Ай (серік)

Ай () — Жердің табиғи серігі, өзінен жарық шығармайтын Жерге ең жақын аспан денесі. Ол Жерді эллипстік орбита бойымен (1,02 км/сек жылдамдықпен) айналады. Жер мен Ай арасындағы орташа қашықтық  км.

 Айдың аспан денесі ретінде сипаттамасы 

 Жалпы көрсеткіштері 
 Массасы Жердің салмағының 1/81 тең, яғни 7,35*1022  кг. 
 Тығыздығы 3344 kg/m3
 Ай диаметрі 3476 км (Жер диаметрінен 4 еседей аз), яғни радиусы 1738 км.
 Айдың өз  атмосферасы жоқ. Бетіндегі температурасы −173 °C -ден 127 °C -ге дейін барады. Айдың қалыңдығы 60–120 км фелдшпат жотадай қабығы силикат мантияның үстінде жатыр. Базальт лавалары Ай бетінің 17 % жабады. Радиусы 300—400 шағын (Ай көлемінің 2—3 % құрайтын) темір ядросының болуы ықтимал. 
 Ай бетіндегі ауырлық күшінің үдеуі 1,62 м/сек2. Орбитасының эллипсті және аспан денелері ұйытқуы ықпалында болуына байланысты Айдың Жерден қашықтығы 356400 км-ден (перигейінде) 406800 км-ге (апогейінде) дейін артады, ал орташа қашықтығы 384401 км. Осы ауытқуға сәйкес Айдың көрінерлік бұрыштық диаметрлері 33' 32"-тан 29' 20"-қа дейін өзгереді.

 Орбитасы 
Ай орбитасы жазықтығы мен Жердің Күнді айнала қозғалу жазықтығының арасындағы бұрыш 50-қа жуық. Айдың эллипстік орбитамен шығысқа қарай бір тәулікте 13о-тай жылжуына байланысты оның Жерден қарағандағы көрінісі өзгеріп отырады. Осыған сәйкес Ай фазасы ауысады.

Айдың бірдей екі фазасы аралығындағы уақыт 29,53 тәулік (синодтық ай), ал оның жұлдыздарға қатысты Жерді бір айналып шығатын уақыты 27,32 тәулік (сидерлік ай немесе жұлдыздық ай) болады. Айдың өз осінен айналу периоды Жерді айналып шығу периодымен бірдей болғандықтан 59%-тін қамтитын жарты сферасы көрінеді. Қалған 41%-ті көрініп үлгермейді. Арғы беті осы себепті ғарыш кемелерімен арнайы суретке түсіріліп, картасы жасалынады

 Ай фазалары 

Ай фазасы — Айдың жерге көрінетін бөлігінің әр түрлі пішінде болуы. Күннен түсетін жарықтың жеpгe, Айға түрліше қалыпта  орналасуынан жаңа Ай туғанда орақ тәрізді болып көрінеді. Жаңа Ай Күннен шығысқа қарай қозғалады да, біртіндеп тола бастайды. 2 аптада дөп-дөңгелек толған Айға айналады. Бірақ осы қалпында тұрып қалмайды. Келесі жаңа фазасына ауысады. Айдың Күн түсіп тұрған жағы жарық болып тұрады.

 220px 200px 200px 200px Ай фазалары (1,2 сурет) және солтүстік (3) пен оңтүстік (4) полюстары

 Ай бетіндегі күйі 
Ай бетіне түскен Күн сәулесінің 7%-і ғана кейін шағылады. Айдың 354 сағатқа созылатын күндізгі уақытында оның беті 130оС-ға дейін қызса, сонша уақытқа созылатын түнінің ортасында — 170оС, ал таң алдында — 200оС-ға дейін суиды. Атмосферасының жоқтығынан Ай бетінің жылынуы мен суынуы Күн сәулесінің түсу бұрышына байланысты тез өзгеріп отырады. Жай көзбен қарағанда Ай бетінде қарауытқан дақтар көрінеді. Олар шартты түрде “теңіздер”, “мұхиттар”, “көл”, “шығанақ” деп аталған. Сыңардүрбімен (телескоппен) қарағанда Ай бетінен тау сілемдері, жарықтар, арналар, шыңдар, аңғарлар мен киіз үй пішінді объектілер, “кратер”, “цирк” деп аталатын сақина тәрізді таулар, ұзыннан ұзақ созылып жатқан жоталар мен тау тізбектері (Альпілер, Аппениндер т.б. делінетін) байқалады. Негізінен аспан тастарының соқтығуынан болған кратерлердің диаметрлері бірнеше км-ден 400 км-ге дейін барады. Цирктердің диаметрі шамамен 200-250 км, ал оны қоршаған тау жоталарының биіктігі 3-7 км. Ай бетін үлкенді-кішілі тас, құм және ұлпа топырақ жапқан. Бұл тастар Күн сәулесі әсерінен желініп жұмырланған. Ғарыш кемелерімен Айдан әкелінген материалдарды зерттеу нәтижесінде, онда тіршіліктің ең жабайы түрінің де жоқ екендігі анықталды. Ай материалының химиялық құрамы Жердегіден өзгеше. Ай жынысында хром, титан, цирконий сияқты элементтер көп, ал алтын, күміс, платина сияқты элементтер аз кездеседі. Онда негізінен темір, титан, цирконий қоспасынан құралған белгісіз минералдар табылды. Ай жыныстары бұдан 3,6-4,6 миллиард жылдар бұрын пайда болған. Бұл — Күн жүйесінің жаралуымен шамалас уақыт. Айдың планеталардан қалған заттардан өз алдына дербес жаралуы мүмкін. Кейін оны Жер өзіне тартып серік етсе керек. Бұл мәліметтер өткен заманда Ай Жерден бөлініпті-міс, Тынық мұхиты соның орны екен деген көзқарастың теріс екендігіне дәлел болып отыр.

 Ай жыныстарының химиялық құрамы 
Ай топырағы құрлық пен теңіз аймақтарында қатты айқындалады.

 +Ай жыныстарының химиялық құрамыА.Цимбальникова, М.Паливцова, И.Франа, А.Машталка,Химический состав фрагментов кристаллических пород и образцов реголита «Луны-16» и «Луны-20»,Космохимия Луны и планет. Труды Советско-Американской конференции по космохимии Луны и планет в Москве (4—8 маусым 1974 года),Академия наук КСРО, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США,М,Наука,1975,156—166 бет.
  Элементтер  «Луна-20» аппаратымен жеткізілген«Луна-16» аппаратымен жеткізілген
  Si 20,0  20,0
  Ti0,281,9
  Al12,5 8,7
  Cr0,110,20
  Fe5,113,7
  Mg5,75,3
  Ca10,39,2
  Na0,260,32
  K0,050,12


АМС «Луна-20»топырақты құрлықтық аймақтан алған, ал «Луна-16» - теңізден алған.Геофизические и геохимические особенности Луны..

 Айдың құрылымы 
Ай — дифференциалды дене: ай қыртысы,  мантия және ядродан құрылған.

Ішкі ядроның радиусы 240 км, бұл қабатта темір көп болады. Сыртқы ядроның диаметрі 300-330 км, ол сұйық темірден құралған. Ядродан кейінгі қабатының радиусы 480-500 км, бұл қабат жартылай балқығанЛунное ядро (NASA)  .

Ай қыртысының радиусы ~ 50 км.

 Тұтылу 

Тұтылу бір аспан денесінің екінші денені тасалауы немесе өзі жарық шығармайтын аспан денесі көлеңкесінің сондай екінші бір денеге түсуі салдарынан болады. Мысалы, Күннің тұтылуы оны Ай тасалағанда, Айдың тұтылуы оған Жердің көлеңкесі түскенде, планета серіктерінің Тұтылуы олар планета көлеңкесіне енгенде, ал қосжұлдыз жүйесіндегі тұтылу олардың бір-бірін тасалаған кезінде болады.

Күннің тұтылуы
Ай кеңістікке Күн мен Айдың сыртқы жанамасы арқылы түзілетін конустық көлеңке түсіреді, оның төбесі Ай ортасынан 368 – 380 мың км қашықтықта болады. Сондықтан конустық көлеңке Айдан 363 – 406 км қашықтықтағы Жерге дейін жетеді. Ай көлеңкесінің Жерге түсетін диаметр 270 км. Бұл – Күн толық тұтылатын ең үлкен аймақ. Осы аймақта Ай Күнді түгелдей тасалайды. Конус төбесінің арғы жағындағы аймақта бақыланған Айдың бұрыштық диаметрі Күн диаметрінен кіші болады да Ай Күн дискісінің ортасын тасалап, оның шетінен жарық сақина қалады. Мұны Күннің сақина тәрізді тұтылуы дейді.

Айдың тұтылуы
Айдың шала тұтылуы Ай Жердің көлеңкесіне енген уақытта басталып, 3,75 сағатқа созылады. Осы уақыттың орта шенінде Ай толық тұтылып, ол 1,75 сағатқа созылады. Толық тұтылу кезінде жер атмосферасынан шағылған Күн сәулесінің шамалы мөлшерінің Ай бетіне түсуі салдарынан Ай беті күңгірттенеді. Күн тұтылу тек жаңа Ай, ал Ай тұтылу тек толған ай кезінде (бірақ олардың әрқайсысында емес, тек Күн мен Айдың аспан сферасындағы көрінерлік жолы қиылысатын Ай орбитасының түйіндеріне Күн мен Ай айтарлықтай жақын келгенде) ғана болады.

Айды зерттеу
Айға “Луна”, “Зонд”, “Рейнджер”, “Сервейер”, “Лунар Орбитер” және адам басқаратын “Аполло” планетааралық автоматты кемелер арқылы зерттеулер жүргізілді. Ай бетіне алғашқы адам 1969 жылы 21 шілдеде қадам басты (Н.Армстронг, Америка Құрама Штаты). Айда 1969-1972 жылдары 12 астронавт ғылыми-зерттеулер жұмыстарын жүргізді.

Айда 1969 — 1972 ж. 12 астронавт ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізді. Айға сапар – сериялы «Аполлон» ғарыш кемелерімен Айға ұшуды жүзеге асырған адамдар тобының сапары. Әр сапарға үш астронавт қатысты, оның екеуі Айға арнаулы кабинамен қонып, біреуі орбитадағы негізгі бөлікте қалып, айналып ұшып жүрді. Бортында астронавтар бар «Аполлон-8» кемесі 1968 ж. 24 желтоқсанда Айдың жасанды серігі орбитасына шығарылды. Қонатын орын сайлау мақсатында Ай беті жақыннан суретке түсірілді, телевизиялық репортаж жүргізіліп, Айдың жасанды серігі орбитасынан Жерге қарай ұшатын жолға қайта түсу, Жер – Ай жолында ұшу, екінші ғарыштық жылдамдықта атмосфераға ену жұмыстары атқарылды. Ұшу бас-аяғы 6 тәулік 3 сағат, 42 минутқа созылды.

1969 ж. 18 майда аттандырылған «Аполлон-10» кемесімен астронавтар Ай кабинасына өтіп, Жер серігінен 12,8 км биіктікте 4 айналым жасап, аман-есен Жерге оралды. Ұшу 8 тәулік 3 минут 23 секундқа созылды.

1969 ж. 16 шілдеде Гринвич уақыты бойынша 13 сағат 32 минутта «Аполло-11» ғарыш кемесі Айға аттанды. Ай кабинасы негізгі бөліктен бөлінгеннен кейін, автоматты режимде құлдилау басталды. Қонуға жақын қалғанда Армстронг кабинаның көлемдері 3 м-ге дейін жететін тастарға толы қазаншұңқырға тап келгенін дер кезінде байқап қалады, автоматты режимді өзгертеді де басқаруды өз қолына алып, Ай кабинасын қазаншұңқырдан 330 м шалғайға апарып қондырды.

1969 ж. 20 шілдеде Гринвич уақыты бойынша 20 сағат 17 минут 42 секундта кеме табаны Тыныштық теңізі тегісіне тиді. 1969 ж. 21 шілдеде 2 сағат 56 минут 20 секундта Армстронг адамзат тарихында тұңғыш рет Ай үстіне аяқ басты. «Бұл – адамның қарапайым қадамы, бірақ адамзат үшін ғаламат секіріс» – деп бастады, ол алғашқы толқулы сөзін. Астронавтар Ай үстінде жүруді меңгерді, бірқатар ғылыми приборлар орнатты, 22 кг Ай жынысының үлгісін жинап, суретке түсірді. Олар Ай үстінен Жермен телевизиялық байланыс жасап, қайтыс болған бес ғарышкердің (Юрий Гагарин, Владимир Комаров, Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт, Роджер Чаффи) бейнесі бедерленген медальдарды қалдырды. Сыртта Армстронг 2 сағат 31 минут 40 секунд, Эдвин Олдрин 2 сағат 15 минут болды. Ай кабинасына әуелі Олдрин оралып, арада он минут өткен соң Армстронг мінді. 1969 ж. 24 шілдеде кеме Жерге қайтып оралды. Ұшу 8 тәулік 3 сағат 18 минут 35 секундқа созылды. «Аполлон-12» ғарыш кемесі астронавтары алдарына қойылған мақсат – Айды зерттеу, Ай бетіне изотопты генератордан ток алатын ғылми құралдарды орнату, Жерге Ай жыныстарының үлгілері мен сонда 1967 жылғы 20 сәуірден жатқан «Сервейер-3» автоматты ғарыш аппаратының кейбір бөлшектерін Жерге алып келу болды. Қонғаннан кейін астронавтар кемеден 450 м қашықта жұмыс жасады. Ұшу 10 тәулік 4 сағат 36 минут 25 секундқа созылды. 
«Аполлон-13» кемесі Жерден 330 мың км алыстап, Айға 91 мың км қалғанда оттекті-сутекті жанармай элементтері батареясына арналған оттегі бар қалбыр жарылып, кеменің негізгі бөлігі электр қуатынсыз қалды. Екі астронавт Ай кабинасына өтті, үшіншісі экипаж бөлімінде болды. Ай кабинасынан экипаж бөліміне оттек келіп тұруы үшін екі арадағы люктер ашық қалдырылды. Ғарыш кемесі эллиптикалық геоцентрлік орбита бойынша Айды үлкен эксцентриситетпен айналып ұшып өтіп, Жерге оралды. Ұшу 5 тәулік 22 сағат 54 минут 41 секундқа созылды.

«Аполло-14» кемесінің қонатын аймағы «Аполло-13» орындай алмаған Фра Мауро қазаншұңқыры төңірегі болды. Әдеттегі міндеттерге қоса астронавтарға бұл жолы шағын магнитометрдің көмегімен локальды магниттік өрісті зерттеу, Айдың жасанды серігі орбитасындағы негізгі бөліктен Ай үстін радиозондтау, Жер мен Ай арасындағы ұшу жолында технологиялық тәжірибелер жасау, «Аполло-12» ғарыш кемесі астронавтары орнатып кеткен сейсмометрмен сейсмологиялық дірілді тіркеу мақсатында «Сатурн-5» ракета ұшырғышының соңғы сатысын орбитадан Ай бетіне тастау ісін жүзеге асыру жоспарланды. Қонғаннан кейін астронавтар сыртқа екі рет шығып, алғашқысында 4 сағат 48 минут, кейінгісінде 4 сағат 35 минут уақыт болып, кемеден 1,2 км-ге дейін қашықтай алды. Зерттеу жүргізген аймақтың кедір-бұдырлығынан магнитометр салынған салмағы 9 кг екі дөңгелекті арбаны көп жағдайда астронавтардың өз қолдарымен көтеріп алып жүрулеріне тура келді. Айдан ұшып шығу және Жерге оралу алдын ала жасалған штатты бағдарлама бойынша жүзеге асырылды. Ұшу 9 тәулік 1 минут 57 секундқа созылды.

«Аполло-15», «Аполло-16» және «Аполло-17» ғарыш кемелерінде Айды жасанды серігі орбитасынан зерттеуге арналған приборлар кешені, кемеден бөлек ұшып жүріп зерттейтін автономды Айдың жасанды серігі, ал Ай кабинасында астронавтар айдап жүретін «Ровер» Ай электромобилі болды.

«Аполло-15» ғарыш кемесі негізгі бөлігінен ажыраған Ай кабинасы қонғаннан кейін екі астронавт кемеден сыртқа үш рет шықты. Алғашқысы 6 сағат 33 минут, екіншісі 7 сағат 12 минут, үшіншісі 4 сағат 50 минутқа созылды. Астронавтар зерттеу жұмыстарын Ай электромобилімен жүргізді, олар 27,2 км аймақты шарлап, Ай тастарын жинады, тас жынысы үлгісін алу үшін және Ай қыртысынан шығатын жылу ағынын өлшейтін құралдарды орнату үшін 2,7 м тереңдікте бірнеше оқпан қазды. Айдан Жерге оралу негізгі бағдарламаға сай өтті. Ұшу 12 тәулік 7 сағат 11 минут 53 секундқа созылды.

Кейбір технологиялық және биологиялық тәжірибелер «Аполло-16» астронавтарына жүктелген жаңа міндеттер болды. Астронавтар қонғаннан кейін кемеден Ай бетіне 7 сағат 11 минут, 7 сағат 23 минут және 5 сағат 40 минуттан үш рет шықты. Олар кемеден 5 км қашықтықта ғылыми-зерттеу жұмысын жүргізді. Ай электромобилі ылдилы жерлерде сағатына 17 км жылдамдыққа дейін алып отырды. Олар 27,1 км жол жүріп, 3 м тереңдікте оқпандар қазды. Ай бетінде қалған Ай электромобиліне орнатылған телекамера арқылы ұшып шығу сәті телекөрініске түсірілді. Жерге оралу ойдағыдай өтті. Ұшу 11 тәулік 1 сағат 51 минут 5 секундқа созылды.

«Аполло-17» ғарыш кемесінің Ай кабинасы негізгі бөліктен бөлініп, Ай бетіне қонғаннан кейін кеме басшысы мен Ай кабинасының ұшқышы кемеден сыртқа 7 сағат 12 минут, 7 сағат 37 минут және 7 сағат 15 минуттан үш рет шықты. Ай кабинасынан 7 км қашықтықта астронавтар Ай электромобилімен 35,7 км жол жүрді, ғылыми-зерттеу ісін жүргізді. Ылдилы жерлерде Ай электромобилі сағатына 18 км-ге дейін жылдамдық алды. Тереңдігі 3 м оқпандар қазды, Ай тастарының үлгісін жинады. Жерге оралу негізгі бағдарламаға сай өтті. «Аполло-17» кемесінен кейін Айға сапар тоқтатылды.

Solar_eclipse_1999_4_NR.jpg
STEREO-B_solar_eclipse.jpg

 Ай бойынша бағдарлану. 
Басқа шырақтан өзгешелігі Ай бізге күндіз де, түнде де көріне алады. Ай дың бірдей фазасы 29,5 күн өткен сайын қайталап отырад: жаңа айдан жаңа айға дейін, не толған айдан толған айға шейін 29,5 тәулік  өтеді. Онан соң Ай аспандағы орнын ауыстырып, Күннен әртүрлі қашықтықта болып отырады. Жаңа айдың дөңесі күнбатысқа қарап тұрады да іңірде көрінеді, ал ескі, бітуге таяған айдың дөңесі күншығысқа қарап тұрады да, өзі таңмен аралас көрінеді .

Толған ай аспан сферасында Кұнге қарама – қарсы, шын түс ортасы кезінде  меридиан жазықтығында болады  да, оңтүстікті көрсетеді. Бұл кезде Ай Күн бата туады, Күн шыға батады, сөйтіп ол түну бойы аспанда болады. Ай бәрәншә ширегінде, 7-8 жаңасында, Күннен -0 градус қашықтықта болады да кешкі сағат 6-7 кезінде кульминациялайды. 

 Дереккөздер 

Санат:Астрономия