Как движется Луна: траектория и цикл

Луна представляет собой скалистое космическое тело сферической формы. На ней отсутствует атмосфера и любые признаки жизни. По сравнению с нашей планетой, единственным спутником которой она является. Диаметр спутника равен примерно четвёртой части диаметра Земли. Задолго до начала всевозможных исследований люди поняли, что Луна полна загадок и тайн. …

Она стоит в одном ряду с самыми крупными естественными спутниками планет солнечной системы. Плотность грунта относительно мала, а пробы, взятые с поверхности для детального анализа, приводят учёных в замешательство по сей день. По теории возникновения она «родилась» приблизительно 4,1 миллиарда лет назад.

Это интересно: Солнечная система, планеты по порядку и история названий.

Движение

Среднее расстояние от Луны до Земли составляет 384400 км, эта цифра приближенно включает в себя 60 радиусов нашей планеты. В зависимости от момента движения единственного спутника Земли по эллиптической орбите меняется степень её близости к планете и видимые наблюдателем размеры. При нахождении в перигее спутник от Земли отделяют 363104 километра. Когда небесное тело достигает апогея, кратчайшее расстояние между центрами Земли и Луны равно 406696 километров. Диапазон разности расстояний достигает 43592 км.

При наблюдении за движением этого небесного тела по небосводу можно попасть под влияние обмана зрения. Когда это оно находится высоко и окружено бесконечным пространством, его размеры воспринимаются значительно меньше, чем это есть в действительности. В непосредственной близости к горизонту Земли может показаться, что Луна обладает большим диаметром.

Ввиду того, что спутник то приближается к планете, то отдаляется от неё, варьируется и яркость поверхности Луны. Исследования доказывают, что спутник не создаёт свечения, а отражает порядка семи процентов рассеянного солнечного света. Эта особенность характеризуется реголитовым слоем, возникшим от столкновения с метеоритами. Частицы обломков имеют размеры от мельчайших до крупных и могут покрывать поверхность от нескольких микрон до десятков метров.

Это интересно: какая самая далекая от солнца планета?

От чего зависит движение

Движение Луны по орбите обусловлено влиянием на неё притяжением Земли и Солнца. Причём Солнце притягивает ее к себе в гораздо большей степени, чем наша планета. Помимо самой яркой звезды Солнечной системы, движение Луны есть совокупность многих параметров:

  • Звёздный, или сидерический, месяц, который составляет 27 суток 7 часов 43 минуты и 11,51 секунды;
  • По отношению к плоскости вращения Земли вокруг Солнца лунная орбита меняет угол наклона;
  • Сама лунная орбита претерпевает изменения в точках перигея и апогея;
  • Точки пересечения плоскостей орбит Луны и Солнца смещаются;
  • Увеличение долготы перигея с периодом 8,8 лет;
  • Орбита меняет свои габариты в апогее и перигее.

Перемещение Луны по орбите можно сравнить со спиралью, которая постепенно раскручивается.

Это интересно: красивые названия звёзд — история их появлений, названия звезд и созвездий.

Расстояние от Земли до Луны

Краткий ответ на этот вопрос: среднее расстояние до Луны составляет 384 403 км. Почему «среднее»? Потому что Луна вращается вокруг Земли по эллиптической орбите, а значит, в какой-то момент она будет находиться дальше, а в какой-то, наоборот, — ближе.

Вот почему 384 403 км считается средним расстоянием до Луны или, как говорят астрономы, является «большой полуосью орбиты Луны». Когда Луна находится в самой ближайшей к Земле точке (перигее), нас разделяет всего 363 104 км. А расстояние от самой удаленной точки (апогея) до Земли – целых 406 696 км.

Получается, что расстояние от Земли до Луны варьируется в пределах 43 592 км. Именно благодаря этой довольно большой разнице Луна на ночном небе бывает разного размера. В перигее Луна выглядит для нас на 15% больше, чем в апогее. Разница расстояний сказывается и на яркости Луны, когда она достигает своей полной фазы. В ближайшей к Земле точке полная Луна обычно на 30% ярче, чем на максимальном удалении от нашей планеты. Когда полная Луна находится в перигее, ее называют «суперлуна». На видео («Один год Луны за 2,5 минуты») можно полюбоваться Луной во всей ее изменчивой красе:

Возникает весьма логичный вопрос: откуда мы знаем, на каком расстоянии находится Луна? Ответ зависит от того, о какой эпохе мы говорим. В Древней Греции, например, астрономы использовали для своих вычислений познания в области геометрии. Долгое время древние греки наблюдали за тенями и выяснили, что, когда объект расположен перед Солнцем, длина его тени в 108 раз превосходит его реальный диаметр. Так мяч диаметром 2,5 см, помещенный на палочке между Солнцем и поверхностью Земли, даст треугольную тень протяженностью 270 см. Это наблюдение в дальнейшем было использовано для изучения лунных и солнечных затмений. При лунном затмении греки замечали, что спутник не полностью закрывался тенью Земли, а ширина этой тени была примерно в 2,5 раза больше Луны. При солнечном затмении отмечалось, что размер Луны и ее местоположение в этот момент были достаточными для того, чтобы полностью перекрыть Солнце. Тень, которую она отбрасывала, оканчивалась на Земле, причем, под тем же углом, что и тень от Земли, что делало обе тени двумя версиями одного и того же треугольника, только разного размера.

Расстояние между Землёй и Луной

Расстояние между Землёй и Луной величина непостоянная. Древний учёный Гиппарх Никейский во втором веке до нашей эры сумел вычислить это расстояние. У него получилась цифра, равная тридцати земным диаметрам, то есть 384000 километров.

Величину диаметра смог измерить иной древнегреческий математик и астроном Эратосфен Киренский. Он установил шест в вертикальном положении около здания библиотеки и измерил длину отбрасываемой от него тени. Затем он определил наименьший угол, который образовывает солнечный луч, падая на шест. Получился градус, равный семи. Располагая знаниями о том, что в день летного солнцестояния в городе Сиене Солнце находится в зените, а расстояние от Сиены до Александрии составляет 5000 стадиев, Эратосфен сделал вывод: 5000 стадиев – это 7 градусов меридиана Земли. Полный меридиан равен 360 градусов, или примерно 250000 стадиев.

Это интересно: следствием осевого вращения Земли являются какие процессы?

Как узнать расстояние до спутника

Существует несколько методов измерения расстояния от Земли до Луны:

  • Самый простой – на основании их угловых размеров.

Эти размеры одинаковы, так как во время полного солнечного затмения солнечный диск целиком заслоняется лунным. Для измерения подойдёт обычная лучинка. Если расположить лучинку в вытянутой руке, то отношение её ширины к длине до глаза есть угловой размер Луны в радианах. Данная величина равна 0,0087. При переведении радианов в градусы получится приблизительно 0,5. Зная радиус Земли и угловой размер нашего спутника, легко выяснить расстояние до небесного тела. Путём геометрических вычислений найдётся расстояние равное 30 диаметрам нашей планеты.

  • Методом лазерной локации.

С поверхности Земли на рефлекторные отражатели, установленные на Луне астронавтами более сорока лет назад, направляется лазерный луч. Он движется с известной скоростью света и, достигнув рефлектора, возвращается назад. Путь луча составляет примерно одну секунду. Учёные фиксируют конкретное время и вычисляют точное расстояние до нашего спутника. Этот способ измерения помог установить, что ближайшее к Земле небесное тело меняет траекторию движения в сторону удаления от планеты на несколько сантиметров в год.

  • Методом триангуляции (из двух равноудалённых на поверхности Земли точек).

Полет на Луну

В настоящее время космонавты уже совершили множество экспедиций как к самой Луне, так и к ее орбите. В среднем, космический перелет от нашей планеты к спутнику занимает от 3 до 5 дней, начиная с момента запуска, перелета в среднем 380-и тысяч километров и заканчивая самой посадкой в зависимости от конкретных целей экспедиции. На продолжительность перелета влияет множество факторов, как предвиденных, так и не предвиденных. Немаловажное значение имеет сам космический корабль и его скоростные способности вкупе с экономичностью. Так, например, в 2003 году была начата экспедиция до Луны, которая в общей сложности заняла один год, один месяц и два дня, считаясь вплоть до нашего времени самой экономичной.

Согласно статье, опубликованной на сайте Science101.com, современные специалисты рассчитали примерное количество времени, которое пришлось бы потратить на путешествие к Луне на различных видах транспорта, если бы это было возможным. Так, если представить, что до Луны можно добраться на автомобиле, то сколько времени бы ушло на путешествие?

Астрономы считают, что для того, чтобы выйти за пределы атмосферы Земли, автомобилю при скорости в 60 км/ч потребуется около часа. За пределами нашей планеты легковому транспорту потребовалось бы значительно больше времени, поскольку поездка до Луны примерно в 10 раз больше длины окружности нашей планеты. Другими словами, водителю автомобиля пришлось бы совершить кругосветное путешествие 10 раз подряд для того, чтобы проехать эквивалентное расстояние от Земли до ее естественного спутника.

Среднее расстояние до Луны: википедия

Ближайшая точка орбиты Луны расположена в среднем на расстоянии 362000 километров. Самая удалённая точка лунной орбиты находится на расстоянии 405000 километров.

Не менее двух раз в год в новолуние, когда спутник приближается максимально к узлу (точке пересечения с эклиптикой), имеет место солнечное затмение. В остальное время его движение осуществляется под Солнцем либо над ним. В полнолуния случаются лунные затмения, и естественный спутник Земли должен также быть рядом с узлом.

Прямая линия, соединяющая узлы, оборачивается вокруг нашей планеты каждые 18 лет и 224 дня. Направление вращения в данном случае противоположно ходу Луны.

Послесловие

За столетие продолжительность земных суток увеличивается на одну тысячную долю секунды. Данное явление вызывает ближайшее к Земле небесное тело в результате действия сил гравитации. В мировом океане возникают отливы и приливы из-за гравитационного притяжения Луны, и эти процессы тормозят земное вращение.
Гравитационное поле оказало влияние на форму небесного тела. На обращённой к Земле стороне присутствует деформация, хотя не исключается, что последняя возникла благодаря строению внутренних слоёв спутника.

Воздействие на Луну, производимое Землёй и Солнцем, модификации в траектории её движения по эллиптической орбите через миллионы лет отдалят таинственное небесное тело и оптически его уменьшат. Легендой станут и полные солнечные затмения.

Интересные факты о Земле и о том, что ее окружает. (1 фото)

Мы, живя на нашей планете и имея колоссальное количество информации о ней, в сущности, держим в голове ничтожно мало фактов о Земле. А между тем, с каждым годом ученые пополняют имеющуюся базу новыми захватывающими открытиями.

Гравитационное поле Земли действует неравномерно

Этот интересный факт подтвержден научно, хоть и не изучен до конца. Так, например, у побережья Индии гравитационное поле Земли ниже, а в южной части Тихого океана наоборот, наблюдается относительно высокая гравитация. Для изучения этого явления в 2002 году NASA отправило в космос спутники-близнецы «GRACE», которые измеряют гравитационное поле Земли. Ученые надеются на то, что исследования помогут в дальнейшем изучении гравитации.

А в космос

Весьма интересный факт о Земле, вернее о том, что ее окружает. Надо отметить, наша атмосфера медленно и равномерно «испаряется». Некоторые молекулы благодаря тепловой энергии развивают такую скорость, что, преодолевая гравитацию, переходят из внешней границы атмосферы в космос. Летучий водород обладает меньшей молекулярной массой, поэтому «улетучивается» быстрее. Протекающие процессы приводят ни к уменьшению массы атмосферы Земли, а к ее окислению. К тому же, уцелевший в насыщенной кислородом среде водород при таких условиях заключается в молекулы воды.

Вращение Земли вокруг своей оси периодически замедляется

По последним данным продолжительность дня сократилась на сотые доли секунды. Это указывает на увеличение угловой скорости планеты. Из наблюдений о вращении Земли можно видеть колебания скорости в разных временных диапазонах. Наиболее отчетливые колебания приходятся на сезонный диапазон: Земля замедляется в зимние месяцы – Январь и Февраль.

Точные причины, влияющие на скорость вращения не установлены. Известно, что влияние гравитации Луны и Солнца, а также остальных планет солнечной системы изменяют гравитационное поле нашей планеты. Предположительно эти и некоторые другие факторы становятся причиной такого интересного факта о Земле, как неравномерная скорость вращения.

Радиационный пояс Ванн Аллена

Всем известно, что в космосе есть радиация, которой так боятся астронавты. Одним из ярких доказательств этого является Радиационный пояс Ванн Аллена. Фактически – это тор, состоящий из плазмы, который удерживается и огибает нашу планету благодаря ее гравитационному полю. Астронавты Аполлона, попали в радиационный пояс на короткое время, но им тоже не удалось избежать излучения. Кроме пояса Ванн Аллена в космосе существуют и искусственные радиационные пояса, которые появились после космических ядерных испытаний.

Радиационный пояс, созданный ядерным испытанием «Starfish Prime», разом уничтожил и повредил треть всех, находившихся на околоземной орбите.

Расстояние от Земли до Луны увеличивается

Вот уже 25 лет ведутся измерения, которые показывают, что лунная орбита увеличивается, и Луна со скоростью 4см в год удаляется от Земли. По прогнозам астрономов увеличение расстояния между Луной и Землей будет длиться еще 5 миллиардов лет, до того момента, когда Солнце вступит в фазу красного гиганта. Увеличившаяся атмосфера Солнца вновь сблизит Землю и ее спутник на минимальное расстояние – 18470 км. Точка положения Луны относительно нашей планеты получила название «предел Роше». Такое сближение приведет к тому, что Луну буквально разорвет на куски, образовав над экватором Земли гигантское кольцо из обломков, подобное кольцу Сатурна.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: