Луна - спутник Земли

Главная - Астрономия, авиация, космонавтика - Луна - спутник Земли

Луна - спутник Земли

Вступление.

ЛУНА, единая естественный спутник Земли и наиближе к нам небесное тело; среднее расстояние к Луне - 384000 кілометрів.

Рух месяца.

Луна двигается вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором двигается подавляющее большинство других тел Солнечной системы, т.е. против часовой стрелки, селе смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равный среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Вследствие эллиптичности орбиты и збурювань расстояние к Луне колеблется между 356 400 и 406 800 км. Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидеричний (звездный) месяц равняется 27,32166 сутки, но подданный небольшим колебанием и очень малому вековому сокращению. Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и его изучение составляет одну из найскладніших задач небесной механики. Эллиптическое движение представляет собой лишь грубое приближение, на него накладываются много збурювань, обусловленные притягиваниям Солнца, планет и сплюснутостью Земли. Главнейшие с этих збурювань, или неровностей, прошлого открытые с наблюдений задолго к теоретическому выводу их из закона всемирного тяготения. Притягивание Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущение этого движения Землей. Однако, поскольку исследователя интересует движение Луны, которой оно видно из Земли, гравитационная теория, которые разрабатывали много наибольших ученых, начиная с И. Ньютона, рассматривает движение Луны именно вокруг Земли. В 20 столетии пользуются теорией американского математика Дж. Хилла, на основе которой американский астроном Э. Браун вычислил (1919) математические, ряды и составил таблицы, которые содержат широту, долготу и параллакс Луны. Аргументом служит час.

Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5о8”43”, подвергнутым небольшим колебанием. Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и делают полный оборот по эклиптике за 6794 сутки (около 18 лет), вследствие чего Луна возвращает к тому самому узла через интервал времени - так называемый драконічний месяц, - более короткий, чем сидеричний и в среднем равный 27.21222 сутки, с этим месяцем связанная периодичность солнечных и месячных затмений. Месяц оборачивается вокруг осы, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 88°28', с периодом, точно равным сидеричному месяцу, вследствие чего она повернута к Земле всегда одной и той же стороной. Такое совпадение периодов осевого обращения и орбитального обращения не случайно, а вызвано трением притоков, что Земля делала в твердой или никогда редкой оболочке Луны. Однако соединение равномерного обращения с неравномерным движением по орбите вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, которые достигают 7° 54' по долготе, а наклон оси обращения Луны к плоскости ее орбиты обуславливает отклонение до 6°50' по широте, вследствие чего в разное время из Земли можно видеть до 59 % всей поверхности Луны (хотя области возле краев месячного диска видные лишь в сильном перспективном ракурсе); такие отклонения называются либрацией Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и месячной орбиты всегда пересекаются по одной прямой (закон Кассіні).

Форма Луны.

Форма Луны очень близкая к шару с радиусом 1737 км, что равняется 0,2724 экваториального радиуса Земли. Площадь поверхности Луны составляет 3,8 * 107 км2, а объем 2,2 * 1025. Более детальное определение фигуры Луны затруднено тем, что на Луне, из при отсутствии океанов, нет явным образом выраженной равной поверхности относительно которой можно было бы определить высоты и глубины; кроме того, поскольку Луна повернутая к Земле одной стороной, измерять из Земли радиусы точек поверхности видимого полушария Луны (кроме точек на самом крае месячного диска) представляется возможным лишь на основании слабого стереоскопического эффекта, обусловленного либрацией. Изучение либрации разрешило оценить разность главных полуосей эллипсоида Луны. Полярная ось меньше экваториальной, направленной в сторону Земли, приблизительно на 700 г и меньше экваториальной оси, перпендикулярной направления на Землю, на 400 г. Таким образом, Луна под влиянием приливных сил, немного извлеченный в сторону Земли. Масса Луны точнее всего определяется с наблюдений ее искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы земли, которая отвечает 7.35 *1025 г. Средняя плотность Луны равняется 3,34 г. (0.61 средней плотности Земли). Ускорение силы веса на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162.3 и уменьшается на 0.187 при подъеме на 1 километр. Первая космическая скорость 1680 м/сек, вторая 2375 м/сек. Вследствие малого притягивания Луна не смогла удержать вокруг себя газовой оболочки, а также воду в свободном стане.

Фазы Луны.Не будучи самосветящимся, Луна видная только в той части, куда падают солнечные лучи, или лучи, отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны. Каждый месяц Луна, двигая по орбите, проходит между Землей и Солнцем и обращенная к нам темной стороной, в это время происходит новолуние. Через 1-2 дни после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп молодого Луны. Другая часть месячного диска бывает в настоящее время слабо освещенная Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием. Через 7 сутки Луна отходит от Солнца на 900, наступает первая четверть, когда освещенная ровно половина диска Луны и терминатор, т.е. линия раздела светлой и темной стороны, становится прямой - диаметром месячного диска. В следующие дни терминатор становится выпуклым, вид Луны приближается к светлому кругу и через 14-15 сутки наступает полнолуние. На 22-и пор наблюдается последняя четверть. Угловое расстояние Луны от солнца уменьшается, она снова становится серпом и через 29.5 сутки снова наступает новолуние. Промежуток между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем, который имеет среднюю продолжительность 29.5 сутки. Синодический месяц больше сидеричного, так как Земля за это время проходит приблизительно 113 своей орбиты и Луна, чтобы снова пройти между Землей и Солнцем, должна пройти дополнительно еще 113 часть своей орбиты, на что тратится не намного больше 2 сутки. Если новолуние происходит близ одного из узлов месячной орбиты, происходит солнечное затмение, а полнолуние возле узла сопровождается месячным затмением. Система фаз, которая наблюдается легко, Луны послужила основой для ряда календарных систем.