Ez a szócikk a Föld holdjáról szól. Hasonló címmel lásd még: Hold (egyértelműsítő lap).

Ez a szócikk feltüntet forrásokat, de azonosíthatatlan, hol használták fel őket a szövegben. Önmagában ez nem minősíti a szócikk tartalmát: az is lehet, hogy minden állítása pontos. Segíts lábjegyzetekkel ellátni az állításokat! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye

Hold
A telihold látképe 2010. október 22-én
Pályaadatok
Földközel	363 104 km (0,0024 CsE)
Földtávol	405 696 km (0,0027 CsE)
Fél nagytengely	384 400 km (0,0026 CsE)
Pálya kerülete	2 413 402 km (0,016 CsE)
Pálya excentricitása	0,0554
Orbitális periódus	27,321661 nap
Szinodikus periódus	29,5305889 nap (29 nap 12 óra 44,05 perc)[1]
Keringési periódus	27,321661 d (27 nap 7 óra 43,2 perc)
Min. pályamenti sebesség	0,968 km/s
Átl. pályamenti sebesség	1,022 km/s
Max. pályamenti sebesség	1,082 km/s
Inklináció	változik: 28,60° és 18,30° között (5,145 396° az ekliptikával)
Felszálló csomó hossza	125,08°
Földközel szöge	318,15°
Anyabolygó	Föld
Központi égitest	Föld
Fizikai tulajdonságok
Átlagos átmérő	3476,2 km
Egyenlítői átmérő	3476,2 km[2] (a földi 0,273-szerese)
Poláris átmérő	3472,0 km (a földi 0,273-szerese)
Lapultság	0,0012
Felszín területe	3,793·107 km² (a földi 0,074-szerese)
Tömeg	7,347673·1022 kg (0,0123 földi)
Átlagos sűrűség	3344 kg/m³
Felszíni gravitáció	1,62 m/s2
Felszíni gravitáció az egyenlítőnél	1,622 m/s², (0,1654 g)
Szökési sebesség	2,38 km/s
Forgási periódus	27,321661 nap (kötött keringés)
Tengelyferdeség	3,60°-tól 6,69°-ig változik (1,5424° az ekliptikához)
Az égi északi pólus rektaszcenziója a felszínen	266,8577° (17 h 47 m 26 s)
Az égi északi pólus deklinációja a felszínen	65,6411°
Albedó	0,12
Felszíni hőmérséklet
Min.	40 K Felszíni
Átl.	250 K Felszíni
Max.	396 K Felszíni
Látszólagos fényesség	-12,74
Kéreg összetevők	Oxigén: 43% Szilícium: 21% Alumínium: 10% Kalcium: 9% Vas: 9% Magnézium: 5% Titán: 2% Nikkel: 0,6% Nátrium: 0,3% Króm: 0,2% Kálium: 0,1% Mangán: 0,1% Kén: 0,1% Foszfor: 500 ppm Szén: 100 ppm Nitrogén: 100 ppm Hidrogén: 50 ppm Hélium: 20 ppm
Atmoszféra
Légköri nyomás	3 · 10-13kPa
Összetevők	Hélium: 25% Neon: 25% Hidrogén: 23% Argon: 20% Metán, ammónia, szén-dioxid: nyomokban
A Wikimédia Commons tartalmaz Hold témájú médiaállományokat.
WL entity
Sablon • Wikidata • Segítség

A Hold a Föld egyetlen holdja, a Naprendszer egyik óriásholdja. A Földtől mért átlagos távolsága 384 402 kilométer, ami nagyjából a Föld átmérőjének 30-szorosa – más mértékegységekben 0,002 CsE vagy 1,3 fénymásodperc (a Nap visszaverődő fénye 1,3 másodperc alatt jut el róla a földi megfigyelőhöz). Átmérője 3476 kilométer, ami hozzávetőleg negyede a Földének. Ezzel a Hold a Naprendszer ötödik legnagyobb holdja a Jupiter három holdja, a Ganymedes, a Callisto és az Io, valamint a Szaturnusz Titan holdja után.

A felszíni nehézségi gyorsulás (és így a testek súlya) körülbelül hatoda a földinek, így a rajta járó űrhajósok a 80–90 kg-os űrruhában is könnyedén mozogtak, ugráltak. A Holdnak nincsen számottevő légköre^[3][4], rendkívül ritka atmoszférájának teljes tömege 25 000 kg, aminek felszíni sűrűsége 2·10⁵ részecske/cm³.^[5] A Föld szabályosan ismétlődő takarása miatt néhány napig a napszél nem éri el a Holdat, ekkor a Föld külső légkörében lévő oxigénionok a Hold felszínére juthatnak.^[6] Égboltja a sűrű légkör hiánya miatt teljesen fekete nappal is.^[7][8] Az űrkutatásban a Hold elsősorban a légkör hiánya miatt nem alkalmas a marsi viszonyokhoz adaptálható technológia kidolgozására.^[9]

Kötött keringése miatt mindig ugyanaz az oldala fordul a Föld felé és az innenső oldalán álló holdi megfigyelő (például az Apollo űrhajósai) számára a Föld mindig ugyanott látszik állni az égen (persze bolygónk ugyanúgy fázisokat mutatva elfogy és megtelik, mint a földi égen is a Hold). A Holdról azonban a Földnek nem mindig ugyanaz az oldala látszik.

A Hold különleges helyet foglal el az emberiség kultúrtörténetében. Az őskor és az ókor vallásaiban istennek tekintették. Az európai kultúra legismertebb holdistensége a görög Szeléné és római megfelelője, Luna istennő, de az egyiptomiak Honszu istenétől a maják Ixchelén át az észak-amerikai navahók Yoołgai asdząąn istennőjéig még tucatnyi kultúrában tisztelték istenként.

A Hold az első olyan égitest, amelyet nemcsak passzívan (szabad szemmel, illetve távcsővel) figyeltek meg, hanem rádióhullámok rásugárzásával is vizsgálták. 1946-ban az Egyesült Államokban és Magyarországon sikerült kimutatni a radarhullámok visszaverődését a Holdról.

A Holdat először 1959-ben a szovjet Luna-program első űrszondája, a Luna–1 érte el, de ez még csak elrepült mellette. Az első olyan, ember alkotta tárgy, amely valóban eljutott a Holdra, a Luna–2 szonda volt ugyancsak 1959-ben: ez a szonda egyszerűen becsapódott a felszínbe és ettől megsemmisült. A Hold felszínéről először a Luna–3 készített közelképet, amikor elrepült mellette. Az első sikeres sima leszállás a Luna–9-é volt 1966. február 3-án, az Oceanus Procellarumon. Nem sokkal később, 1966. április 3-án a Luna–10 lett az első olyan szonda, amely Hold körüli pályára állt.

A Holdat nemcsak űrszondákkal kutatták, hanem mindeddig ez az egyetlen olyan Földön kívüli égitest, amelyen ember is járt. Az amerikai Apollo-program keretében először az Apollo–8-as repüléssel sikerült Hold körüli pályára állnia embert szállító űrhajónak (1968. december 24.). Majd az Apollo–11 űrhajósai, Neil Armstrong parancsnok és Buzz Aldrin holdkomppilóta lettek az első emberek, akik holdkompjukkal sikeres leszállást hajtottak végre (1969. július 20.), és küldetésük csúcspontjaként kiléphettek a holdfelszínre a Nyugalom Tengerén (Mare Tranquilitatis). A Szovjetuniónak is megvolt a maga holdprogramja, ám amikor nyilvánvalóvá vált a lemaradásuk az amerikaiaktól, felhagytak a költséges versennyel. Eközben az Egyesült Államokban szintén pénzügyi okokból törölték az Apollo-program utolsó három repülését, így máig mindössze 12 amerikai űrhajós járt a Hold felszínén. A Holdra a 2020-as évek közepén terveznek ismét embert küldeni, az Artemis-program részeként.

Etimológiailag, mivel a Földet kísérő mellékbolygó, a Hold után hivatkoznak az univerzumban minden más bolygó körül keringő kísérőbolygóra. A csillagászatban minden olyan égitest hold, amely egy bolygó körül kering. A Föld körüli pályára állított mesterséges objektumok neve műhold.

Eredete és fejlődéstörténete

A Hold az Apollo-program során gyűjtött geológiai bizonyítékok alapján nagyrészt a Föld anyagából származik. Korábban több elmélet is létezett az égitest keletkezésére, amelyek között nem is szerepelt a végül bizonyított elképzelés.

A legkorábbinak George Darwin kiszakadás-elmélete számít, amely szerint a Naprendszer kialakulásának kezdetén a még olvadt állapotban levő Föld olyan gyorsan forgott tengelye körül, hogy egy nagy anyagcsomó szakadt ki belőle vélhetően a mai Csendes-óceán térségéből, amely hamar gömb alakot vett fel és pályára állt a maradék anyabolygó körül. Ám ez az elmélet olyan gyors forgást feltételez, amilyen sohasem jellemezte a Földet, ráadásul a megjelölt helyszín fiatal kőzetei nem erősítik meg egy olyan geológiai esemény megtörténtét, mint a kiszakadás.

Egy másik jelentős, egykori elméletnek tekinthető a befogás-elmélet, amelynek hívei szerint a Hold valahol a Naprendszer más fertályán keletkezett, pályája keresztezte a Föld keringési pályáját, majd egy közeli találkozás során a nagyobb égitest befogta a nagyobb gravitációjával. Azonban ennek a hipotézisnek a működőképességéhez igen valószínűtlen feltételek különleges együttállása kellett volna, sokkal valószínűbb, hogy egy ilyen találkozásnak ütközés vagy a befogás ellenkezője (a Föld gravitációja más irányban parittyázta volna messze el a közeledő Holdat) lett volna a vége.

A harmadik elmélet a két égitest párhuzamos kifejlődéséről szólt. Eszerint a Nap körüli akkréciós korongban egymás mellett két kis bolygócsíra fejlődött a korong poranyagában és kissé aszimmetrikus ikerbolygót alkottak. Ám ez az elmélet a két bolygótest anyagösszetételének különbözőségén bukott meg (a Hold kőzeteiben kevés a víz és a vas). Mindhárom elmélet legnagyobb buktatója azonban az volt, hogy nem adott magyarázatot a Föld–Hold rendszerben meglévő impulzusmomentum kérdésére.

A végül bizonyított és ma elfogadott keletkezés-történeti elképzelés szerint valamikor a Naprendszer kialakulását követő 30-60 millió (de legkésőbb 100 millió) éven belül, nagyjából 4,527 ± 0,01 milliárd évvel ezelőtt egy hatalmas bolygóközi ütközés történt. Ebben a formálódó ős-Föld és egy Mars méretű bolygócsíra (melyet Theiának neveztek el) összeütközött, és az ütközés által kilökődött anyag állt össze előbb gyűrűvé, majd gömb alakú bolygótestté, a későbbi Holddá. Eszerint a Hold anyaga a Földből származik, ám jelentős mennyiségben lehet benne a becsapódó másik test anyagából is. A feltételezett becsapódás jól magyarázza, miért van a Holdnak méretéhez képest viszonylag kis, fémes magja, a két ütköző égitest magja ugyanis a Földön maradt, és a két köpeny könnyebb anyagának lerepülő szilánkjai képezték a Föld körüli gyűrűt. Mivel mindkét égitest megolvadt az ütközés során, részben mozgási energiájuk miatt, ezért anyaguk fajsúlya szerint rétegződött, a nehezebb elemek így a magba kerültek.

Később a két bolygótest együtt fejlődött tovább, bár a fejlődéstörténetük két önálló irányt vett. A Föld légkörének, mágneses mezejének és méretének köszönhetően mások voltak a felszínformáló erők, mint kísérőjén. A Holdon a napszél és a folyamatosan a felszínre záporozó testek bombázása alakította a felszínt, mivel a kisebb test hamarabb lehűlt és a vulkáni vagy tektonikai aktivitás már a fejlődéstörténet igen korai szakaszában leállt. Éppen ezért a Hold földtani korszakait a meghatározó becsapódásokkal jelezzük, így különböztetünk meg Nectaris-korszakot, Imbrium-korszakot, Eratoszthenészi-kort, Kopernikuszi-kort.

A becsapódások mellett a késői nagy bombázás korszakát követően, az imbriumi-korban – 3,5-3 milliárd évvel ezelőtt – a vulkanizmus is komoly szerepet játszott a felszín kialakításában. A hatalmas, több száz kilométer átmérőjű medencéket kialakító becsapódások az adott helyeken nagyon levékonyították a kérget és így a vékony, töredezett kőzetrétegen át könnyen fel tudott törni a mélyből az olvadt kőzet. A hatalmas lávafolyások bazaltfolyamai 100-200 millió év alatt feltöltötték a nagy becsapódásos medencéket és így megszülettek a holdtengerek, a marék. Az óriási becsapódási kráterek szélén felgyűrődött, összetöredezett kőzetlemezek pedig, miután magát a medencét és a lemezek réseit kitöltötte a láva, hegyláncokként maradtak hátra. A lávafeltörések közül a legutolsó az eddig elfogadott 1 milliárd évvel szemben mintegy 50-100 millió évvel ezelőtt történhetett.^[10]

Keringése és keringésének helye a Föld–Hold rendszerben

A Hold a Föld–Hold rendszer tömegközéppontja körül kering. Egy Föld körüli keringést a háttérben levő csillagokhoz viszonyítva 27,32 nap alatt tesz meg, ezt nevezzük sziderikus keringési időnek. Mivel azonban mindeközben a Nap körül is kering a Hold, ezért egy kissé tovább tart, hogy ugyanabba a fényfázisba térjen vissza. Ez az idő 29,53 napig tart, ezt nevezzük szinodikus keringési időnek. Az anomalisztikus hónap 27,55, a drakonikus hónap 27,21 nap. Kísérőnk keringési síkja nem a földi egyenlítő, hanem az ekliptikához közeli, azzal kb. 5,15°-os szöget zár be.

A Hold tömege a Föld tömegének csak 1/81 része, ezért a rendszer közös tömegközéppontja a Föld gömbjén belülre esik, az ábrán piros kereszttel jelölt mélységbe. Az a jelenség, hogy a Föld saját középpontja is kering ekörül a pont körül, jelentős hatással van a dagálykúpok magasságára is.

A Hold felszíne a földi szárazföldek összfelületének mindössze negyede.

Napjaink elfogadott tudományos vélekedése, hogy a Hold hatalmas szerepet játszott az élet kialakulásában. Az általa keltett apály és dagály a tengerpartok mentén ugyanis elősegítette a vízből kijutó szárazföldi életformák megjelenését.

• 

  Egy híres kép: Földkelte^[11]

• 

  A Voyager–1 űrszonda felvétele Föld-Hold rendszerről 11,6 millió kilométer távolságból

• 

  A Hold túlsó oldala

• 

  A Hold haladási mintája

Árapályjelenség

Bővebben: Árapály

A tengerparton élők, nyaralók számára ismert jelenség a tenger vízszintjének ritmikus emelkedése, apadása. Az árapály azonban ennél sokkal bonyolultabb jelenség, és nemcsak a tengerek vízszintjére hat, ám a köztudat helyesen köti a Holdhoz. A Hold gravitációs vonzásának hatására a földfelszín Hold felé mutató részei kissé megemelkednek (a tengervíz a leginkább, mivel a folyékony testek könnyebben változtatnak alakot erőhatásra), hullámhegyet alkotnak, az előtte és mögötte 90°-ra fekvő területek pedig kissé lesüllyednek. A hullámhegyet hívjuk dagálynak, a hullámvölgyet apálynak. A jelenségben még a Nap vonzása is szerepet játszik, ám annak hatása csak mintegy 1/3-a a Holdéhoz képest. (A dagálykúp akkor a legmagasabb, amikor a Nap–Hold–Föld ebben a sorrendben, egy egyenesen helyezkedik el, és a gravitációs hatások erősítik egymást, ilyenkor az apály is alacsonyabb. Erre újholdkor kerül sor.) Az árapály a földfelszínre gyakorolt hatása mellett visszahat az egész Föld–Hold rendszerre is. A Föld forgása lassul tőle, számítások szerint 100 évente 2,9 másodperccel, amely addig fog folytatódni, amíg a Föld forgási és a Hold keringési ideje ki nem egyenlítődik. Számítások szerint ez 1,6 milliárd év múlva következik be, amikor egy nap 55 mai nap hosszú lesz és a Hold is ennyi idő alatt kerüli meg a Földet. Ekkor a Hold a Földnek csak egy oldaláról lesz látható és adott helyen mindig ugyanott lesz megfigyelhető az égbolton. A Föld lassuló tengelyforgása mellett az árapály hatására a Hold folyamatosan távolodik a Földtől, évente 3,8 centiméteres sebességgel.^[12]

Libráció

Bővebben: Libráció

Köztudott, hogy a Holdnak mindig ugyanaz az oldala fordul a Föld felé. Ez azonban csak közelítőleg igaz. Az ettől való eltérést, azaz a Hold keringése során megfigyelhető billegését librációnak nevezzük. A libráció miatt a Hold felszínének kb. 59%-a bukkan elő valamikor a keringési periódus során, azaz csak 41% van mindig a túloldalon. Ha azonban mindig tökéletesen ugyanaz az oldal fordulna felénk, akkor ez az arány szinte pontosan 50-50% lenne (49,8-50,2%^[13]) A Holdnál egyszerre figyelhető meg optikai (azon belül a mozgás irányát tekintve hosszúsági és szélességi), illetve fizikai libráció.

A hosszúsági librációt az égitest ellipszis alakú pályája okozza. Mivel a Hold tengely körüli forgása állandó, viszont pályája ellipszis alakja miatt a keringési sebessége változó, ezért földtávolban lelassul és ekkor a nyugati oldalon mutat meg a túloldalából 7,9°-ot, földközelben pedig felgyorsul és a keleti oldalon láthatunk ugyanannyit a túloldalból.

A hosszúsági librációt növeli a napi parallaxis: amikor a Hold felkel, akkor a nyugati széléből látunk többet, amikor lenyugszik, akkor a keletiből, mivel a földi megfigyelő a Föld forgása következtében más irányból (a földrajzi helyétől függően több ezer kilométerrel távolabbról) látja a Hold felszínét.

A szélességi libráció oka, hogy a Hold keringési síkja 5°-os szöget zár be az ekliptikával; és mivel a forgástengelye a keringés során párhuzamos marad önmagával, emiatt hol kissé felülről, hol pedig kissé alulról látunk rá.

Ezzel szemben a fizikai libráció nem látszólagos, hanem valóságos mozgás, himbálózás. Az égitest egy nagyon kis mértékű rezgő mozgást is végez egy egyensúlyi állapot körül. Ha a két égitest tömegközéppontját összekötő egyeneshez viszonyítjuk az égitestek mozgását, akkor a Hold ehhez az egyeneshez képest 0,5 szögpercnyi periodikus eltérést mutat keleti és nyugati irányban, a hossztengelye mentén.

A Hold sajátos mozgása miatt a Hold felszínén tartózkodó megfigyelő számára a Föld látszólagos mozgása az alábbi módon írható le:

• Egy holdhónap során a Föld látszólagos mérete kissé változik, mert a Hold pályája nem tökéletes kör; emiatt a Föld néha közelebb van (és úgy tűnik, nagyobb), és néha távolabb (ilyenkor úgy tűnik, kisebb) minden holdhónap során.
• Mivel a Hold pályája körülbelül 5°-os szöget zár be az ekliptikával, ezért keringése során a Föld holdhorizont feletti magassága változik; a pólusok közvetlen környezetében a Föld lassan emelkedni látszik, majd pedig lemegy a horizont alá a holdhónap során.
• Fontos megjegyezni, hogy a Föld is keresztülmegy egy teljes fázis-soron minden holdhónapban. „Teliföld” van újholdkor, és „újföld” teliholdkor, más szóval a Föld és a Hold fázisai pontosan ellentétesek egymással.^[14]

Az égitest geológiája

Felszín

Bővebben: A Hold geológiája

A Hold felszínét kráterek borítják. Ezeknek a krátereknek nagy része meteoritbecsapódások során jött létre, valószínűleg a Naprendszer korai időszakában, de a mai napig folytatódik a kráterképződés. Kráterszámlálások szerint a felénk néző oldalon mintegy 30 000 darab 1 km-nél nagyobb átmérőjű kráter van. Ettől a helyszíni megfigyelések szerint sokkal több becsapódási krátert számlál a holdfelszín, ám a földi távcsövek felbontóképessége idáig terjed. A kisebb kráterek az 1 km alatt akár a centiméteres méretig terjednek, hisz számottevő légkör hiányában a legkisebb kozmikus test is képes lejutni a felszínre és krátert vájni.

A Hold teljes felszínét – a krátereket, a hegyeket, síkságokat – regolit borítja 4-5 méter vastag rétegben, ami akár 15 méter is lehet a régebbi térségben. A regolit nem más, mint púder finomságúra őrlődött holdpor, a felszín kőzeteinek a mikroszkopikus becsapódások által porrá őrölt felső rétege. A regolitképződés egy speciális eróziós folyamat, amely a holdi időjárás hatására jön létre. Az éjszakai –180 °C és a nappali +140 °C között ingadozó hőmérséklet komoly hőterhelést jelent a kőzeteknek, segítve a mállást. Emellett folyamatosan záporozik a kozmikus por a felszínre, amely akár 20–30 km/másodperces mikrobecsapódásokat jelent, valamint a napszél (folyamatos, nagy sebességgel áramló részecskebombázás) is éri a Nap felé forduló felszínt. A több milliárd év alatt ezek együttes hatása púderfinomságúvá őrölte a felszín felső néhány centiméterét. A rendkívül laza felszíni réteg az Apollo-program űrhajósai számára sok nehézséget okozott: rátapadt a ruhára, később a holdjáróra (sötétre színezve megnövelte a hőelnyelését és a hűtőrendszer hőterhelését), de jól lehetett járni rajta.

A Földről megfigyelve két markánsan elkülöníthető felszíni forma bontakozik ki. A sötét foltokat alkotó területek és a többségben levő világosabb vidékek. Az előző korokban (amikor a technikai lehetőségek korlátossága miatt nehézségekbe ütközött a valódi felszíni formák meghatározása) a sötét területeket tengernek – latinul: mare –, a világosakat pedig szárazföldnek – terra – nevezték el. A mare területek általában hatalmas, becsapódások által vájt medencék, amelyek 3,9-3,6 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek és amelyeket a mélyből feltörő bazaltláva töltött fel (a bazalt sötétebb színe miatt látjuk ezeket a területeket sötétebbnek). A világosabb területek az ősi holdkérget képviselik, amely a bolygótest lehűlése során szilárdult kéreggé. Ez a felszíni forma még akkor jött létre, amikor a bolygótest olvadt volt és a nehezebb anyagok lesüllyedtek, hátrahagyva a könnyű elemekben (például alumíniumban) gazdagabb anyagokat, amelyek megszilárdulva világosabb színű kőzeteket adnak. Érdekes, hogy holdtengerek szinte kizárólag a Föld felé néző oldalon helyezkednek el, a túloldalon egyedül a Ciolkovszkij-kráter tekinthető mare területnek, ám az is csak jelentéktelen kis kráter az innenső oldal hatalmas holdtengereihez képest.

A legjelentősebb felszínformáló erő a becsapódásos kráterképződés. A legnagyobb kráterek hatalmas medencéket alkotnak. A mérések szerint a Hold (és egyben az egész Naprendszer) legnagyobb azonosítható becsapódásnyoma a Déli-Sark-Aitken medence. Ez a Hold túloldalán helyezkedik el a déli sark és az egyenlítő között, 2240 km-es átmérővel. A medencét a későbbi korok becsapódásai számtalan új kráterrel írták felül, így azonosítása is műholdas mérésekkel sikerült. A legnagyobb, más becsapódások által még nem erodált kráter a Bailly, amelynek átmérője 295 km, mélysége 3960 m. A hatalmas becsapódások erejétől az ősi holdfelszín több helyen hegységekké gyűrődött fel, általánosak a nagy medencék partján körbefutó hegyláncok. A legmagasabb hegységek a déli sark közelében vannak, magasságuk eléri a 6100 métert.

Holdtengerek

A Hold nagy területeit borító sötét foltok megszilárdult láva alkotta síkságok. A korai csillagászok úgy hitték, hogy tengerek és óceánok, ezért latin nevük máig "mare" (tenger) és "oceanus" (óceán). A szabad szemmel látható tengerek: Mare Tranquillitatis (Nyugalom tengere), Mare Serenitatis (Derültség tengere), Mare Fecunditatis (Termékenység tengere), Mare Vaporum (Párák tengere), Mare Humorum (Nedvesség tengere), Mare Imbrium (Esők tengere), Mare Nectaris (Nektár tengere), Mare Crisium (Veszélyek tengere), Mare Nubium (Felhők tengere), Mare Frigoris (Hidegség tengere), Oceanus Procellarum (Viharok óceánja).^[15]

Felépítése

A Hold a Földhöz (és a Naprendszer nagyobb, gömb alakot felvett égitestjeihez) hasonlóan differenciálódott égitest, szerkezetében geokémiailag elkülöníthető kéreg, köpeny és mag létezését figyelték meg kutatók. A mai bolygókeletkezési elméletek szerint a csillagokat övező akkréciós korongokban levő anyag folyamatos ütközések során áll össze bolygócsírákká, majd végül bolygókká. A Hold az őt a Föld testéből kiszakító ütközés, majd a Föld körüli pályára állt anyag akkréciója során rengeteg ütközést szenvedett el, amelynek során hatalmas energiamennyiség szabadult fel. Ez elegendő volt, hogy a kőzeteket megolvassza. Az ily módon folyékonnyá vált test gömb alakot tudott felvenni (az űrben, súlytalanságban minden cseppfolyós test gömb alakot igyekszik felvenni). Emellett a folyékony testben a planetáris differenciálódás során a nehezebb fajsúlyú anyagok lesüllyedhettek, míg a könnyebbek a felszínen maradtak. Később a magma elkezdett lehűlni és szilárd kéreg alakult ki a felszínen maradt könnyebb elemekből. Az Apollo-program helyszíni mintavételei a holdfelszínen olivint és piroxéneket talált, mint a kéreg fő alkotóelemeit, alátámasztva a fenti hipotézist. Az Apollo–15 pedig anortozitot talált, egy nagyon könnyű kristályos kőzetet, amely kétségtelenné tette a szakaszos lehűlés közbeni kristályosodás és a kémiai differenciálódás elméletét. A fizikai differenciálódást - az szilárd és olvadt részek meglétét – elsősorban a felszínen végzett szeizmológiai mérésekkel támasztották alá.

Kéreg

A Hold kérge egyenetlen vastagságú. A Föld felé néző oldalon 19 km vastag (amely alig marad el a földi kéreg átlagos vastagságától), míg a túloldalon 50–60 km vastag. Kőzettani szempontból a holdtengereket főként bazalt uralja, míg a felföldeket breccsa – a becsapódások során keletkező kőzet, amely többféle kőzet és holdpor összeolvadásával jön létre a becsapódások kataklizmájában.

A Hold kérgében az északi pólus krátereiben, ellentétben az égitest többi részével, a Csandrajáan–1 űrszonda talált vizet (pontosabban amerikai gyártmányú spektrográfja a hidrogén- és oxigénatomok közti kémiai kötést azonosította). Hasonló eredményeket publikált két másik űrszonda, a Föld-Hold rendszert távolabbról vizsgáló Deep Impact, valamint a korábban, a Szaturnusz felé vezető útján a Hold mellett elrepült Cassini űrszonda kutatócsoportja is. A víz eredete egyelőre nem tisztázott, elképzelhető, hogy az évmilliárdokkal ezelőtt, a késői nagy bombázás idején becsapódott üstökösöket alkotó vízjég maradt meg az örökké árnyékban lévő kráterek fenekén, de az sem kizárt, hogy a napszélben a felszínre záporozó protonok (hidrogénatom-magok) léptek kémiai reakcióba a felszíni kőzetek oxigénjével.^[16] A víz összmennyiségét mintegy 600 millió köbméterre becsülik.^[17]

Köpeny

A köpeny is két részre osztható, felső köpenyre és alsó köpenyre. A felső köpeny szilárd, az alsó pedig részlegesen olvadt. A köpeny összesen kb. 1200 km vastag, ennek hozzávetőleg a fele teszik ki az olvadt részt. A felső köpeny legalsó részén pattannak ki a Hold saját rengései (havi átlagban 100 alkalommal). E rengéseket főként a Föld–Hold rendszer keringésének változásai, gravitációs hatások váltják ki. A Hold azonban szeizmológiailag rendkívül csendes égitest: a rengések összenergiája tízmilliószor kisebb, mint a Földön mért egy évi összes földrengés energiája. A rengéshullámok a különböző fizikai állapotú és kémiai összetételű anyagokban eltérően terjednek. A köpenyben a rengéshullámok alig gyengülnek, ez a magas hőmérséklet, vagy a víz hiányára utal (a rengéshullámok víz, vagy nagy hőmérsékletű kőzetben erőteljesen lassulnak). Azaz összességében a Hold geológiailag holt égitest.

A köpeny anyaga főként oxigént, szilikátokat, magnéziumot, vasat, kalciumot és alumíniumot tartalmaz. Emellett nyomokban titán, urán, tórium, kálium és hidrogén is található a köpenyben. Ezen anyagok globális jelenlétét főként a Lunar Prospector és a Clementine űrszonda megfigyelései mutatták ki.

Mag

Az égitest magja meglehetősen kicsi. A szeizmológiai mérések maximum 450–500 km-es átmérőjű mag létezését mutatták ki. A mag a köpenyhez hasonlóan szintén két részből áll: a belső mag úgy 150–160 km-es lehet és szilárd, míg a külső mag maximum 300–350 km-es vastag, olvadt kőzetből álló rész. A mag főként vasból és kénből épül fel. A mag mérete a bolygótest átmérőjének hozzávetőleg negyede, míg ugyanez az érték a Föld esetében 54%.

A Hold átlagos sűrűsége 3346,4 kg/m³, ezzel az Io után ez a második legnagyobb sűrűségű hold a Naprendszerben. A kőzeteinek összetétele alapvetően megegyezik a Földével, kivéve a víz hiányát és a relatíve kevés vas jelenlétét.

Domborzata

A Hold domborzatának teljes körű vizsgálatát a NASA Clementine szondája végezte Hold körüli pályán keringve. Ezen megfigyelések részét képezte a felszín lézer magasságmérővel történő letapogatása, amelynek révén ma a teljes holdgömbről rendelkezünk egy részletes topográfiai térképpel (40 m-es felbontással).

A Hold domborzatát két alapvető felszínformáló erő befolyásolta az idők során. A mai felszín kialakulásáért legfőképpen a meteoritok becsapódása felelős, de a főként ezek nyomán végbement vulkanikus tevékenység is jelentős szerepet játszott benne. A megfigyelések alapján öt fő felszíni formát különböztetünk meg:

• Körülsáncolt síkságok: ezek a legtöbb esetben a mare területekkel azonosak. Egy-egy hatalmas becsapódás nyomán keletkeztek, a legtöbbjük a Nagy Bombázás időszakában keletkezett, amikor akár kilométeres nagyságú sziklatömbök ütköztek a Holddal. Ezekben a kataklizmákban óriási energiák szabadultak fel, mélyen felszaggatva a felszínt. A becsapódások természetéből fakadóan ezek a hatalmas medencék kör, vagy sokszög alakot vettek fel függően a becsapódó test sebességétől és becsapódási szögétől. Később az elvékonyodott kérgen keresztül a köpeny anyaga tört fel bazaltláva formájában és sima felületet alakított ki a becsapódásos medence közepén. (Később a lávasíkságokon csak kisebb becsapódások történtek és kevés helyen töri meg nagy kráter, vagy más a sima felületet).
• Gyűrűhegységek: a lávasíkságok logikai párjai, a hatalmas becsapódási medencék mentén végigfutó, gyűrű, vagy körív alakú hegységek. Egy-egy becsapódás során több köbkilométernyi anyag dobódott ki, de a kráter szélén már nem hatott akkora erő, hogy kidobja az anyagot, hanem csak összetördelte a kéreg kőzeteit és a hatalmas, törött kőzettáblákat felgyűrte. Ezek a felgyűrt kőzettáblák alkotnak hegyláncokat (például Montes Apenninus, Montes Caucasus, Montes Carpatus). A felgyűrt, összetöredezett táblák közé befolyt láva pedig megannyi zegzugos kis völgyet képez minden lávasíkság-gyűrűshegy találkozásnál. A hegyek magassága a környező síksághoz képest eléri a 6 000 métert.

• Kráterek: a nagy medencéken kívül számtalan kisebb-nagyobb kráter szabdalja a felszínt. A nagyobbak elérik a 200-300 kilométer átmérőt. A régebbiek erősen erodálódtak, más, későbbi becsapódások részlegesen felülírják, betemetik őket, a lávafolyamok elsimítják, az újabbak pedig élesen rajzolódnak ki a környezetükből. A kevésbé erodálódott krátereken nagyszerűen tanulmányozható a becsapódások fizikája: a kráter falai teraszosan megsüllyednek a keletkező lökéshullám hatására, és jó néhány kráterben központi csúcs keletkezik. Néhány kráter esetében a kidobódott anyagból sugársávok jönnek létre, ezeket sugaras krátereknek is nevezik.
• Hasadékvölgyek: a lávasíkságokon keletkező felszíni formák. Keletkezésük többféle lehet:
  • Sinus-rianások: az ilyen hasadékok általában a Földön is megfigyelhető lávacsatornák, amelyek teteje később beomlott. Fő jellegzetességük, hogy kacskaringósan húzódnak keresztül egy-egy sík lávaterületen (legszebb példa rá a látható oldal északnyugati részén lévő Schröter-völgy).
  • Radiális hasadékok: ezek általában a láva lehűlésekor keletkeznek, amikor a megszilárduló kőzet összehúzódik és meghasad (Vallis Alpes – Alpesi völgy).
  • Vetődések a belső erők által létrehozott süllyedések, amelyek nem teknőszerűek, hanem csak az egyik oldalon magasodik több száz méter magas sziklafal (Rupes Recta).
• Dómok: általában néhány száz méter magas, akár 10–15 km átmérőjű, kerek „dombok”, soknak a tetején akár 1000 méter átmérőjű bemélyedések láthatóak. Általános vélekedés szerint ezek a holdi vulkanizmus megnyilvánulásai, a voltaképpeni kialudt holdi vulkáni kúpok.

A Hold domborzatának további különlegessége, hogy az innenső oldal átlagosan 1,9 km-rel alacsonyabb, mint a túloldal. Ez főként azért lehet, mert egy valamilyen még nem tisztázott okból a kéregvastagság az innenső oldalon csak harmada a túloldalinak. A felszín legmagasabb és a legalacsonyabb pontja közötti különbség 16 km.

A Hold rétegtana

A Hold volt az első olyan égitest, amelyre alkalmazták a rétegtan Földön kifejlesztett, de más égitestre kiterjesztett axiómáit (Shoemaker és mtsa, 1962, Wilhelms, 1970a, 1970b, Wilhelms és mtsa, 1971). A kőzettestek tulajdonságait, az átfedési viszonyokat először fotometriai úton, távcsöves fényképfelvételekről, majd űrfelvételekről állapították meg.

A rétegtani térképező munka egyik összefoglalása a Hold rétegtani oszlopa, amit lépcsőzetes piramis formájában mutatunk be. Ebben fölsoroljuk a Hold fő rétegtani emeleteit, amelyek a kőzetképződés nagy korszakaival párhuzamosíthatók.

A Holdon legfiatalabb képződményei a sugársávos kráterek (kopernikuszi emelet), amiket lejjebb a még mindig fiatalosan tagolt morfológiájú, de már sugársáv nélküli kráterek (eratoszthenészi emelet) váltanak fel. Mindkét fiatalabb emelet rétegei többnyire csak kráternyi foltokban tűnnek fel, bár előfordulnak eratoszthenészi marék is (és a Tycho- vagy a Kopernikusz-kráter sávjai is messzire nyúlnak, amit különösen telihold idején láthatunk jól). A foltnyi rétegtani egységek alatt két, nagy kiterjedésű kőzettesteket alkotó emelet következik:

• a fiatalabb az imbriumi, amit az Imbrium-medence alapján jelöltek ki,
• az idősebb nektári emelet, amit a Nektár-medencéből írtak le.

Legalul a krátermezőkkel borított terravidékek prenektári emelete fekszik.

A Hold idealizált rétegtani piramisa. A rétegtani egységek föntről lefelé:

• Kopernikuszi (fiatal, sugársávos kráterek),
• Eratoszthenészi (fiatal, de sugársáv nélküli kráterek),
• Imbriumi (az Imbrium-medence kialakulásától: kidobott takarók, mare elöntések),
• Nektári (a Nektár-medence kialakulásától: medencék, márék),
• Prenektári (minden korábbi kőzettest).

A Hold sztratigráfiai térképezése tette lehetővé, hogy az Apollo-programban begyűjtött holdkőzeteket elhelyezhessék az égitest fejlődéstörténetében.

Gravitációs mezeje

Kísérő égitestünk gravitációs mezejének fő sajátosságait az ún. masconok jelentik, azaz a Hold gravitációs mezeje nem homogén. A Hold körül keringő szovjet és amerikai szondák mérései meglepő módon tömegkoncentrációkat, „csomókat” jelöltek a Hold testében, ami miatt a gravitációs mezőben is anomáliák figyelhetők meg. Ez főként a Hold körüli pályán keringő űrhajók keringésében doppler mérésekkel észlelt rendellenességekből vezethető le. Nagyobb masconok a Hold innenső oldalán találhatóak, főként a nagy becsapódások, holdtengerek közelében, a túloldalon csak elszórtan és kisebb masconok vannak. (Ez utóbbi azonban csak nagyobb hibaszázalékkal elfogadott felfedezés, mivel a Hold túloldalán repülő űreszköz doppler-észlelésére nincs mód földi eszközökkel).

A nagy becsapódásnyomokkal való egyezőség felveti a masconok eredetének egyszerű magyarázatát: a feltörő kemény (sűrű szerkezetű) kőzet, a bazalt nagy koncentrációban való jelenléte lehet a jelenség magyarázata. Azonban a legnagyobb bazalttenger, az Oceanus Procellarum esetében egyáltalán nincs jele gravitációs anomáliának, míg sok, kisebb csomónál sincsenek ilyen egyértelmű jelek (például nincs bazalt a környéken), ezért a maguknak a becsapódásoknak is nyilvánvaló közük lehet a tömegkoncentrálódásokhoz (ilyen lehet a becsapódó test holditól eltérő sűrűségű anyaga, vagy a becsapódás energiája által összepréselt kőzetek miatt).

A tömegcsomókat először a Lunar Orbiter szondák detektálták, amikor az Apollo-programhoz végeztek megfigyeléseket az emberes űrhajók pályájához, leszállásához szükséges számításokhoz. Legutoljára pedig a Lunar Prospector szállított adatokat kisebb, eddig felfedezetlen masconokról.

Mágneses mezeje

A Földéhez hasonló mágneses mező létéről nem beszélhetünk, azonban gyenge, helyi jellegű mágneses terek megtalálhatók voltak a helyszíni vizsgálatok során. A Hold mágneses mezejének legfőbb jellemzője, hogy nem dipól jellegű (nincs globális északi és déli mágneses irány). Ez azt mutatja, hogy az olvadt kőzetet keringető mag kicsi és nem alakult ki vagy leállt benne a mágneses mezőt gerjesztő dinamó. A helyi mezők eredete ezért kérdéses. Az egyik elmélet szerint az égitest fejlődéstörtének elején még működött az a belső dinamóhatás, amely globális mágnesességet hozott létre, és a most megfigyelhető helyi mezők ennek a régen volt globális mezőnek a maradványai. Ezt azonban erősen kérdésessé teszi a Hold magjának kis mérete, azaz annak a lehetősége is igen kicsi, hogy a múltban nagyobb lehetett az olvadt anyag körforgásának „meghajtása”. Egy másik elmélet szerint a mágneses jelenségek inkább a becsapódásokhoz kapcsolódnak. Ennek az elméletnek azonban nincsenek a működési mechanizmusokat illető kidolgozott alapjai, csak az támasztja alá, hogy a mágneses területek sok esetben a nagy becsapódásokkal átellenben helyezkednek el a Hold testében.

Légköre

A közhiedelemben úgy él, hogy a Holdnak nincs légköre. Földi értelemben ez valóban igaz, ám némi kigázolgásból származó rendkívül ritka légkör megfigyelhető a felszíne felett. A Hold tömegvonzása kicsi, a felszínén az első kozmikus sebesség csak egynegyede a földinek. Emiatt a könnyebb atomok (hidrogén, hélium) már a napsugárzástól nyerhetnek annyi energiát, hogy elszökjenek a felszínről, illetve a napszél energiája is elegendő, hogy magával sodorja ezeket az illékony elemeket. A Holdnak mégis van néhány nehezebb elemből álló, alig mérhető atmoszférája. A gázanyagok forrásául két fő jelenség szolgál. Az egyik a kéreg és a köpeny anyagában végbemenő radioaktív bomlási folyamatok nyomán létrejövő radon kigázolgása. A másik pedig a folyamatos bombázás miatt a felszín kőzeteiben levő gázanyag kiszabadulása. Az Apollo-program ALSEP műszerállomásainak mérései alapján köbcentiméterenként 200 000 molekula sűrűségű légkört mutattak ki a kutatók. Összehasonlításul ez 100 trilliószor (10²⁰) ritkább a földi légkör sűrűségénél. Földi megfigyelésekkel sikerült kimutatni a légkörben káliumot és nátriumot, a radon jelenlétét pedig a Lunar Prospector szonda mérései mutatták ki.

A több – sokszor véletlenszerű – forrás miatt a légkör összetétele nem állandó. Ez egyrészt a bolygó felszínéig akadálytalanul eljutó, Napból származó ibolyántúli sugárzás miatt van, mivel a sugárzás lassan ionizálja a légkör atomjait, majd a napszél ezeket az ionokat is magával sodorja. Másrészt pedig a becsapódások nyomán hol ilyen, hol olyan gázok szabadulnak fel és töltik fel a ritka légkört. A légkört az Apollo mérések összesen, átlagosan 10 000 kg-ra teszik.

2016-ban japán kutatók a Kaguja szonda mérései alapján a Földről származó oxigén jelenlétét mutatták ki a Hold felszínén. A napszél a Hold felszínét öt nap kivételével folyamatosan bombázza. Ez az öt nap akkor van, amikor a Föld a Nap és a Hold közé kerül. Ilyenkor a Föld magnetoszférája mintegy leárnyékolja a napszelet a Hold irányába, a napszél viszont a Föld légkörének felső rétegéből oxigénionokat képes magával sodorni, amik eljutnak a Hold felszínére. A kutatók szerint ez a folyamat legalább 2,5 milliárd éve zajlik.^[18]

A felszínt érő sugárzás

A Csang-o–4 kínai holdszonda mérései azt mutatják, hogy a Hold felszínét érő sugárzás 2-3-szor erősebb, mint ami a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén tapasztalható.

A sugárzás erőssége a tervezett, hosszabb idejű emberes küldetések miatt fontos tényező, ugyanis ez nagyjából kettő hónap Holdfelszíni tartózkodást tesz lehetővé az emberek számára. Az ennél hosszabb időtartam (az időtartamhoz hozzászámítják a nagyjából 1-1 hetes oda- és visszaút alatt elszenvedett sugárzást is) nagyon megnöveli a rák kialakulásának veszélyét, illetve egyéb, nemkívánatos egészségi elváltozások kialakulását.

A sugárterhelésnek számos forrása létezik: galaktikus kozmikus sugarak, szórványosan a Napból kilökődő részecskék (például a napkitörések alatt), valamint a kozmikus sugárzás és a holdtalaj kölcsönhatásaiból származó neutron- és gamma-sugárzás. A sugárzást sievert egységben mérik, amely az emberi szövetek által elnyelt mennyiséget adja meg. A Holdon a sugárzás terhelése napi 1369 mikro sievert. Ez nagyjából 200-szor több sugárzás, mint ami az embereket a Föld felszínén éri.

A Science Advances folyóiratban 2020 szeptemberében megjelent tanulmány szerzői megoldást is javasolnak erre a problémára: olyan tartózkodó helyeket kell építeni, amiket legalább 80 cm vastag holdi talaj fed.^[19]

Erőforrások

Bővebben: A Hold erőforrásai

A Hold fényváltozásai

Holdfázisok

A Holdnak nincs saját fénye, csak a Nap fényét veri vissza.^[20] A Föld körüli keringése során a megvilágítottsága állandóan változik a Nap–Föld–Hold rendszer pozícióinak változása miatt. A köznyelv szerint a Hold megtelik, majd elfogy.

A holdfázisok újholddal kezdődnek, ekkor a Hold a Nap és a Föld között helyezkedik el, és pontosan a túloldalát világítja meg a Nap. Az „új” holdat nem látjuk, mert a Nap irányában van, és a napfényes ég lehetetlenné teszi az észlelését. Az amatőr csillagászok próbálkoznak a konjunkcióhoz minél közelebbi, napkelte előtti illetve napnyugta utáni cérnavékony holdsarló szabad szemes észlelésével, amelynek magyar rekordja 15 óra 21 perc: ez 1985 szeptemberében történt a hajnali égen. Távcsővel kb. két órával fiatalabb sarlót lehet megpillantani.^[21]

Nagyjából egy hét alatt egyre növekedve éri el az első negyedet (naptárunk hetes időszakasza innen származik), amikor a Föld–Hold–Nap rendszer pontosan derékszöget zár be egymással (ilyenkor a Hold felénk eső oldalának felét látjuk, a keleti félgömb – a holdkorong jobb oldala – fényes, a bal oldala árnyékban van). Mivel minden nap kb. 50 perccel később kel és nyugszik, egyre többet látható a már sötét égbolton. Újabb egy hét elteltével következik a telihold. Teliholdkor a Föld kerül körülbelül a Nap és a Hold közé és a felénk eső oldalt éri a napsugár, a holdkorong teljessé válik (Ha a Föld pontosan a Nap és a Hold közé esik, akkor holdfogyatkozásról beszélünk). Ezután a Hold elkezd fogyni, egy hét múlva következik be az utolsó negyed, újra derékszöget zárnak be egymással az égitestek, csak az első negyedhez képest a Hold keringési pályájának túloldalán. A megvilágítás éppen ellenkező az első negyedhez képest, a „félhold” a nyugati oldalon – a bal oldalon – fényes és a jobb oldalin árnyékos. Egyre később kel, egyre közelebb a hajnalhoz, végül a negyedik hét végén teljesen elfogy a Hold, és eljut az újhold állapotba, ahol a ciklus újra kezdődik. Ez a ciklus átlagosan 29 nap 12 óra 44 perc alatt megy végbe, ez a szinodikus holdhónap hossza.

A holdfázisok időpontjai, így a teliholdak és újholdak is évekre előre pontosan kiszámíthatók.^[22]

A mindenkori megvilágított és a sötét rész határa a terminátor. Ennek közelében láthatóak a legjobban a Hold felszíni alakzatai, kráterei.

Fogy vagy növekszik?

Ha a Hold korongja nem teljes, nem mindenki tudja rögtön megállapítani, hogy fogyóban van-e a Hold vagy növekvőben. Az újhold vékony sarlója és a fogyó Holdé csak abban különbözik, hogy domborodásuk ellenkező irányba mutat. Az északi féltekén az első negyed mindig jobbra mutat a domború oldalával, az utolsó negyed ellenben balra (a déli féltekén éppen fordítva). Hogyan jegyezzük ezt meg, hogyan állapíthatjuk meg hiba nélkül, melyik Hold merre néz? Emlékezőtehetségünk segítségére a magyar nyelvben a holdsarlónak a D illetve a C betűhöz való hasonlóságát használhatjuk fel a Dagad (Duzzad) és Csökken szavakkal.

A latinban ugyanezekkel a betűkkel éppen a fordított értelmű szavak kapcsolhatók össze: crescit = növekszik, decrescit = csökken (lásd például a Carmina Burana híres Fortuna-kórusának sorát: Semper crescis, aut decrescis, vita detestabilis, azaz: „mindig dagadozol vagy csökkensz, utálatos élet ez”). Többek között ezért is (illetve a mágikus hiedelmekkel való kapcsolata miatt) emlegetik a holdat latinul „hazug”-nak (Luna mendax).

E szabályt azonban csak az északi féltekén alkalmazhatjuk. Ausztráliában például fordítva áll a dolog, sőt még az északi féltekén is alkalmatlan lehet a fenti szabály, nevezetesen az Egyenlítőhöz közelebb eső szélességi körökön. Már a Krím-félszigeten és a Kaukázusban is megfigyelhető, hogy a sarló erősen oldalt dől. Egészen közel az Egyenlítőhöz a láthatáron lebegő Hold már szinte csónaknak tűnik fel, amely a vízen himbálódzik; ezért mesélnek az arab mesék a Hold csónakjáról.

Ha nem akarunk tévedni a Hold fázisaiban, csillagászati jelenségektől kell tanácsot kérnünk. A növekvő Holdat este látjuk a nyugati égen, a fogyó Holdat reggel látjuk a keleti égen. Az első negyed délben kel és éjfélkor nyugszik le, míg az utolsó negyed esetében ez fordítva van.

A Hold a Naptól kapja a fényét és ezért a holdsarló kidudorodó részének természetesen a Nap felé kell fordulnia. A holdsarlót egyébként nem két félkör, hanem egy félkör (ez a külső ív) és egy fél ellipszis (amely a Hold megvilágított részének határa perspektívában, ez a belső ív) határolja.

Hamuszürke fényszerkesztés

A holdfelszín albedója rendkívül alacsony (0,12), mégis rengeteg fényt ver vissza. Ezért újhold előtt, vagy után, amikor a felénk eső félgömb legnagyobb része árnyékban van, akkor is láthatjuk a Hold gömbjét. Ilyenkor a sokkal nagyobb fényvisszaverő képességű és felületű Föld éppen „teliföldet mutat” a Hold felé, rengeteg fényt sugározva a Hold felé, amely egy kis részét visszaveri. Ezt érzékelhetjük halvány derengésként és ezt a jelenséget hívjuk hamuszürke fénynek vagy földárnyéknak.

Fogyatkozásokszerkesztés

A Föld körül keringő Hold pályája az ekliptikával 5,15°-os szöget zár be, ezért csak időnként kerülhet olyan kitüntetett térbeli helyzetbe, amikor napfogyatkozást, vagy holdfogyatkozást figyelhetünk meg. Az ábrán a 2-es és 3-as helyzet a napfogyatkozást (és egyben újholdat), az 1-es és 4-es helyzet a holdfogyatkozást szemlélteti. A Föld másik két helyzete a holdfázisokat mutatja. Nap-Föld-Hold sorrendű a telihold, Nap-Hold-Föld sorrendű elhelyezkedés az újhold szemléltetése.

Napfogyatkozásszerkesztés

Bővebben: Napfogyatkozás

Napfogyatkozás akkor jöhet létre, amikor a Hold keringése során néhány percre pontosan a Föld és a Nap közé kerül, azaz újholdkor. Ilyenkor a Hold árnyékot vethet a földfelszínre, amit a lent álló szemlélő úgy él meg, hogy az égbolton a Nap helyén egy sötét lyuk keletkezik, amelyet a fénylő napkorona övez. A fogyatkozás lehet teljes, gyűrűs vagy részleges, és csak a Föld szűk területéről látható.

Holdfogyatkozásszerkesztés

Bővebben: Holdfogyatkozás

Ebben a jelenségben a Föld kerül a Nap és a Hold közé és árnyékot vet az utóbbira. Ez esetben is többféle típust figyelhetünk meg; az ismertebbek a teljes és a részleges holdfogyatkozás. A holdfogyatkozás ritkább, mint a napfogyatkozás, de a Föld egy adott pontjáról nézve gyakrabban látható, mert a holdfogyatkozás egyidejűleg mindenhol látszik, ahonnan a Hold éppen látható.

Okkultációkszerkesztés

A Hold nemcsak a Nappal és a Földdel kerül különleges helyzetekbe keringése során, hanem az összes többi égitesttel, amelyek az ekliptika mentén (a Hold +/-5°-os keringési síkjában) láthatók. Égi kísérőnk kb. 0,5°-nyit takar el az égboltból. Mozgása során csillagokat vagy bolygókat takar el időről időre. Ezt az eltakarást, a csillagok vagy bolygók „fogyatkozását” nevezzük okkultációnak, holdfedésnek.

A Hold kutatásaszerkesztés

A Hold megfigyelésével, a holdciklusok magyarázatával a távcső feltalálása előtt is foglalkoztak a tudósok. Galileo Galilei a saját maga készítette távcsővel való megfigyeléseiről 1610-ben számolt be a Siderius Nuncius című könyvében. Megfigyelte például, hogy félhold idején a sötét területen is vannak világos pontok. Ezek jelenlétét azzal magyarázta, hogy a Holdon is vannak hegyek és ezek csúcsát a Nap megvilágítja. Megmérte a világító pontok távolságát a sötét-világos határvonaltól és ebből becslést adott a hegyek magasságára is.^[23]

A 20. században a rádiótechnika kialakulásával lehetőség nyílt a Hold rádióhullámokkal történő vizsgálatára is. 1946. január 10-én az amerikai hadsereg Diana-projekt(wd) fedőnevű kísérlete sikeresen detektált a Holdra sugárzott és onnan visszaverődött radar-impulzusokat. Néhány héttel később, február 6-án a Bay Zoltán vezette magyar csoport is kimutatta a radarhullámok visszaverődését a Holdról. Az eredmények hatására alakult ki és indult fejlődésnek a csillagászat új ága, a radarcsillagászat.

Az űrkorszak beköszöntével egyre bonyolultabb automata szondákkal történt a felderítés (Luna, Pioneer, Ranger, Surveyor, Lunar Orbiter stb.).

Korai holdszondákszerkesztés

A kezdeti űrszondás próbálkozások nem annyira felfedezési, mint inkább politikai célúak voltak. Ennek keretében a Szovjetunióban megkezdték a Luna-programot, míg az Egyesült Államokban a Pioneer-programot. Mindkettő célja a Hold volt – és az, hogy megelőzzék egymást. Végül a Luna-program lett a győztes: három eltitkolt sikertelen indítás után a Luna–1 érte el először a Holdat 1959. január 4-én, amikor 6000 kilométerre repült el mellette, majd a Luna–2 csapódott először a holdfelszínbe 1959. szeptember 14-én és a Luna-3 készítette az első fényképeket a Hold túloldaláról 1959. október 4-én. A Pioneer-program holdi becsapódásra tervezett első három szondája szintén kudarcot vallott és visszazuhant a Földre, mire a Pioneer–4 1959. március 4-én választ adott a Luna–1 teljesítményére. Az amerikaiak nem is próbálkoztak tovább ezzel a szondatípussal, hanem Ranger néven új eszköz tervezésébe fogtak és a Hold felszínének fotózását, illetve a becsapódást már ezzel akarták végrehajtani. A Ranger-program szondáinak a tervek szerint el kellett érniük a holdfelszínt, amelybe végül becsapódtak, ám az utolsó percekben minden korábbinál nagyobb felbontású képeket készíthettek. Rengeteg hiba után a Ranger–7 volt az első, amely teljesíteni tudta küldetését 1964. július 31-én.

A következő fejlődési lépcső a sima leszállás teljesítése volt. Ez már az emberes holdprogramok jegyében zajlott: kísérletileg kellett bebizonyítani, hogy le lehet szállni űrhajóval a holdfelszínre és ott képes lesz az ember is megvetni a lábát. A Szovjetunió a Luna-program továbbfejlesztésével (gyakorlatilag ugyanazon név alatt új szondatípussal), az USA pedig a Surveyor-program beindításával látott neki a feladatnak. Ismét egy Luna szonda ért el először sikert, amikor 1966. február 3-án a Luna–9 sima leszállást mutatott be az Oceanus Procellarumon. A szonda egy kráterben landolt, így nem sokat tudott közvetíteni a holdfelszínről – nem látott ki a kráterből –, ám az első közelképeket is neki köszönhetjük. A Luna-programban összesen nyolc sikeres leszállást teljesítettek szovjet szondák, amelyből kettő automata holdjárót, a Lunohodot is vitt magával. Az első sikeres Surveyor szonda négy hónapos késéssel, 1966. június 2-án szállt le, ám jóval több képet küldött szovjet vetélytársánál. A program két kudarcba fulladt és további négy sikeres repülést tartalmazott.

A leszállás nyújtotta lehetőségek helyi megfigyeléseket tettek lehetővé, de a tudósoknak és az ember holdi leszállását tervező mérnököknek szüksége volt globális adatokra, illetve fotótérképekre az egyes kijelölt leszállóhelyekről. Ehhez Hold körüli pályára kellett állítani egy űreszközt. A Szovjetunió a Luna-programban hozott létre ezért egy újabb űrszondatípust, az amerikaiak új néven indították a Lunar Orbiter-programot. Az első sikeres Hold körüli pályára állást a Luna–10 teljesítette 1966. április 3-án, ezzel a Hold első mesterséges holdja lett. Mindkét szondatípus rengeteg képet közvetített a Földre, amelyből mindkét oldalon összeállt a Hold egyenlítői területének egy minden addiginál részletesebb képe. (Erre elsősorban azért volt szükség, mert ide, az egyenlítő mentére tervezték küldeni az embert szállító űrhajókat a tervezők.)

Apollo-programszerkesztés

Ezután következhettek az emberes küldetések az Apollo-programban, az egyik legnagyobb űrkutatási programban. John F. Kennedy amerikai elnök 1961-ben hirdette meg a programot, főként politikai megfontolásokból és azzal a céllal, hogy az évtized végéig az USA embert juttasson a Holdra és biztonságban vissza is térjen onnan. A program során 1961-62-ben lefektették az elveket, megszületett a LOR koncepció. 1961-67 között kifejlesztették a holdrepülés hardvereit (hordozórakétákat, űrhajót, holdkompot). 1967-ben tragédia történt az Apollo–1 legénységével, ezért a holdűrhajó tervezését újra az alapoktól át kellett gondolni. 1967-69-ben aztán a kijavított űrhajó berepülése is sikerrel megtörtént. 1969. július 21-én Neil Armstrong és Edwin Aldrin lettek az első emberek, akik a Hold felszínére léphettek.