaunmēness, pirmais ceturksnis, pilnmēness un pēdējais ceturksnis. Tā fāzes mainās, jo Saule apspīd tikai vienu tā pusi un, Mēnesim riņķojot ap Zemi, tā redzamā un neredzamā puse redzama dažādās proporcijās.

Mēness fāzes

Pamatraksts: Mēness fāze

• 

  Jauns mēness

• 

  Augošs mēness

• 

  Augošs mēness (pirmais ceturksnis)

• 

  Augošs mēness

• 

  Pilnmēness

• 

  Dilstošs mēness

• 

  Dilstošs mēness (pēdējais ceturksnis)

• 

  Dilstošs mēness

Mēness fāzes un to apraksts:

Paisums un bēgums

Mēness gravitācijas spēks izraisa Zemes okeānos bēgumus un paisumus. Zemes ūdens apvalks izstiepjas Mēness virzienā. Uz līnijas, kas iet caur Zemes centru un Mēnesi, ir paisums – okeānos un jūrās ceļas ūdens līmenis. Perpendikulāri šim virzienam ūdens līmenis pazeminās, jo no turienes Mēness pievilkšanās spēks aizvelk ūdeni prom. Dažās vietās uz Zemes ūdens līmenis paceļas līdz pat 18 metriem. Tad paisuma vilnis iet atpakaļ un nāk bēgums. Paisumu un bēgumu parādības ietekmē kontinentu izraisītā berze, sarežģītā krastu līnija, okeānu dibenu profils. Iekšējās jūrās, piemēram, Baltijas jūrā, paisums ir tik niecīgs, ka to nemaz neievēro. Ir ostas, kurās kuģu ieiešana un iziešana stingri pakļaujas paisumam un bēgumam. Zeme, rotējot ap savu asi, tiecas pagriezt sev līdzi arī paisuma vilni. Zeme ap savu asi rotē ātrāk nekā Mēness ap Zemi. Rodas paisuma berze, kas bremzē Zemes diennakts rotāciju un pagarina Zemes diennakti. Zemes diennakts pagarināšanās notiek ļoti lēni, simts gados diennakts kļūst garāka tikai par 0,001 sekundi. Paisuma spēki izraisa arī pārmaiņas Mēness cietajos iežos. Paisuma viļņi spēj saārdīt gabalos pat asteroīdus un planētu pavadoņus. Tā var notikt tikai ar nelielas masas debess ķermeņiem, kam iekšējie gravitācijas spēki ir pārāk mazi.

Aptumsums

Pamatraksts: Mēness aptumsums

Mēness aptumsums ir samērā reta, neparasta parādība, kas visos laikos piesaistījusi pastiprinātu uzmanību. Mēness aptumsums notiek tikai tad, kad visi trīs debess ķermeņi – Zeme, Mēness un Saule – atrodas tieši vai gandrīz uz vienas līnijas. Saules aptumsums notiek tad, kad Mēness atrodas starp Zemi un Sauli un aizsedz Saules disku, tas nozīmē, ka Saules aptumsums iespējams tikai jaunmēness fāzēs. Aptumsumi nenotiek katrā jaunā Mēnesī, jo Mēness orbīta attiecībā pret Zemi ir slīpa.

Saules aptumsums var būt pilns, gredzenveida vai daļējs. Pilnais Saules aptumsums vienlaikus redzams tur, kur Mēness ēna skar Zemes virsmu, izveidojot lielu, ovālu plankumu. Zemei griežoties, Mēness ēnas plankums pārvietojas pa Zemes virsmu, izveidojot garu joslu. Ārpus pilnā aptumsuma joslas tur, kur uz Zemi krīt Mēness pusēna, novērojams tikai daļējs Saules aptumsums.

Daļējā aptumsuma josla ir platāka par pilno joslu, bet tomēr Saules aptumsums novērojams tikai noteiktā Zemes apgabalā. Noteiktā pilnā Saules aptumsuma gaita ir šāda: Mēness, kas nav saskatāms, lēni virzās virsū Saulei no labās uz kreiso pusi, kamēr pieskaras Saules diskam un sākas daļējais aptumsums. Tad uz spožā Saules diska parādās tumša lokveida ēna, tas aug aizvien lielāka, tomēr Saules gaismas pavājināšanās kļūst jūtama tikai tad, kad Saule izskatās kā šaurs sirpis, tad seko pilnais Saules aptumsums, kura laikā kļūst tumšs un ir redzamas spožākās zvaigznes un planētas. Pamale kļūst sārta, bet ārpus Mēness ēnas joprojām spīd Saule. Saule nepazūd pilnībā. Apkārt melnajam Mēness diskam redzams rožains aplis, kas ir Saules atmosfēra. Pilnā Saules aptumsuma vidējais ilgums ir 2–3 minūtes. Pilnajai fāzei beidzoties, sāk iemirdzēties pirmie Saules stari un atkal kļūst gaišs. Mēness tad pakāpeniski noiet no Saules diska, līdz beidzot pazūd arī pēdējā lokveida ēna, tad aptumsums ir beidzies. Ja Mēness atrodas apogeja tuvumā, tad tā leņķiskais diametrs ir nepietiekams, lai pilnībā nosegtu Saules disku, tāpēc ir novērojams gredzenveida Saules aptumsums. Šī aptumsuma gaita ir tāda pati kā pilnam Saules aptumsumam, vienīgi maksimālās fāzes laikā Saule redzama kā spožs gredzens. Reizēm mēdz gadīties, ka Mēness ēna atrodas Zemes tuvumā, bet tomēr neskar tās virsmu, tad uz Zemes vērojams daļējs Saules aptumsums, kam pilnās fāzes nav.

Mēness aptumsums notiek tad, kad Zeme atrodas starp Sauli un Mēnesi un Mēness ieiet Zemes ēnā. Mēness aptumsums ir iespējams pilnmēness fāzē, taču aptumsums nenotiek katrā pilnā Mēnesī. Izšķir pusēnas, daļēju un pilnu Mēness aptumsumu atkarībā no tā, kurai Zemes ēnas daļai Mēness iet cauri. Ja Mēness ieiet tikai Zemes pusēnā, tad notiek tikai pusēnas Mēness aptumsums, kura laikā Mēness spožums gandrīz nemaz nesamazinās. Ja Mēness daļēji ieiet Zemes ēnā, tad redzams daļējs Mēness aptumsums, bet, ja Mēness ieiet pilnībā Zemes ēnā, tad novērojams pilns Mēness aptumsums.

Aptumsuma veidi:

Aptumsumu kalendārs no 2004. gada līdz 2005. gadam.

Mēness rašanās teorija

Izpētot no Mēness vestos grunts paraugus, tika secināts, ka to vecums ir tāds pats kā Zemei, tādēļ var secināt, ka Mēness radies aptuveni tad pat, kad Zeme. Par Mēness izcelšanos pastāv vairākas teorijas.

• Pirms 4,5 miljardiem gadu Zeme sadūrās ar kādu lielu debess ķermeni un tā rezultātā izveidojušies gabali savākušies uz orbītas ap Zemi. Pēc tam tie nepārtraukti sadūrušies, drupinājušies un izveidojusies auksta masa, kura ar laiku sablīvējusies, līdz beigās kļuvusi par Mēnesi. Tagad Mēnesim ir garoza, bet nav šķidra kodola un magnētiskā lauka, savukārt tā ģeoloģiskā attīstība beigusies pirms vairākiem miljardiem gadu.
• Zemei garām lidojis kāda debess ķermenis, kuru piesaistījusi Zemes gravitācija.
• Mēness ir veidojies vienlaikus ar Zemi, sablīvējoties putekļu un gāzu mākoņiem.
• Mēness ir no zemeslodes atdalījies fragments.

Mēness izpēte

Mēness ir pats piemērotākais apskates objekts gan lielā, gan mazā teleskopā. Mēness dažādās detaļas var pat saskatīt caur binokli, bet tam ir vajadzīgs ilgs laiks. Pilnā Mēness fāzē tas ir spožāks, tāpēc uz to ir jāskatās caur speciālu, pelēku filtru.

1957. gada 4. oktobrī PSRS palaida kosmosā pirmo Zemes mākslīgo pavadoni – Sputnik-1. Tas uz Zemi raidīja regulārus radiosignālus – pīkstienus. Pēc mēneša pirmajam pavadonim sekoja otrais – Sputnik-2. Ar Sputņik-2 orbītā devās pirmā dzīvā būtne – suns Laika. 1958. gadā PSRS palaida kosmosā jau trešo pavadoni, kura masa jau sasniedza 1,3 tonnas. 1958. gada 31. janvārī amerikāņi palaida savu pirmo pavadoni kosmosā, kura nosaukums bija Explorer 1, tā masa bija tikai 5 kilogrami, bet ar tā palīdzību tikai veikti nozīmīgi atklājumi. Panākumu iedvesmoti, amerikāņi 1958. gadā mēģināja palaist pirmo zondi uz Mēnesi, bet panākumus pirmā guva PSRS. 1959. gadā 2. janvārī palaida pirmo zondi - Luna-1, kas Mēnesim palidoja garām 5000 km attālumā. Tai sekoja Luna-2, kas 1959. gada septembrī beidzot sasniedza Mēness virsmu, precīzāk, ietriecās tajā. Ar šīs zondes palīdzību tika noskaidrots, ka Mēnesim nav magnētiskā lauka un radiācijas joslu. Līdz pat 1959. gadam Mēness redzamo virsmu nebija iespējams aplūkot. 1959. gada oktobrī ar starpplanētu stacijas Luna 3 palīdzību tika veikti pirmie Mēness neredzamās puses fotoattēli. No 1959. gada sākās aktīva Mēness izpēte, un 17 gadu laikā uz Mēnesi tika palaisti apmēram 50 dažādu tipu starpplanētu staciju, kurām bija dažāda nozīme, jo dažas no tām fotografēja tā virsmu un veica dažādus mērījumus uz tā, bet dažas mēģināja kļūt par tā pavadoņiem.

1966. gadā PSRS starpplanētu stacija Luna 9 pirmo reizi lēni nosēdās uz Mēness, taču tajā pašā gadā ASV sāka realizēt programmu Apollo, kuras galvenais mērķis bija nogādāt uz Mēness cilvēku. 1968. gada oktobrī kosmosā devās pirmais pilotējamais kuģis Apollo 7. Amerikāņi šim notikumam gatavojās ļoti ilgi un uzmanīgi, iepriekš sūtot 3 kosmosa kuģus, kuri nenolaidās uz tā.

1969. gada 21. jūlijā uz Mēness nolaidās ASV kosmosa kuģis Apollo 11. Amerikāņu astronauts Nīls Ārmstrongs bija pirmais cilvēks, kas spēris kāju uz Mēness. Viņam pievienojās arī Bazs Oldrins. Viņi kopā uzstādīja dažādas zinātniskas iekārtas, savāca Mēness iežu paraugus, fotografēja tā apkārtni un pārraidīja televīzijas reportāžu. Viņi uz Mēness pavadīja veselu diennakti un tad devās atpakaļ uz Zemi. Viņi veica nozīmīgu darbu gan zinātnei, gan tehnikai. Viņiem ar kosmosa kuģi bija jāveic sarežģīts ceļš, jo bija jāveic dažādi sarežģīti manevri un darbam uz Mēness bija nepieciešami izturīgi skafandri. Nākamajos gados vēl tika veiktas 5 veiksmīgas ekspedīcijas uz Mēnesi. Līdz 1972. gadam uz Mēness bija pabijuši jau 12 cilvēki. Katra lidojuma laikā ekspedīcijā piedalījās trīs cilvēki, bet drošības apsvērumu dēļ uz Mēness varēja izkāpt tikai divi no tiem, bet trešajam nācās palikt kosmosa kuģī Apollo, kas riņķoja apkārt Mēnesim. Pēdējo ekspedīciju uzturēšanās laiks ilga līdz pat trim diennaktīm,kuru laikā astronauti veica nozīmīgus zinātniskus pētījumus.

Vienīgā neveiksmīgā ekspedīcija uz Mēnesi bija Apollo 13 avārija. Tam ceļā uz Mēnesi sprāga skābekļa balons, kā rezultātā sabojājās orbitālā bloka elektropiegāde. Astronautiem nācās pāriet uz ekspedīcijas bloku, un viņi ar pūlēm atgriezās uz Zemes. Pēc 1976. gada izpēte uz Mēness ar kosmiskajiem aparātiem izsīka. Neraugoties uz to, ka Mēness ir sastingusi pasaule, arī uz tā pa reizei notiek kādas izmaiņas, paretam kāds no novērotājiem ziņo, ka kādam no krāteriem mainījusies krāsa vai spožums.

Līdz 2019. gadam ASV, PSRS, Japāna, Eiropas Savienība, Ķīna un Indija nosūtīja savus kosmiskos kuģus uz Mēnesi. 2019. gadā Indijas Kosmosa pētījumu organizācija (ISRO) nosūtīja "Čandrajāna 2" (Chandrayaan 2) kosmisko aparātu uz Mēness dienvidpolu, kurā atrodami sasaluša ūdens krājumi.^[6] Arī NASA plāno veikt Artemīdas misiju (Artemis mission) uz Mēness dienvidpolu 2024. gadā.^[7]

Nākotne

Šobrīd Mēness attālinās no Zemes vidēji par 4 cm gadā, kas nozīmē, ka šādā tempā tas varētu izbēgt no Zemes pievilkšanas spēka un kļūt par atsevišķu Saules sistēmas planētu pēc aptuveni 5 miljardiem gadu.^[8]

Papildliteratūra

• Ilgonis Vilks, „Astronomija vidusskolai”, apgāds „Zvaigzne ABC”, 1996. gads.
• www.astro.lv
• Ilgonis Vilks, „Zvaigžņotās debess ceļvedis”, apgāds „Zvaigzne ABC”, 1995. gads.
• https://web.archive.org/web/20120814171207/http://www.liis.lv/astro/teksts/meness/mgaisma.html

Atsauces

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Mēness.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Brockhaus Enzyklopädie raksts (vāciski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Encyclopædia Universalis raksts (franciski)
• Enciklopēdijas Krugosvet raksts (krieviski)

s d l Saules sistēma Saule Merkurs Venera Zeme Marss Cerera Jupiters Saturns Urāns Neptūns Plutons Haumeja Makemake Erīda Planētas Pundurplanētas Pavadoņi: Zemes Marsa Jupitera Saturna Urāna Neptūna Plutona Haumejas Makemakes Erīdas Mazie objekti:   Meteoroīdi Asteroīdi/Asteroīdu pavadoņi (Asteroīdu josla, Kentaurs, TNO: Koipera josla/Izkliedētais disks) Komētas (Orta mākonis)