Атмосфера Луны и окололунное пространство

Поскольку масса Луны незначительна, газовая оболочка вокруг нее должна быть очень сильно разреженной, т. е. практически отсутствующей. Оптические и радиоастрономические наблюдения с Земли подтвердили этот вывод.

Более конкретные представления о лунной атмосфере дали исследования с окололунной орбиты и непосредственно на поверхности Луны. Основными компонентами газовой оболочки оказались водород, гелий, неон и аргон. Конечно, при крайней разреженности лунной атмосферы можно говорить только об отдельных ионах газов, присутствующих в окололунном пространстве.

Наибольшая плотность лунной атмосферы наблюдается в ночное время (на темной стороне) и соответствует в пересчете на плотность у поверхности суммарной концентрации ионов газов около 2 • 105 см-3.

В дневное время (на освещенной стороне) концентрация газов падает до 104 см-3 в пересчете на плотность у поверхности. Эта величина составляет всего лишь 10-13 концентрации молекул газов в земной атмосфере. Однако по сравнению с концентрацией частиц в солнечном ветре на расстоянии Земли от Солнца, указанное значение на три-четыре порядка больше. Поэтому мы с полным основанием можем говорить о наличии какой-то газовой оболочки вокруг Луны. Разумеется, оценивать лунную атмосферу мерками таких плотных газов оболочек, как атмосфера Земли или Венеры, нельзя. В отличие от сложного строения названных атмосфер, лунная газовая среда состоит только из одного слоя — экзосферы. У плотных атмосфер (типа земной) этот слой самый верхний и из него происходит свободная диссипация газов в космический вакуум.

Как общая концентрация газов, так и концентрации основных компонентов атмосферы претерпевают суточные изменения. В таблице 3 приводятся значения числа ионов в кубическом сантиметре в дневное и ночное время лунных суток для различных газов.
таб 3
В таблице представлены данные о молекулярном водороде, поскольку атомарного водорода в лунной атмосфере существенно меньше.

Кроме ионов аргона-40, были отмечены также ионы аргона-36, максимальная концентрация которых достигает 3 • 103 см~3, а суточные вариации имеют тот же характер, что у аргона-40. Были отмечены два всплеска повышенной концентрации аргона-40 в течение лунных суток. Наибольшее количество ионов аргона появляется перед местным восходом Солнца. Второй максимум концентрации приходится на момент местного захода Солнца. Затем в течение ночи содержание аргона резко падает.

Разреженность лунной атмосферы можно проиллюстрировать также значением длины свободного пробега атомов и молекул. Расчеты показывают, что в процессе теплового движения каждая частица газа между двумя последовательными столкновениями c другими частицами должна преодолеть расстояние ночью в 10 раз, а днем в 100 раз больше, чем радиус Луны!

Поэтому взаимные столкновения частиц не влияют на их траекторию в атмосфере. Мы можем рассматривать идеальный случай движения каждой отдельной частицы в гравитационном поле Луны, полагая, что начальная скорость задается тепловым движением. Если скорость теплового движения, которая на Луне зависит от температуры нагрева поверхности, не превышает критическую (2,38 км/с), но больше первой космической (для Луны 1,68 км/с), то частица движется по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой находится центр Луны.

Согласно расчетам днем водород свободно рассеивается в окружающем пространстве. Орбиты, по которым движутся ионы гелия, неона и аргона, имеют такой вид, что частицы возвращаются на лунную поверхность.

рис. 7

На ночной стороне Луны, где температура лунной поверхности низка, частицы газов ускоряются слабо. Даже молекулы водорода перемещаются по траектори возвращающим их назад к лунной поверхности

Расстояние от начальной точки движения до |дючки, в которой частица опять встречается с поверхностью, для всех других газов сокращается в несколько раз по сравнению с этим расстоянием на дневной стороне.

Всех читателей сайта очень прошу делиться статьями сайта в соц.сетях.Заранее благодарю. Admin.

Эта запись опубликована в рубрике Данные о Луне с метками .

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Нажимая кнопку "Отправить комментарий", Вы даете сайту "Почти всё про Луну" согласие на обработку ваших персональных данных в соответствии с федеральным законом от 27.07.2006 года 152-Ф3 "О персональных данных".