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ELENCO POST:

lunedì 24 giugno 2019

LA LUNA, IL SATELLITE DELLA TERRA. by Andreotti Roberto con video di Fabio Bellardini - INSA

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Aggiornato il 24/04/2020

Luna


DATI FISICI:
DIAMETRO: medio 3.476 km - polare 3.472 km - equatoriale 3.476,2km
Schiacciamento 0,0012
Superficie 37.930.000 km²
Volume 1,6493 × 1010 K
MASSA: 12,3 (T=1000) - kg 7,342 × 1022
Densità 3,3462 kg/dm3
Gravità 1,622 m/s2 (min 1,611 - max 1,636)
Velocità di Fuga 2,38 km/s
Inclinazione dell'asse 1,5424°
Temperature -233 / +123 °c - escursione 356°c
Atmosfera Assente
Albedo superficiale lato visibile 0,12.
Magnitudine apparente (Luna piena) -12,747.

DATI ORBITALI:
Periodo sinodico di rotazione / rivoluzione sincrono 29,530 giorni
Periodo siderale 27,32166155 giorni
Velocità orbitale media 1,022 km/s
DISTANZA: dalla Terra, media 384.400 km
Perigeo 363.300 km - Apogeo 405.500 km
Eccentricità 0,0549
Inclinazione orbitale sull'Eclittica 5,145396°


Il cratere Platone
Introduzione:

La Luna è un satellite naturale, l'unico della Terra.
Orbita ad una distanza media di circa 384.400 km dalla Terra, abbastanza vicina da essere osservabile a occhio nudo, il che rende possibile distinguerne alcuni rilievi sulla superficie.
Essendo in rotazione sincrona rivolge sempre la stessa faccia verso la Terra e il suo lato nascosto (vedi Sotto), è rimasto sconosciuto fino al periodo delle esplorazioni spaziali.
Durante il suo moto orbitale, il diverso aspetto causato dall'orientazione rispetto al Sole genera delle fasi chiaramente visibili e che hanno influenzato il comportamento dell'uomo fin dall'antichità. Impersonata dai greci nella dea Selene, fu da tempo remoto considerata influente sui raccolti, le carestie e la fertilità.
Condiziona la vita sulla Terra di molte specie viventi, regolandone il ciclo riproduttivo e i periodi di caccia ed agisce sulle maree e la stabilità dell'asse di rotazione terrestre.

VIDEO di Fabio Bellardini:
La Luna: generalità, superficie e fasi.

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MAPPA ALTIMETRICA LUNARE:

QUI SOTTO E' RAPPRESENTATO IL LATO ''NASCOSTO''.

Superficie:
Subito dopo la formazione dalla nebulosa, la superficie della Luna era un oceano di magma liquido e l'ultimo resto di questo magma originario, gli scienziati ipotizzano che sia il KREEP, acronimo dell'espressione inglese K (potassio), Rare Earth Elements (terre rare), e P (fosforo) . Il KREEP è una miscela di quelli che gli scienziati ritengono "elementi incompatibili": elementi che non possono entrare a far parte delle varie strutture cristalline e che quindi rimangono inutilizzati nella parte superficiale del magma, difatti per i ricercatori, il KREEP è un marcatore utile per determinare la storia del vulcanismo lunare, e così indicare la cronologia dei vari impatti da parte di comete ed altri corpi celesti.
La crosta lunare è composta da alcuni elementi primari: uranio, torio, potassio, ossigeno, silicio, magnesio, ferro, titanio, calcio, alluminio e idrogeno.
Difatti dai dati forniti dalla missione GRAIL sulle caratteristiche della crosta lunare, i ricercatori hanno ottenuto preziose informazioni anche sulla composizione interna del satellite, scoprendo che racchiude all'incirca la stessa percentuale di alluminio della Terra.
Ogni elemento quando viene bombardato dai raggi cosmici,  riemette una sua propria radiazione specifica, alle lunghezze d'onda dei raggi gamma. Alcuni elementi radioattivi, come l'uranio, il torio e il potassio, emettono spontaneamente raggi gamma.
Comunque, i raggi gamma emessi da ogni elemento sono diversi e uno spettrometro è in grado di distinguerli ed in questo modo è stato possibile scoprirne l'esistenza, qua sotto vi riportiamo varie mappe globali della Luna, che riportano l'abbondanza di questi elementi.

 ( Mappa della concentrazione del Titanio ).

 ( Mappa della concentrazione del Thorio ).

 ( Mappa della concentrazione del Ferro ).

( Mappa della concentrazione dell' Ossido di Ferro ).

( Mappa della concentrazione del Potassio ).

( Mappa dell'Uranio - Su indicazione di Alfredo Caronia - Una mappa dei livelli di uranio sulla superficie lunare, misurata dalla missione Giapponese Kaguya. I livelli più alti sono a 2,1 parti per milione (ppm) al cratere Copernico (C). altri punti sono: le zone E e W per le Highlands est e ovest sul lato più lontano della luna; A, il banco appenninico; I, mare Imbrium; J, Montes Jura; S, Polo Sud — Aitken Terrane; e T, Mare Tranquillitatis ).

( Mappa - le Stelle viola indicano la presenza di concentrazioni di Olivine - i colori indicano lo spessore della crosta ).

Crateri da impatto:
I crateri sulla Luna occupano la maggior parte della sua superficie e sono di diversi tipi.
I crateri più antichi hanno permesso la datazione dell'intenso bombardamento tardivo che ha coinvolto la Terra 4 miliardi di anni fa.
Il cratere più visibile è il Cratere Tycho, ben visibile anche a occhio nudo, che prese il nome dall'astronomo Tycho Brahe , pur non essendo molto grande è abbastanza recente, si stima che abbia solo 100 milioni di anni, i detriti eiettati, successivi all'impatto hanno lasciato segni a raggiera con un'albedo molto elevata, che non sono stati erosi da impatti successivi come per i crateri più antichi.

FOTO - SwRI
( I crateri da impatto sulla luna rivelano che il numero di impatti asteroidali è aumentato drasticamente negli ultimi 300 milioni anni. Qui, una mappa di tutti i crateri di impatto più grandi di 10 chilometri di diametro e con un'età inferiore a 1 miliardo anni ).

GUARDA IL VIDEO : https://www.youtube.com/watch?v=Jq1fc3pGI-s

( Cratere Copernico - immagine elaborata da Andreotti Roberto by INSA ).

Caverne:
Sulla Luna sono state individuate anche delle caverne, che potrebbero essere molto utili per insediarci basi permanenti, che sarebbero protette da radiazioni, raggi cosmici e meteoriti.
Queste caverne sono state create, come alcune presenti sulla Terra, dal passaggio di flussi lavici, sul nostro pianeta si trovano alcuni esempi con larghezze fino a 30m, su Marte ne sono state individuate con dimensioni anche di 300m, e sulla Luna, vista la ancor minore gravità si ipotizza che ci possano essere caverne con dimensioni fino ad un chilometro, alcune di queste caverne sono visibili nelle immagini qui a lato e sotto, perché il crollo della volta ha creato un accesso verso di esse.
Ma come nascono i tunnel di lava? La formazione può essere favorita a seguito della presenza di fluido a bassa viscosità. La lava poi sviluppa una crosta dura che, addensandosi, porta alla formazione di un tetto di lava dura al di sopra del flusso di magma. Al termine del fenomeno eruttivo la formazione si svuota lasciando il tunnel libero.
Un altro processo porta alla formazioni di  tubi nel momento in cui la lava si introduce in fessure tra la roccia già esistenti espandendole. Questi ambienti, sono protetti dalla radiazione cosmica e naturalmente dai piccoli meteoriti che possono colpire la superficie rappresentando, quindi, dei possibili habitat per gli esploratori del futuro.

( Immagine di un pozzo nel mare Tranquillitatis - Diametro circa 100m ).

( Immagine di un altro pozzo, segno che queste caverne sono abbastanza diffuse ).

Selenologia:
La selenologia è la scienza che studia la conformazione della Luna. La selenologia o geologia della Luna è alquanto differente da quella della Terra. La luna manca di una atmosfera significativa e non ha acqua, ciò elimina l'erosione dovuta al tempo; non possiede alcuna forma di tettonica a placche, ha una gravità inferiore a quella della terra, e a causa della sua piccola dimensione, si raffredda più rapidamente. La complessa geomorfologia della superficie lunare è stata formata da una combinazione di processi, tra i principali sono i crateri dovuti all'impatto con altri corpi astrali e il vulcanesimo.

( Mappa geologica lunare - in rosso la crosta basaltica dei mari ricca di KREEP - in giallo e verde gli impatti più recenti - in blu e celeste i terreni rispettivamente di crateri più vecchi e come conseguenza dei grandi impatti che hanno creato i grandi bacini, come il mare orientale o il bordo del mare imbrium, ecc. ).

Mappa USGS:

Una nuova mappa della luna è la mappa geologica più completa della superficie lunare (lato vicino mostrato a sinistra, lato lontano mostrato a destra). Colori diversi designano caratteristiche superficiali diverse, come altopiani lunari (toni della terra scura) e antiche colate laviche (rossi e viola) , credit: GSFC / NASA, USGS ).

Nel link qua sotto potete aprire la mappa nel formato ad alta risoluzione, con tutta la didascalia di spiegazione dei simboli e dei colori dei vari territori e zone.

LINK: https://astropedia.astrogeology.usgs.gov/download/Moon/Geology/thumbs/Unified_Geologic_Map_of_The_Moon_200dpi.jpg 

Struttura:
La Luna è un corpo celeste internamente differenziato: come la Terra ha una crosta geochimicamente distinta, un mantello, la cui astenosfera è parzialmente fusa (di fatto le onde S rilevate dai sismografi non sono in grado di attraversarla) e un nucleo.

La parte interna del nucleo, con un raggio di 240 km, è ricca di ferro allo stato solido ed è circondata da un guscio esterno fluido costituito principalmente da ferro liquido, con un raggio di circa 300 km. Attorno al nucleo si trova una fase parzialmente fusa con un raggio di circa 500 km. La sua composizione non è stata ancora pienamente identificata, ma si dovrebbe trattare di ferro metallico in lega con piccole quantità di zolfo e nichel; sono le analisi della variabilità della rotazione lunare a indicare che esso è almeno parzialmente fuso.
Nel 2006, i dati degli anni ’70 hanno portato alla scoperta dell’attività sismica della luna.
Secondo la Nasa, si verificano forti “lunamoti” provocati da piccole distorsioni dell’intero pianeta chiamate “maree solide“, da vibrazioni dovute all’impatto di meteoriti e da terremoti termici “provocati dall’espansione della crosta gelida quando viene illuminata dal sole mattutino dopo due settimane di notte lunare estremamente gelida”. Inoltre, i terremoti superficiali, terremoti con cause sconosciute che si verificano solo a 20 o 30 chilometri sotto alla superficie, possono durare fino a 10 minuti. Se si verificassero sulla Terra, le vibrazioni di simili terremoti potrebbero spostare mobili molto pesanti

Campo magnetico:
Il campo magnetico lunare e esterno ed è molto debole, compreso tra uno e cento nanotesla, circa un centesimo di quello terrestre.
Non si può parlare di un campo magnetico dipolare globale, che richiederebbe un nucleo interno liquido, ma solo una magnetizzazione della crosta superficiale, probabilmente si tratta di un residuo delle prime fasi della sua storia quando la dinamo interna era ancora attiva. Parte di questo residuo di magnetizzazione potrebbe anche derivare da campi magnetici transitori generatisi durante grandi eventi di impatto attraverso l'espansione della nube plasmatica associata all'impatto in presenza di un preesistente campo magnetico ambientale.


Campo gravitazionale:
Il campo gravitazionale della luna è stato misurato attraverso il monitoraggio dello spostamento Doppler dei segnali radio emessi da veicoli spaziali orbitanti.
Le principali caratteristiche della gravità lunare sono mascons, grandi anomalie gravitazionali positive associate ad alcuni dei bacini d'urto giganti, in parte causati dai flussi di lava basaltica densa che hanno riempito quei bacini. Queste anomalie influenzano notevolmente l'orbita delle navicelle spaziali intorno alla Luna. Permangono però alcuni enigmi: i flussi di lava da soli non possono spiegare tutte le anomalie gravitazionali, e alcuni mascons non sono legati al vulcanismo dei mari.

( La mappa indica la gravità nelle varie zone del nostro satellite ).

Depositi di ghiaccio ai poli:

È stato però ipotizzato che quantità significative di acqua, sotto forma di depositi di ghiaccio, possano rimanere sulla Luna, in particolari zone della superficie, cioè in aree perpetuamente all'ombra o inglobate nella crosta.
A causa della modesta inclinazione dell'asse di rotazione lunare (solo 1,5°), alcuni dei crateri polari più profondi non ricevono mai luce dal Sole, rimanendo sempre in ombra. In accordo con i dati raccolti durante la missione Clementine, sul fondo di tali crateri potrebbero essere presenti depositi di ghiaccio d'acqua, come evidenziato in foto.

Nel 1998, la missione Lunar Prospector della Nasa identificò l’idrogeno sulla Luna: la prima prova di potenziali depositi di ghiaccio. Il Lunar Reconnaissance Orbiter, a partire da questi dati, ha studiato queste regioni alla ricerca di depositi di ghiaccio d’acqua ).

La regione del polo sud lunare ospita alcuni degli ambienti più estremi del Sistema solare: è fredda, sorprendentemente fredda, e costituita da aree che sono sia costantemente esposte alla luce solare sia perennemente al buio. I crateri, o almeno alcuni di essi, sono un esempio di struttura – dei quali il polo sud è pieno – che sperimentano l’assenza perenne di luce. Il cratere Shackleton è uno di questi.
Superfici fredde, dunque, con temperature che scendono fino a -233 gradi Celsius. Ambienti perfetti per la conservazione dell’acqua sotto forma di ghiacci per millenni, dunque, o almeno così si credeva.
Ma nonostante le temperature l’acqua presente, starebbe lentamente sfuggendo dallo strato più sottile e superficiale dei ghiacci presenti sulla superficie di questi crateri.
A differenza della Terra, che ha un’atmosfera spessa, la Luna non possiede un simile strato che ne protegga la superficie. Dunque, quando il Sole con le particelle cariche costituenti il vento solare “inonda” la superficie lunare, questa non è schermata dal flusso, che può così rompere i sottili strati di ghiaccio e sollevare le molecole d’acqua allontanandole dalla loro posizione. Un meccanismo, questo, causato anche dai meteoroidi che costantemente impattano il nostro satellite. Il risultato, in entrambi i casi, è lo spostamento di molecole d’acqua, anche a chilometri di distanza dal loro sito originale, per via della bassa gravità e dell’assenza di atmosfera.
Ed ogni volta che abbiamo uno di questi impatti, uno strato molto sottile di grani di ghiaccio si diffonde dalla superficie, è esposto al calore del Sole e all’ambiente spaziale ed infine va sublimato o perso per altri processi ambientali.
Pertanto, quelle aree, potrebbero avere solo duemila anni, e non già milioni o miliardi di anni come ci si potrebbe aspettare.


Immagine in falsi colori, per evidenziare la presenza di ghiaccio, del cratere lunare Shackleton, nei pressi del polo sud lunare ).

Le Fasi lunari:
Le fasi lunari descrivono il diverso aspetto che la Luna mostra durante il suo moto, causate dal suo diverso orientamento rispetto al Sole.
Vi sono quattro posizioni fondamentali:
-Luna nuova (novilunio) quando la Luna si interpone tra Terra e Sole.
-Primo Quarto.
-Luna piena (plenilunio) quando la Luna di trova dietro la Terra.
-Ultimo Quarto.
La Luna compie una rivoluzione attorno alla Terra in 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 11 secondi. Il mese lunare (ciclo completo di fasi) ha invece una durata di 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e 3 secondi. La differenza è dovuta al fatto che nel frattempo sia la Terra che la Luna sono avanzate lungo l'orbita terrestre ed il loro allineamento col Sole è cambiato.

Le Maree e l'allontanamento della Luna:
Le maree lunari attraggono le masse oceaniche presenti sulla Terra che si elevano nella direzione Terra-Luna, con un piccolo spostamento in avanti a causa del periodo di rotazione terrestre inferiore al periodo di rivoluzione lunare. L'attrazione che la Luna esercita su questo lobo mareale ha una componente vettoriale nella direzione opposta a quella della rotazione terrestre.
Questa azione comporta un rallentamento del momento angolare terrestre (23 secondi ogni milione di anni), mentre la sua reazione incrementa il momento angolare della Luna con un suo conseguente e progressivo allontanamento su un'orbita più elevata (3.8 cm/anno).

Le Eclissi

Un'eclissi che interessi Sole-Terra-Luna può avvenire solo quando i tre corpi sono perfettamente allineati; ciò avviene solo in determinati momenti perché il piano su cui giace l'orbita del moto di rivoluzione della Luna intorno alla Terra è inclinato di circa 5° 8' rispetto a quello dell'eclittica (su cui giace l'orbita di rivoluzione della Terra intorno al Sole).

Se i due piani coincidessero perfettamente, in ogni mese lunare si avrebbe un'eclissi di Sole in corrispondenza del novilunio, ed una di Luna in corrispondenza del plenilunio.

Poiché invece i piani non coincidono, la condizione di novilunio o di plenilunio non è sufficiente a determinare un'eclissi, questa avviene soltanto quando i tre corpi sono vicini alla linea di intersezione dei due piani di rivoluzione (linea dei nodi).

Questo dunque si verifica più raramente, con una frequenza di 4 o 5 eventi ogni anno.

Eclisse solare del 1919 ).

Eclissi anulare solare, Cina, 15 gennaio 2010 ).

VIDEO di Fabio Bellardini:
Eclissi di sole e di luna

le Eclissi offerto da Fabio Bellardini

Eclissi Solari:
  • Eclissi solare: Quando la Luna si trova a passare attraverso un nodo quando è in congiunzione (novilunio), proietta un cono d'ombra sulla superficie terrestre dando così luogo ad un'eclissi di Sole. Durante un'eclissi solare la Luna copre completamente il Sole (eclissi totale) o parzialmente (eclissi parziale). Dal momento che il Sole è circa 400 volte più grande della Luna, ma è anche circa 400 volte più lontano dalla Terra, il cono d'ombra prodotto dalla Luna può raggiungere la superficie terrestre e oscurare la vista del disco solare, anche se ciò accade per tempi brevi e solo in zone limitate. L'entità del fenomeno dipende dalle maggiori o minori distanze Terra-Sole e Terra-Luna. Se la Luna si trova nella posizione di massima vicinanza alla Terra (perigeo) e contemporaneamente la Terra si trova alla massima distanza dal Sole (afelio), il cono d'ombra della Luna è della massima grandezza e il disco solare appare nelle sue dimensioni minori (dimensioni apparenti in quanto dipendenti dalla distanza): in queste condizioni si ha un'eclissi totale che interessa aree ristrette della superficie terrestre. Nelle zone circostanti, dove si proietta il disco di penombra, si ha un'eclissi parziale. Nella situazione contraria, Luna in apogeo e Terra in perielio, il cono d'ombra prodotto dalla Luna è minore e la misura del disco apparente del Sole maggiore; in questo caso sulla superficie terrestre si proietterà il cono di penombra, mentre il cono d'ombra non toccherà la superficie terrestre: si parla quindi di eclissi solare anulare. La durata delle eclissi totali è al massimo di 7 minuti e mezzo, mentre quella delle eclissi anulari circa 12. Esiste poi un ultimo tipo di eclissi solari, contenenti l'effetto combinato di eclissi totale in alcuni luoghi della Terra e anulare in altri, parlando, in questo caso, di eclissi ibrida.

Eclissi Solare Totale dell'Agosto 1999 - Austria, Oberwarth, Burgerland ).

Eclissi Lunari:
  • Eclissi lunare: Se la Luna si trova in opposizione, cioè nella fase di plenilunio, mentre attraversa un nodo si ha un'eclissi di Luna perché la Luna si trova a passare nel cono d'ombra creato dalla Terra. Poiché i due corpi continuano a muoversi rispetto al Sole, la durata dell'oscuramento dipende dal tempo impiegato dalla Luna a percorrere tutta la parte di spazio in ombra. Durante questo intervallo di tempo si ha un'eclissi totale che può durare fino a 100 minuti. Quando la Luna non si trova esattamente nella posizione nodale, entra solo parzialmente nella zona d'ombra; in questo caso si avrà una eclissi parziale. Quando la Luna attraversa il cono di penombra, si avrà un'eclissi di penombra. Le eclissi di Luna si possono vedere da qualunque punto della superficie terrestre dove la Luna sia sopra l'orizzonte.



Schema dell'esecuzione di un eclissi lunare ).



La Luna rossa, durante l'eclissi lunare del 21 gennaio 2019 ).

L'esplorazione Umana:
Gli uomini hanno messo piede per la prima volta sulla Luna il 20 luglio 1969, all'apice di una gara spaziale tra Unione Sovietica e Stati Uniti, ispirata dalla guerra fredda, durante la quale non mancarono progetti militari di entrambe le superpotenze volti a utilizzare la Luna come base o per esperimenti implicanti anche l'uso di armi nucleari, come il Project A119.
Il programma lunare sovietico fu tenuto nascosto, dalle fonti ufficiali moscovite, fino alla fine della guerra fredda.

Il primo astronauta a camminare sulla superficie lunare fu lo statunitense Neil Armstrong, comandante dell'Apollo 11. L'ultimo fu Eugene Cernan, che dopo 3 giorni e 3 ore trascorsi sulla superficie lunare con il collega della missione Apollo 17, Harrison J. Schmitt, la lasciò il 14 dicembre 1972.


E poi arrivarono i cinesi.........
( Chang'e 4 alluna nel cratere Von Karman nel lato nascosto della Luna ).
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A cura di Andreotti Roberto.

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