Měsíc krátce po úplňku. Zdroj: Wikipedie.
Jak velkou část povrchu Měsíce ze Země vidíme?
Ve škole se učí, že Měsíc má vázanou rotaci – natáčí k Zemi stále stejnou polovinu. Skutečnost je o něco složitější. Měsíc se z hlediska pozemského pozorovatele se „kolébá“. Tento jev se nazývá librace. Latinské slovo libra znamená váhy. Váhy byly dříve jen miskové. Ve stavu blízko vyvážení se chovaly jako mechanický oscilátor – kolébaly se (pokud je někdo neustálil).
Librace v šířce: osa rotace Měsíce není kolmá k rovině jeho oběhu kolem Země. Měsíc proto přibližně polovinu oběhu přivrací k Zemi severní polokouli, druhou polovinu polokouli jižní. Podobně jako Země ke Slunci. Na Měsíci to ovšem nezpůsobuje změny ročních dob, ale cca 12x rychlejší přivracení střídavě severních a střídavě jižních polárních oblastí k Zemi.
Librace v délce: dráha Měsíce kolem Země je nekruhová. Tak nekruhová, že kdyby někdo nakreslil Zemi s dráhou Měsíce kolem a nechal ji bez popisu, většinu lidí by asi napadlo, že je to Slunce s dráhou některé planetky. V důsledku toho je rychlost, s jakou Měsíc obíhá kolem Země, proměnná. Rotace Měsíce, třebaže je vázaná, je rovnoměrná, protože moment setrvačnosti Měsíce je obrovský. Je-li Měsíc blízko Země (v perigeu, přízemí), předbíhá oběh Měsíce rotaci a my můžeeme nahlédnout poněkud za jeho západní okraj. Je-li Měsíc daleko od Země (v apogeu, odzemí), je oběh Měsíce pomalejší a po přechodnou dobu je rotace poněkud „napřed“ a my můžeme vidět za východní okraj.
Paralaktická librace: Měsíc je od Země vzdálený asi 30 zemských průměrů – mnohonásobně blíž, než kterákoli planeta nebo dokonce hvězdy. Země, na které se nacházíme, rotuje. A tak my, aniž bychom se o to sami přičinili, se pohybujeme v prostoru společně s bodem na povrchu Země, na kterém stojíme, v rozpětí 12 800 km (jsme-li na rovníku) vůči pevně zvolenému bodu. Perioda tohoto pohybu je 1 den. Podle toho, odkud se na Měsíc díváme, se nám jiná polovina Měsíce jeví jako přivrácená. Naši polohu z tohoto hlediska určuje především to, zda nám Měsíc zrovna vychází, kulminuje nebo zapadá. V mnohem menší míře se do paralaktické librace promítá deklinace Měsíce. Svoji zeměpisnou šířku bez cestování měnit nemůžeme. Jsme-li blíže k pólu, projevuje se paralaktická librace méně, na pólech se takřka neprojevuje. Paralaktická librace má ve srovnání s librací v šířce a librací v délce mnohem menší význam.
Všechny druhy librace dovolují pozemskému pozorovateli spatřit až 61% měsíčního povrchu. Bez přispění paralaktické librace by tato hodnota činila 59%. Podrobné mapy libračních oblastí uvádí Atlas Měsíce Antonína Rükla.
Jak velký vliv má na zdánlivý vzhled Měsíce librace, názorně předvádí tento obrázek:
Měnící se fáze Měsíce a viditelný vliv librace. Zdroj: A. J. Cidadao.
Běžný člověk si librace nemusí všimnout vůbec. Pro pozorovatele používajícího velký dalekohled je však librace důležitým parametrem, hlavně při pozorování okrajových částí měsíčního kotouče. Ještě větší význam má fáze Měsíce, která při pozorování při velkém zvětšení hraje velkou roli. Vzhled určitého místa na Měsíci se může značně změnit během pár desítek minut. Kosmické sondy mapující Měsíc z mnohem menší vzdálenosti a obíhající kolem něj, se na libraci ohlížet nemusejí. Fáze však hraje roli i pro ně, protože ve vakuu se nerozptyluje světlo, takže všechny stíny jsou zcela černé. Co je ve stínu, to prakticky není vidět, a nejde ani vyfotografovat.
Odvrácená strana Měsíce
První snímky odvrácené strany Měsíce vyvolaly překvapení. Nikdo nečekal, že na odvrácené straně nebudou téměř žádná měsíční moře. Navzdory vyspělé technice zůstávala znalost povrchu odvrácené strany Měsíce dlouho jen orientační. Důvodem byla jednak malá potřeba znát tuto část měsíčního povrchu, jednak náklady, které byly stejné jako při snímkování jakékoli jiné oblasti Měsíce. Přestože Měsíc je náš nejbližší vesmírný soused, měsíční topografie (selenografie) byla zařazena mezi priority jen, když to bylo nezbytně potřeba k nějakému velmi konkrétnímu účelu – například před lety sond Apollo. Nerovnosti na okraji měsíčního kotouče se však měřitelně projevují v přesných okamžicích zákrytů hvězd Měsícem. Zákryty hvězd Měsícem umožňují velmi přesně a přitom s relativně jednoduchými prostředky měřit polohu Měsíce, kterou potřebujeme znát ke studiu jemných poruch jeho dráhy. Dříve proto byla selenografii věnována určitá pozornost v souvislosti se studiem dynamiky soustavy Země – Měsíc.
Naše znalosti detailů povrchu Měsíce se zlepšily v 90. letech po misích sond Galileo, Clementine a Lunar Prospector.
Cílem kosmických sond vysílaných k Měsíci ovšem není jen měsíční topografie, ale také měření magnetického pole, případné radioaktivity, měření výšky povrchu, spektrometrická měření chemického složení, případně detekce nehomogenit uvnitř Měsíce prostřednictvím gravitačních poruch drah umělých družic Měsíce. Za nejvýznamnější objev se považuje vodní led na Měsíci v blízkosti pólů – na dně kráterů, v místech, která jsou v trvalém stínu.
V současnosti se výzkumu Měsíce věnuje především sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).
Nová mapa Měsíce sestavená ze snímků LRO
V úterý 15. 3. uveřejnil vědecký tým sondy LRO komplexní zprávu o dosvadních výsledcích projektu. Data ze všech 7 přístrojů sondy zaujímají 192 terabajtů dat (cca 41 000 obyčených DVD). S pomocí Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) byla vytvořena mapa celého Měsíce s rozlišením 100 m na pixel. Mapa je doplněna srovnatelně podrobnými daty z ostatních přístrojů. „Protože Měsíc je ve srovnání s ostatními tělesy sluneční soustavy velmi blízko, a protože ke komunikaci se sondou existují speciální pozemní stanice, jsme schopni získat z LRO stejné množství dat, jako ze všech ostatních planetárních misí dohromady,“ řekl projektový vědec LRO, Richard Vondrák z NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelt, Maryland. Podrobnosti, zejména o dalších přístrojích naleznete v článku A New View of the Moon.
Zdroj
A New View of the Moon, Astrobiology Magazine, 16. 3. 2011
The Moon’s Buried Treasures, Astrobiology Magazine, 24. 10. 2010
Lunar Reconnaissance Orbiter
Astronomical Picture of the Day, (António José Cidadao) 18. 2. 2001
Další články o měsíčním povrchu
KOCOUR, Vladimír: Co pozorovat na Měsíci, librace, Povětroň-Speciál, Pohlednice z Měsíce, str. 10 – 15 (PDF, 928 kB)
GABZDYL, Pavel: Seznam misí kosmických sond k Měsíci do r. 2010, Prohlídka Měsíce
Knihy
RÜKL, Antonín: Atlas Měsíce, Albatros, Praha 1991
