עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > אסטרונומיה [מדעי החלל] > גרמי שמים > מערכת השמש
מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכיתאוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי



תקציר
מידע רב על הירח שלנו - אחד הירחים הגדולים ביותר במערכת השמש.



הירח
מחבר: יואב יאיר


מבוא

ב-21 ביולי 1969 עצרה האנושות את נשימתה: אדם נחת על הירח!
במבצע מדהים וראשון מסוגו הגיעה החללית האמריקנית אפולו 11, אל הירח והנחיתה על פניו שני אסטרונאוטים.
מתקני הצילום והתקשורת של החללית העבירו בשידור ישיר את תמונות המאורע ואת דבריהם של שני האסטרונאוטים לכדור-הארץ. מיליוני אנשים בכל העולם צפו במכשירי הטלוויזיה הביתיים באסטרונאוטים הצועדים על הירח - והתרגשו. מבעד למיליוני המקלטים בקע קולו של ניל ארמסטרונג, שהנציח רגעים אלה במשפטו המפורסם: "צעד קטן לאדם - קפיצה גדולה למין האנושי".

תעודת זהות

שם: ירח (לבנה, סהר)
מרחק מכדור-הארץ: 384,000 ק"מ
קוטר בקו-המשווה: 3,476 ק"מ
כוח-משיכה: 6/1 משל כדור-הארץ
מסה: 0.0125 לערך ממסת כדור-הארץ
צפיפות: 3.3 גרם/סמ"ק
הרכב: סלעי
זמן הסיבוב העצמי (אורך היממה): 27.3 ימי-ארץ
זמן ההקפה סביב כדור-הארץ: 27.3 ימי-ארץ
טמפרטורה: בצד האפל: 170- מעלות, בצד המואר: 134 מעלות

גודלו של הירח

הירח שלנו הוא אחד הירחים הגדולים ביותר במערכת השמש. הוא גדול גם יחסית לכדור-הארץ, עד כי יש המכנים את הצמד: "כוכב-הלכת הכפול", בדומה לצמד פלוטו-כארון.
לתמונת גודלו של הירח

כוח-משיכה

המסה הקטנה של הירח גורמת לכך שכוח-המשיכה שלו קטן - רק כשישית מזו של כדור-הארץ. פירוש הדבר שחפצים ישקלו על פניו של הירח כשישית ממשקלם בכדור-הארץ. ואכן, האסטרונאוטים של החללית אפולו שנחתו על פני הירח נשאו משאות כבדים בקלות, ואף קפצו למרחקים גדולים.

הגיאות, השפל ו... כוח-המשיכה של הירח
הירח קרוב למדי לכדור-הארץ, ולכן כוח-המשיכה שלו משפיע על הימים ועל האוקיינוסים.
הירח גורם לתופעת הגיאות והשפל: מפלס המים עולה ויורד בצורה מחזורית. יש אזורים בהם
ההבדל בין הגיאות והשפל מגיע למספר מטרים. בישראל התופעה אינה כה חזקה, כי הים התיכון הוא גוף מים קטן יחסית.

הרכבו של הירח

האסטרונאוטים, שביקרו בירח, השאירו על פניו מכשירי מדידה שונים והביאו אתם דוגמאות מן הקרקע הירחית. מדוגמאות אלה ומתוצאות המדידות קיבלו המדענים מידע רב על מבנה הירח ועל הרכבו.
במרכז הירח מצויה ליבה עשירה מאוד בברזל. סביב הליבה שכבה של חומר מותך, וסביבה - המעטפת, העשויה חומר סלעי כהה. השכבה החיצונית של הירח, הקרום, עשויה מסלעים שהרכבם דומה לסלעים בקרום של כדור-הארץ.
לתמונה על הרכבו של הירח

פני השטח
כשמסתכלים על הירח הזורח, נדמה שיש לו תווי-פנים, והוא כאילו "מסתכל" עלינו. בעזרת משקפת אפשר להבחין בשטחים בהירים וכהים.
מה הם שטחים אלה? אילו נופים יתגלו לעיני מי שינחת על הירח?
בתצפיות טלסקופיות ובצילומי החלליות שביקרו בירח, מתגלים נופים דומים לאלה שעל-פני כדור-הארץ: הרים, בקעות ומישורים נרחבים. המיוחד בנופיו של הירח הם מאות אלפי המכתשים הפזורים על-פניו. צאו לסיור מודרך על פני הירח: לחצו על כל אחד מהאזורים המסומנים.

קרקע ירחית- פני הקרקע של הירח הם גליים ומכוסים בשכבה עבה של רסיסים של סלעי בזלת ושל סלעים נוספים. קרקע הירח נקראת "רגוליט" והיא בעיקרה שכבת אבק עבה שנוצרה עקב כתישה וריסוק ממושכים של סלעי הירח. כתישה זו היא תוצאה של פגיעות של מיליוני מטאורים, מהזמן שבו התמצק הקרום החיצוני של הירח.
גילם של הסלעים העתיקים ביותר שהובאו מהירח הוא 6.4 מיליארדי שנים. עובדה זו מעידה שגילו של הירח שווה כמעט לגילו של כדור-הארץ.

"ימות"- אזורים אלה, הקרויים בפינו "ימות", אף כי מעולם לא היו בהם מים, מכילים לבה שהתקשתה. מקורה של לבה זו בסלע מותך, שהתפרץ בעבר הרחוק וכיסה חלקים מפני הירח. התפרצויות הלבה התרחשו אחרי היווצרות המכתשים, ואכן הבזלת ממלאת חלק מהם.
בעבר, מבעד לטלסקופים הישנים, נראו אזורים אלה כמו אוקיינוסים רחבי ידיים, ולכן קיבלו שמות כגון: "ים השלווה" ו"ים הכפור". השמות נשארו עד היום, על אף שכבר ידוע שעל הירח אין ולו טיפת מים אחת!

מכתשים- מכתשים רבים מצויים על-פני הירח. המכתשים הם בגדלים שונים: החל ממכתשי ענק, שגודלם מאות קילומטרים, ועד למכתשים שקוטרם כמה מטרים.
המכתשים הרבים נוצרו מפגיעת מטאורים, בעיקר בראשית ימיו של הירח. המכתשים לא השתנו כמעט, כי על פני הירח אין אטמוספירה או מים, אין רעידות אדמה ולא הרי געש, ולכן לא מתרחשים על פניו תהליכי בליה או שינויים כלשהם. במרכזם של חלק מן המכתשים הגדולים יש גבעות והרים, שנוצרו בעת פגיעת המטאורים. קירות המכתשים הם צוקים תלולים, הנישאים עד לגובה של מספר קילומטרים.

הרים נישאים- על-פני הירח ישנם אזורים הרריים. רוב שרשרות ההרים הן למעשה קירות של מכתשים ענקיים, והן ארוכות וגבוהות. יש רכסים שמתנשאים אף לגובה של כמה קילומטרים! צבעם הבהיר של אזורים אלה נובע מכך שאדמתם עשירה במתכת אלומיניום.

מסלולו של הירח

מרחקו של הירח מכדור-הארץ
הירח הוא שכננו הקרוב ביותר ביקום. מרחקו מכאן "רק" 384,000 קילומטרים (בממוצע).
הירח מקיף את כדור-הארץ במסלול בצורת אליפסה. הוא מתקרב עד כדי 363,000 קילומטרים, ואחר כך שב ומתרחק עד 405,000 קילומטרים.
תצפיות ומדידות, שערכו מדענים מכדור-הארץ באמצעות קרני לייזר, גילו עובדה מפתיעה: הירח הולך ומתרחק מאתנו בקצב של 5 ס"מ לערך בכל שנה. עוד כמה מאות אלפי שנים יהיה הירח רחוק יותר וייראה מכאן קטן יותר.

מקיפים יחדיו את השמש
הירח גם מקיף אותנו וגם סובב על צירו. יחד עם כדור-הארץ הוא מקיף את השמש.

תמיד אותם פנים
זמן הסיבוב של הירח סביב עצמו, שווה לזמן שהוא משלים הקפה סביב כדור-הארץ: 27.3 ימים.
משום כך תמיד אותו הצד של הירח מופנה אלינו, ואנו רואים רק אותו כל הזמן. צדו האחר של הירח נסתר מפנינו.

מופעי הירח
לעתים הירח נראה כמו חרמש דקיק בשמים, ולעתים - עיגול מלא. הצורות השונות של הירח - נקראות "מופעים". מופעיו בשמים משתנים מדי לילה וחוזרים על עצמם מדי 29.5 ימים. הירח עצמו אינו משנה, כמובן, את צורתו.
הירח, כמו כדור-הארץ, מואר על-ידי השמש אנו רואים רק את הצד של הירח שפונה אלינו, שחלקים שונים ממנו מוארים במהלך החודש.
במהלך החודש מופעיו של הירח משתנים. לוח השנה העברי נבנה לפי שינויים אלה.
לתמונת המופעים של הירח

הירח, לוח השנה והעונות
השתנותם של מופעי הירח בצורה מחזורית שימשה בסיס ליצירת לוחות השנה הראשונים בעולם. לוח השנה המוסלמי מסתמך עליהם עד היום.
כל 29.5 ימים, כשהירח במולדו, מתחיל חודש חדש. התחדשות הירח היא המקור למילה "חודש". 12 מחזורים כאלה הם שנה שלמה שאורכה 354 ימים, והיא נקראת "שנת ירח". מניין הימים על-פי לוח שנה כזה אינו תואם את מחזור עונות השנה (אשר נקבע על-פי מיקום כדור-הארץ כשהוא מקיף את השמש). ואכן, חגי המוסלמים "זזים" בכל שנה במספר ימים, ביחס לעונות השנה.
גם לוח השנה העברי מסתמך על מחזור הלבנה, והוא כולל חודשים בני 29 ימים או 30. כדי להתאים את החגים למחזור עונות השנה, מוסיפים בלוח השנה העברי מדי מספר שנים חודש נוסף למניין החודשים. שנה כזאת נקראת "שנה מעוברת". נהוג להוסיף את חודש אדר א', כדי שחג הפסח יחול באביב, כאמור בתורה.
בשנת 46 לספירה, כאשר הלוח של שנת הירח "איבד קשר" עם עונות השנה, ציווה יוליוס קיסר שאורך השנה יהיה כ- 365 ימים. בתיקונים קלים זהו לוח השנה המקובל היום: הלוח של שנת השמש.
הנה כי כן... הירח ירד מגדולתו.

ליקוי ירח - משחקי אור וצל
בעת ליקוי ירח (ליקוי לבנה) כדור-הארץ נמצא בין הירח לבין השמש, ויוצר צל אשר מונע מאור השמש להאיר את פני הירח. הירח מאבד את זוהרו, אך אינו אפל לחלוטין: הוא מקבל גוון אדום-עמום. ליקוי ירח אורך מספר שעות, ובסופו הירח המלא שב ומתגלה במלוא הדרו. יש שנים ללא ליקוי ירח, ובשנים אחרות אנו "זוכים" ביותר מליקוי ירח אחד.

ליקוי חמה - אפלה בצהרי היום כאשר הירח נמצא בדיוק בין השמש לבין כדור-הארץ, הוא מסתיר אותה מעינינו. זהו ליקוי חמה. ליקוי חמה הוא אירוע קצר ומרשים: אפלה גמורה משתררת וכוכבי השמים מתגלים במלוא זוהרם. ליקוי חמה מלא נראה רק באזור קטן על פני כדור-הארץ, כפי שניתן לראות באיור: "אזור הצל" שהירח מטיל על פני כדור-הארץ הוא קטנטן. בישראל נזכה לראות ליקוי חמה מלא רק במאה ה-21.
לתמונה המתארת ליקוי חמה

מזג אוויר

אין אוויר ואין מזג אוויר... על הירח אין כלל תופעות של מזג-אוויר, כי אין בו כלל אוויר! הוא חסר אטמוספירה, מפני שכוח-המשיכה שלו אינו חזק דיו כדי להחזיק על פניו גזים כלשהם. לירח אין בידוד של אטמוספירה שתגן עליו, ולכן תנאי חום וקור קיצוניים ביותר שוררים בו: צדו המואר של הירח "מתבשל" בשמש, ואילו צדו האפל - קפוא. בצהריים הטמפרטורה בירח מגיעה עד 134 מעלות, ואילו בלילה היא צונחת ל- 170 מעלות מתחת לאפס.

מחקר

חוקרים את הירח
מאז ימי קדם היה הירח נושא לסקרנות ולמחקר של אנשי מדע ושל אסטרונומים. בתמונת העולם של היוונים הקדמונים הירח מקיף את כדור-הארץ, והוא הקרוב אליו ביותר מכל גרמי השמים. שאר גרמי השמים, השמש וכוכבי-הלכת, מקיפים אף הם את כדור-הארץ אך במסלולים רחוקים יותר.
אריסטו הגדול, שחי במאה ה- 4 לפני הספירה, השפיע רבות על המחשבה המדעית של בני תקופתו. בעת ליקוי ירח הוא הבחין בצורת הצל הקמורה אשר כדור-הארץ מטיל על פני הירח, ותצפית זו הביאה אותו למסקנה שהארץ איננה שטוחה כי אם עגולה.
האסטרונום היווני היפארכוס, בן המאה ה- 2 לפנה"ס (בערך 150 לפנה"ס), היה הראשון שהצליח לחשב את גודלו של הירח ואת מרחקו מכדור-הארץ. גם הוא עשה זאת באמצעות תצפית על צל כדור-הארץ בעת ליקוי ירח ונעזר בחישובים גיאומטריים.

ירח ממשי
את התצפית הראשונה אל הירח בטלסקופ עשה גלילאו גליליי לפני כ-400 שנה. הוא שרטט במחברתו את תצפיותיו ותיאר את ההרים ואת המכתשים שראה. גלילאו היה הראשון שהוכיח שהירח הוא מקום מוחשי ובעל צורה דומה לכדור-הארץ.בכך, מגוף שמימי מושלם וטהור הפך אותו לעצם, שאנחנו יכולים לקלוט בחושינו ואף לחקור אותו.

יוהן קפלר, החוקר בן המאה ה- 17, תיאר את פני הירח תיאור מדויק. בספרו "סומניום, או: האסטרונומיה של הירח", הוא תיאר מסע אל הירח, המאוכלס ביצורים בעלי עור קשוח, אשר נחבאים רוב היום במערות, כדי להסתתר מאור השמש הלוהט. קפלר תיאר היטב את האקלים הקיצוני על-פני הירח ואף הפליא בתיאורי הנוף של פני השטח המבותרים.

המרוץ לירח
אחת המטרות הראשונות במרוץ לשליטה בחלל בין ארצות-הברית לבין ברית-המועצות הייתה להגיע אל הירח. בתחילה הקדימו הרוסים את האמריקנים: סדרת חלליות לא-מאוישות, שנקראה "לונה", הביאה לפריצות-דרך חשובות בחקר הירח.

החללית הרוסית, לונה 1, חלפה ליד הירח ב- 4 בינואר 1959, ושמונה חודשים אחר-כך התרסקה לונה 2 על פניו. היו אלה העצמים המלאכותיים הראשונים שהגיעו אל הירח. ההישג המשמעותי ביותר של הרוסים היה של החללית לונה 3: בחודש אוקטובר 1959 היא הצליחה לצלם את הצד הרחוק של הירח (זה שפונה הלאה מכדור-הארץ, ולכן אינו ניתן לתצפית מכאן).
אך הרוסים נכשלו בתכנית החלל המאוישת לכיבוש הירח, והסתפקו במשימות רובוטיות. את אחת המשימות המוצלחות ביותר ביצעה החללית לונה 24: בשנת 1976 היא נחתה על הירח ושלחה לכדור-הארץ דגימת קרקע.

אמנם בתחילה פיגרה תכנית החלל האמריקנית אחרי הרוסית, אך בשנת 1961 היא החלה לצבור תאוצה. הדבר קרה לאחר נאומו המפורסם של הנשיא ג'ון קנדי, שהציב כיעד לאומי עד תום העשור: "הנחתת אדם על הירח והחזרתו בשלום לכדור-הארץ". סוכנות החלל NASA, באותם ימים עדיין צעירה ובלתי-מנוסה, נענתה לאתגר וריכזה מאמץ הנדסי ומדעי אדיר כדי לעמוד ביעד זה.
תחילה שיגרו האמריקנים חלליות לא-מאוישות מסדרת "סורביאר" ומסדרת "ריינג'ר". הן מיפו את הירח ובדקו את פני השטח שלו בפירוט רב. אחר-כך שוגרו חלליות "לונר אורביטר" בשנים 1966 ו1967, והן נכנסו למסלול הקפה סביב הירח ושידרו ארצה תמונות באיכות גבוהה. תמונות אלה אפשרו למדענים לבחור אתרי נחיתה לאסטרונאוטים של תכנית "אפולו" המאוישת.
היה זה בשנת 1968: בפעם הראשונה הקיפה חללית - "אפולו 8" - את הירח, כשהיא מאוישת בשלושה אנשי צוות! ובחודש יולי בשנת 1969, ביצעה אפולו 11 את הטיסה ההיסטורית: היא הנחיתה את האדם הראשון ב"ים השלווה" על פני הירח! "צעד קטן לאדם, צעד גדול לאנושות" - אמר האסטרונאוט, ניל ארמסטרונג, בצעדיו הראשונים על הירח. ודבריו הונצחו בהיסטוריה.
המשימות של "אפולו" הביאו מאות קילוגרמים של סלעים ושל קרקע ירח. אלה נותחו ונלמדו בדקדקנות מרובה במעבדות רבות ברחבי העולם. חלק מהסלעים מוצגים במוזיאונים, עדות למבצע האדיר. משימות אלה העשירו את הידע שלנו על מבנה הירח ועל הרכבו, ותרמו תרומה משמעותית להבנת היווצרותו והתפתחותו.

"אפולו 17" הייתה החללית האחרונה, שנחתה על הירח. היה זה בשנת 1972.
מאז, כ-60 מעבדות מחקר ברחבי העולם ממשיכות במחקר על דגימות הירח שהובאו ע"י חלליות אפולו.

האם יש מים על הירח?
הירח הוא מקום שומם ויבש יותר מכל המדבריות בכדור-הארץ, ולכן לא היה סביר שיש על פניו מים. לאחרונה הופתעו חוקרים לגלות שבאזורי הקטבים של הירח, בתוך מכתשים הנמצאים בעלטה, ישנן עדויות לנוכחות מים (במצב צבירה של קרח) מתחת לפני השטח.

החללית "לונר פרוספקטור" שוגרה אל הירח בינואר 1998. היא ביצעה סקר גיאולוגי של פני הירח בפירוט רב, ומכשיריה סרקו את הקרקע וניתחו את הרכב המינרלים המצויים בה. ניתוח של הנתונים ששודרו ארצה הראה שעל פני הירח ישנן כמויות נכבדות של קרח, החבוי מתחת לפני הקרקע. קרח זה הוא כנראה שריד של שביטים קדומים, שפגעו בירח לפני מיליוני שנים. מכיוון המכתשים באזורי הקטבים כמעט אינם זוכים לאור השמש, הקרח הצטבר שם.

בעתיד ייתכן, שמושבות מאוישות על פני הירח ינצלו מים אלה לשתייה ולגידול צמחייה...

מגרש על הירח
משערים שבעתיד אנשים יתיישבו על הירח, ומגורים בו יהיו מבוקשים מאוד. רעיון זה עלה בדעתו של איש עסקים אמריקני, והוא תבע בעלות חוקית על אדמות הירח. במשך שבע שנים איש לא הגיש תביעה נגדית, וכך הוא קיבל חזקה על כל אדמות הירח והחל למכור מגרשים במחיר של 20 דולר.
חפשו את אתר האינטרנט. שם תוכלו לרכוש לעצמכם מגרש לבית-החלומות על הירח ... תקבלו מפה, תצלום ושטר-מכר המוכיח את בעלותכם על הקרקע. אולי תורישו אותה לניני הנינים שלכם, שיחיו בתקופה שנסיעה לירח תהיה עניין יום-יומי!

אגדות וסיפורים

הירח במסורת היהודית
הירח הוא, על-פי המקרא, המאור הקטן, והוא נברא יחד עם השמש ביום הרביעי לבריאה. על-פי חז"ל, בתחילה היה אורו בהיר וחזק כשל השמש, ורק בשל סכסוך יוקרה עמה פחת אורו, והוא נשאר אחראי על ממלכת הלילה.
במקרא יש אזכורים שונים לליקוי ירח. למשל, בישעיהו נאמר: "וירח לא יגיה אורו" (יג, י), וביחזקאל: "שמש בענן אכסנו וירח לא יאיר אורו" (לב, ז).
במסורת היהודית הירח הוא פטרונו של יעקב, כלומר של עם ישראל, ואילו השמש החזקה היא פטרונו של עשיו, המייצג את אומות העולם. לכן נחשב ליקוי חמה לסימן רע לאומות העולם, וליקוי ירח - סימן רע לישראל (מסכת סוכה, כט, עא).

פרק הזמן ממולד הירח עד המולד הבא נקרא בתנ"ך "ירח" (דברים כא, יג, מלכים א ו, לז-לח). היום הראשון ולפעמים גם היום השני של החודש נקראו בשם "חודש": "ויאמר דוד אל יהונתן: הנה חודש מחר..." (שמואל א כ, ה). ימים אלה היו ימי חג וטקסים (כמתואר בפרק המוזכר). בימי ראש החודש אסור היה לעסוק במסחר, והנביא עמוס מוכיח את בני עמו המתלוננים: "מתי יעבור החודש ונשבירה שבר" (עמוס ח, ה).
למופעי הירח הייתה חשיבות רבה בקביעת מועדי החגים: פסח וסוכות נקבעו ביום מילוי הירח, כלומר, הם חלים באמצע החודש - כשהירח מלא.
ברכה מיוחדת נהוגה עד היום בימים הראשונים בכל חודש, כשהירח מתמלא, מקורה של ברכה זו, ברכת קידוש הלבנה, אינו ידוע וייתכן שמנהג זה קשור לקידוש החודש שהיה נהוג בימי בית שני.בראש חודש נוהגים "קצת יום טוב" - לא נוהגים כביום חג אך גם לא כביום חול רגיל. התפילה בבוקר כוללת, מלבד תפילת שחרית, גם מוסף המציין את ראש החודש. מוציאים את ספר התורה וקוראים בו קריאה מיוחדת לראש חודש.

ירח, קוסמים ומכשפות...
התאהבת? נכשלת במבחן? לא הזמינו אותך למסיבה? שוב איחרת לבית-הספר? בכול "אשם" הירח...
הקדמונים האמינו שהירח הוא אל רב עוצמה שיש לעבוד אותו ולרצות אותו במנחות ובפולחנים שונים. במיתולוגיה היוונית הייתה ארטמיס (דיאנה) אלת הירח והציד. בעמים שונים היו מולד הירח ומילואו ימי חג, ואילו בעת ליקוי ירח הרעישו בקולות ובכלים, כדי לגרש את השדים, הזוממים לבלוע את הירח.

מאז ומעולם הירח נחשב כאדונם המיטיב של המכשפים ושל הקוסמים... ואכן, טקסים של כישוף ושל מגיה שחורה נערכו בלילות ירח מלא. קיימות גם אמונות עממיות רבות על ערפדים, על אנשי-זאב ועל מפלצות מסוגים שונים, המשחרים לטרף בלילות ירח מלא. ייתכן שהמקור לאמונות אלה הוא בהתנהגותם של הזאבים, של התנים ושל בעלי-חיים ליליים אחרים, הפעילים במיוחד בלילות של ירח מלא.

עד לא מזמן האמינו שמבט ממושך בירח מסוכן ביותר! מבט כזה היה הופך את המתבונן לסהרורי (מלשון "סהר"), והיה גורם לו לקום בלילה ולשוטט תוך שינה עמוקה... היום ידוע כי אין כל קשר בין הסהרוריות לבין הירח, ואפשר להביט בירח, ואולי אף רצוי...

ביבליוגרפיה:
כותר: הירח
שם  התקליטור: המסע המופלא אל החלל : מסע וירטואלי לחקר היקום
מחבר: יאיר, יואב
עורכת התקליטור: סביר, בילי
תאריך: 2001
הוצאה לאור: מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית; אוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי
הערות: 1. ניהול מדעי ודידקטי : ד''ר רחל מינץ.
2. ניהול הפיתוח: שי ליטבק.
3. תחקיר ועריכה: בילי סביר.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית