Przejdź do treści

Księżyc jest jedynym naturalnym satelitą Ziemi. Pod względem gęstości ustępuje tylko Io, księżycowi Jowisza. Jest jednym z najlepiej zbadanych i opisanych ciał Układu Słonecznego oraz jedynym dotychczasowym miejscem lądowania załogowej misji kosmicznej. Obecność Księżyca silnie wpływa na organizmy żywe na Ziemi, w dużym stopniu regulując ich rytm biologiczny.

Zdjęcie Księżyca

Zdjęcie widocznej strony Księżyca z morzami (ciemne obszary) i wyżynami (jasne obszary). Na dole widoczny charakterystyczny krater Tycho. Wikimedia/G.H. Revera.

Księżyc towarzyszy Ziemi od 4,5 miliardów lat i jest obok Słońca najjaśniejszym obiektem na niebie. Z tego powodu już od czasów prehistorycznych był czczony przez kultury na wszystkich kontynentach, przy czym bogowie związani z księżycem byli zazwyczaj jednymi z najważniejszych w ich mitologiach. Polska nazwa Księżyca, pochodzi od starosłowiańskiego słowa oznaczającego księcia. Początkowo ta nazwa obowiązywała tylko w odniesieniu do Księżyca między nowiem a pierwszą kwadrą, lecz w późniejszych czasach przyjęła się ogólnie jako nazwa dla naszego satelity. Obecnie wiele nazw dziedzin związanych z badaniami Księżyca pochodzi od imion Selene i Luny, które były boginiami w mitologii greckiej i rzymskiej. 

Orbita Księżyca ma kształt elipsy o mimośrodzie 0,05 przy czym jej średni promień wynosi 384 tys. kilometrów. Mimośród orbity wpływa na to, że w swoim najdalszym położeniu Księżyc jest oddalony o 405 tys. kilometrów, a w najbliższym o 362,6 tys. kilometrów od środka masy układu Ziemia-Księżyc. Pełny obrót wokół planety wykonywany jest w ciągu 27 dni i 7 godzin, jednak uwzględniając ruch Ziemi, okres między poszczególnymi fazami trwa 29,5 dnia i nazywany jest miesiącem synodycznym.

Księżyc porusza się ruchem synchronicznym, tj. jedna jego strona, zwana widoczną stroną, jest zawsze zwrócona ku Ziemi. Dzięki zjawisku libracji, obserwatorzy mogą jednak dostrzec ogólnie 59% jego powierzchni. Druga, niewidoczna strona, nazywana czasami błędnie ciemną stroną Księżyca, została zobaczona po raz pierwszy podczas przelotu radzieckiej sondy Łuna 3 w 1959 roku. Mimo, że Księżyc wydaje się być bardzo jasnym obiektem na tle nocnego nieba, jest jednym z obiektów o najmniejszym współczynniku albedo. Jego powierzchnia odbija tyle samo światła co zużyty asfalt na ulicy. Bliskość orbity Księżyca względem Ziemi powoduje powstawanie sił pływowych w obu obiektach. Najbardziej widocznym efektem tego zjawiska są pływy morskie na Ziemi, jednak powierzchnia Księżyca również ulega cyklicznemu falowaniu na wysokośćć dochodzącą do 10 cm. Ze względu na rozmiary Księżyca oraz jego bliskość względem Ziemi, obiekt ten czasami powoduje całkowite zaćmienia Słońca.

Zdjęcie niewidocznej strony

Zdjęcie niewidocznej strony Księżyca wykonane przez sondę LRO. Uwagę zwraca niemal całkowity brak mórz w porównaniu ze stroną widoczną. Źródło: NASA/GSFC/Arizona State University.

Księżyc najprawdopodobniej powstał wskutek zderzenia się pierwotnej Ziemi z obiektem rozmiarów Marsa. Nastąpiło to ok. 4,5 miliarda lat temu, a uderzenie była na tyle silne, że część materii oderwała się od Ziemi i utworzyła dzisiejszy Księżyc. Satelita ma średnicę 3476 kilometrów, przy czym jego średnia gęstość wynosi 3,34 g/cm3 i jest to drugi pod tym względem księżyc w Układzie Słonecznym po Io. Księżyc ma zróżnicowaną budowę wewnętrzną, w której bogate w żelazo jądro otoczone jest płaszczem w mocno zróżnicowanym składzie skalnym. Na płaszczu spoczywa skorupa skalna o grubości dochodzącej do 50 kilometrów. Oprócz wymienionych warstw występują również warstwy przejściowe. Księżyc posiada szczątkowe pole magnetyczne tak jak pozostałe księżyce z wyjątkiem Ganimedesa, który generuje swoje własne dwubiegunowe pole. Szczątkowa jest również atmosfera, która jest tak rzadka, że niemal przypomina próżnię.

Dwoma najbardziej charakterystycznymi formacjami na Księżycu, które można rozróżnić obserwując go nawet z Ziemi są morza oraz wyżyny. Morzami zostały nazwane ciemne obszary zastygłych law bazaltowych, przy czym niemal nie występują one na niewidocznej stronie Księżyca. Oprócz mórz, należą do nich również oceany, zatoki oraz jeziora. Wyżynami (niektóre nazywane są górami) są jasne obszary, położone wyżej od mórz, stad ich nazwa, przy czym obie formacje pokryte są regolitem. Jest to silnie rozdrobiony pył, powstały wskutek uderzeń wielu komet, meteorytów i mikrometeorytów w powierzchnię Księżyca. Na obszarze wyżyn warstwa regolitu jest kilka razy grubsza niż na powierzchni mórz.

Najczęściej występującymi utworami powierzchniowymi na Księżycu są kratery uderzeniowe. Ponad pół miliona z nich ma średnicę większą niż kilometr, przy czym największym kraterem na Księżycu i jednym z największych w całym Układzie Słonecznym jest Basen Biegun Południowy - Aitken mający średnicę przekraczającą 2200 kilometrów i głębokość kilkunastu kilometrów. Dno tego krateru jest najniżej położonym obszarem na obu półkulach Księżyca. Innym wielkim kraterem (basenem uderzeniowym) jest Imbrium (Morze Deszczów) mający średnicę ok. 1120 kilometrów. Najciekawszymi kraterami pod względem przyszłej eksploatacji są te umiejscowione na biegunach. Na dnie niektórych z nich może spoczywać lód wodny, ponieważ panuje tam wieczny cień i nie docierają promienie UV, które rozbiłyby cząstki wody na tlen i wodór. Innymi ciekawymi utworami powierzchniowymi na Księżycu są wulkany tarczowe oraz kopuły wulkaniczne.

Krater Dedal

Krater Dedal o średnicy 93 kilometrów otoczony mniejszymi kraterami. Źródło: NASA.

Centralne wzniesienia kratery Kopernik

Centralne wzniesienia krateru Kopernik. Źródło: NASA.

Eksploracja Księżyca za pomocą obserwacji naziemnych prowadzona jest od czasów starożytnych, przy czym prawdziwa rewolucja nastąpiła po wynalezieniu teleskopów, dzięki którym uzyskano więcej informacji o charakterystyce powierzchni satelity. Badanie Księżyca za pomocą misji kosmicznych rozpoczęte zostało pod koniec lat 50 ubiegłego wieku, przy czym duże znaczenie w przebiegu poszczególnych misji miała tzw. zimna wojna toczona między Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim. Drugi z tych krajów był prekursorem badań księżyca i jego sondy wysyłane w kierunku satelity mają wielkie znacznie w historii podboju kosmosu przez ludzi. Radzieckim programem dedykowanym dla podboju Księżyca były statki z serii Łuna, w tym Łuna 1, która jako pierwsza przeleciała w pobliżu Księżyca, Łuna 2, będąca pierwszym sztucznym obiektem, który wylądował na powierzchni Księżyca oraz Łuna 3, która jako pierwsza przesłała fotografie niewidocznej strony satelity. Łuna 9 była pierwszym statkiem, który dokonał miękkiego lądowania na Księżycu, a Łuna 10, była pierwszą sondą, która okrążyła Księżyc (obie dokonały tego w 1966 roku). Kolejne sondy z programu Luna (oficjalnie były 24 misje) dokonywały dalszych badań Księżyca, a w latach 70 wysłano dwa łaziki skonstruowane w ramach programu Łunochod.

Amerykańskim odpowiednikiem Luny był program Apollo, który niejako zwieńczył zmagania zimnowojenne w momencie lądowania załogowej misji Apollo 11 na księżycu w 1969 r. Ten program poprzedzony został badaniami programów Ranger, Lunar Orbiter, Surveyor oraz Gemini. Łącznie odbyło się sześć lądowań załogowych misji Apollo na księżycu, skąd przywieziono ponad 380 kilogramów skał księżycowych. W dalszych latach odbyło się wiele innych misji mających na celu eksplorację Księżyca, przy czym do stawki włączyły się kraje europejskie zrzeszone w ESA oraz inne kraje: Japonia, Chiny oraz Indie. Jednym z najbardziej ambitnych z planowanych programów dotyczących Księżyca jest budowa bazy badawczej na jego powierzchni, jednak nie wiadomo kiedy ten pomysł będzie zrealizowany. Nie wykluczone, że w przyszłości Księżyc będzie terenem rywalizacji mocarstw o występujące tam surowce, z których najbardziej kuszącym dzisiaj wydaje się być Hel-3.

Załoga Apollo 11 na powierchni Ksieżyca

Misja Apollo 11 na powierzchni Księżyca w lipcu 1969 r. Źródło: NASA/Neil Armstrong.


Więcej informacji:


Ciekawostki:

  • Na dnie kraterów na Księżycu odnotowano najniższą temperaturę w Układzie Słonecznym zarejestrowaną przez sondę kosmiczną. Wyniosła ona -247'C, co oznacza, że jest niższa niż odnotowana na Plutonie.
  • Ze względu na rozmiary Księżyca względem Ziemi, niektórzy naukowcy traktują te dwa obiekty jako układ podwójny planet.
  • Podczas wszystkich misji księżycowych pozostawiono na powierzchni naszego naturalnego satelity wiele ton urządzeń i pozostałości po tych misjach.
  • Kilka korporacji, głównie amerykańskich, ma w planach prowadzenie badań w celu rozwoju podróży turustycznych na Ksieżyc.



Grzegorz Iwanicki