Un no zemes līdz mēnesim. Kāds ir attālums no Zemes līdz Mēnesim

Kopš neatminamiem laikiem Mēness ir bijis pastāvīgs mūsu planētas pavadonis un tai tuvākais debess ķermenis. Protams, cilvēki vienmēr gribēja tur apmeklēt. Bet cik tālu ir jālido un kāds ir attālums līdz tai?

Attālumu no Zemes līdz Mēnesim teorētiski mēra no Mēness centra līdz Zemes centram. Šo attālumu nav iespējams izmērīt, izmantojot parastās metodes, ko izmanto ikdienā. Tāpēc attālums līdz Zemes satelītam tika aprēķināts, izmantojot trigonometriskās formulas.

Līdzīgi kā Saule, Mēness piedzīvo pastāvīgu kustību Zemes debesīs netālu no ekliptikas. Tomēr šī kustība būtiski atšķiras no Saules kustības. Tātad Saules un Mēness orbītu plaknes atšķiras par 5 grādiem. Šķiet, ka tā rezultātā Mēness trajektorijai zemes debesīs kopumā vajadzētu būt līdzīgai ekliptikai, no tās atšķiras tikai ar 5 grādu nobīdi:

Šajā Mēness kustība atgādina Saules kustību – no rietumiem uz austrumiem, pretējā virzienā Zemes ikdienas rotācijai. Bet turklāt Mēness pārvietojas pa zemes debesīm daudz ātrāk nekā Saule. Tas ir saistīts ar faktu, ka Zeme ap Sauli apgriežas aptuveni 365 dienās (Zemes gads), bet Mēness ap Zemi tikai 29 dienās (Mēness mēnesis). Šī atšķirība kļuva par stimulu ekliptikas sadalīšanai 12 zodiaka zvaigznājos (viena mēneša laikā Saule pa ekliptiku pārvietojas par 30 grādiem). Mēness mēnesī notiek pilnīgas izmaiņas Mēness fāzēs:

Papildus Mēness trajektorijai ir arī ļoti iegarenas orbītas faktors. Mēness orbītas ekscentricitāte ir 0,05 (salīdzinājumam Zemei šis parametrs ir 0,017). Atšķirība no Mēness apļveida orbītas liek Mēness redzamajam diametram pastāvīgi mainīties no 29 līdz 32 loka minūtēm.

Vienas dienas laikā Mēness attiecībā pret zvaigznēm nobīdās par 13 grādiem, bet stundā par aptuveni 0,5 grādiem. Mūsdienu astronomi bieži izmanto Mēness okultāciju, lai novērtētu zvaigžņu leņķisko diametru ekliptikas tuvumā.

Kas nosaka Mēness kustību?

Svarīgs punkts Mēness kustības teorijā ir fakts, ka Mēness orbīta kosmosā nav nemainīga un stabila. Salīdzinoši mazās Mēness masas dēļ tas ir pakļauts pastāvīgiem traucējumiem no masīvākiem Saules sistēmas objektiem (galvenokārt Saules un Mēness). Turklāt Mēness orbītu ietekmē Saules noslāņošanās un citu Saules sistēmas planētu gravitācijas lauki. Rezultātā Mēness orbītas ekscentriskums svārstās no 0,04 līdz 0,07 ar 9 gadu periodu. Šo izmaiņu sekas bija parādība, ko sauc par supermēnesi. Supermēness ir astronomiska parādība, kurā pilnmēness leņķiskais izmērs ir vairākas reizes lielāks nekā parasti. Tātad pilnmēness laikā 2016. gada 14. novembrī Mēness atradās vistuvākajā attālumā kopš 1948. gada. 1948. gadā Mēness atradās par 50 km tuvāk nekā 2016. gadā.

Turklāt tiek novērotas Mēness orbītas slīpuma svārstības pret ekliptiku: aptuveni par 18 loka minūtēm ik pēc 19 gadiem.

Kas ir vienāds ar

Kosmosa kuģiem būs jāpavada daudz laika, lidojot uz Zemes pavadoni. Jūs nevarat lidot uz Mēnesi taisnā līnijā - planēta virzīsies orbītā prom no mērķa punkta, un ceļš būs jāpielāgo. Pie otrā bēgšanas ātruma 11 km/s (40 000 km/h) lidojums teorētiski ilgs aptuveni 10 stundas, bet patiesībā tas prasīs ilgāku laiku. Tas ir tāpēc, ka kuģis sākumā pakāpeniski palielina ātrumu atmosfērā, sasniedzot 11 km/s, lai aizbēgtu no Zemes gravitācijas lauka. Tad kuģim būs jāsamazina ātrums, tuvojoties Mēnesim. Starp citu, šis ātrums ir maksimālais, ko mūsdienu kosmosa kuģiem izdevies sasniegt.

Bēdīgi slavenais amerikāņu lidojums uz Mēnesi 1969. gadā saskaņā ar oficiālajiem datiem ilga 76 stundas. NASA New Horizons bija visātrāk, kas sasniedza Mēnesi 8 stundās un 35 minūtēs. Tiesa, viņš nenolaidās uz planetoīda, bet gan lidoja garām – viņam bija cita misija.

Gaisma no Zemes mūsu satelītu sasniegs ļoti ātri – 1,255 sekundēs. Taču lidojumi ar gaismas ātrumu joprojām ir zinātniskās fantastikas jomā.

Jūs varat mēģināt iztēloties ceļu uz Mēnesi pazīstamos terminos. Ar kājām ar ātrumu 5 km/h, ceļojums uz Mēnesi ilgs aptuveni deviņus gadus. Ja braucat ar automašīnu ar ātrumu 100 km/h, lai nokļūtu līdz Zemes pavadonim, būs nepieciešamas 160 dienas. Ja lidmašīnas lidotu uz Mēnesi, lidojums uz to ilgtu aptuveni 20 dienas.

Kā senajā Grieķijā astronomi aprēķināja attālumu līdz Mēness

Mēness kļuva par pirmo debess ķermeni, līdz kuram bija iespējams aprēķināt attālumu no Zemes. Tiek uzskatīts, ka astronomi Senajā Grieķijā bija pirmie, kas to izdarīja.

Cilvēki ir mēģinājuši izmērīt attālumu līdz Mēnesim jau kopš neatminamiem laikiem – pirmais mēģināja Samosas Aristarhs. Viņš novērtēja leņķi starp Mēnesi un Sauli uz 87 grādiem, tāpēc izrādījās, ka Mēness atrodas 20 reizes tuvāk Saulei (87 grādu leņķa kosinuss ir 1/20). Leņķa mērījuma kļūda radīja 20 kārtīgu kļūdu, šodien zināms, ka šī attiecība ir 1 pret 400 (leņķis ir aptuveni 89,8 grādi). Lielo kļūdu izraisīja grūtības noteikt precīzu leņķisko attālumu starp Sauli un Mēnesi, izmantojot primitīvos antīkās pasaules astronomijas instrumentus. Regulāri Saules aptumsumi šajā laikā jau sengrieķu astronomiem ļāva secināt, ka Mēness un Saules leņķiskie diametri bija aptuveni vienādi. Šajā sakarā Aristarhs secināja, ka Mēness ir 20 reizes mazāks par Sauli (faktiski apmēram 400 reizes).

Lai aprēķinātu Saules un Mēness izmērus attiecībā pret Zemi, Aristarhs izmantoja citu metodi. Mēs runājam par Mēness aptumsumu novērojumiem. Līdz tam laikam senie astronomi jau bija uzminējuši šo parādību iemeslus: Mēnesi aizēnoja Zemes ēna.

Iepriekš redzamā diagramma skaidri parāda, ka attālumu starpība no Zemes līdz Saulei un Mēnesim ir proporcionāla starpībai starp Zemes un Saules rādiusiem un Zemes un tās ēnas rādiusiem pret Mēness attālumu. Aristarha laikā jau bija iespējams aprēķināt, ka Mēness rādiuss ir aptuveni 15 loka minūtes, bet Zemes ēnas rādiuss ir 40 loka minūtes. Tas ir, Mēness izmērs bija aptuveni 3 reizes mazāks par Zemes izmēru. No šejienes, zinot Mēness leņķisko rādiusu, varētu viegli novērtēt, ka Mēness atrodas aptuveni 40 Zemes diametru attālumā no Zemes. Senie grieķi varēja tikai aptuveni novērtēt Zemes izmēru. Tā Kirēnas Eratostens (276. – 195.g.pmē.), pamatojoties uz Saules maksimālā augstuma atšķirībām virs horizonta Asuānā un Aleksandrijā vasaras saulgriežos, noteica, ka Zemes rādiuss ir tuvu 6287 km (mūsdienu vērtība 6371). km). Ja šo vērtību aizstājam Aristarha aplēsē par attālumu līdz Mēnesim, tas atbildīs aptuveni 502 tūkstošiem km (vidējā attāluma no Zemes līdz Mēness mūsdienu vērtība ir 384 tūkstoši km).

Nedaudz vēlāk matemātiķis un astronoms 2. gadsimtā pirms mūsu ēras. e. Nikejas Hiparhs aprēķināja, ka attālums līdz Zemes pavadoņam ir 60 reizes lielāks nekā mūsu planētas rādiuss. Viņa aprēķini balstījās uz novērojumiem par Mēness kustību un tā periodiskajiem aptumsumiem.

Tā kā aptumsuma brīdī Saulei un Mēnesim būs vienādi leņķiskie izmēri, tad, izmantojot trīsstūru līdzības noteikumus, var atrast attālumu attiecību pret Sauli un Mēnesi. Šī atšķirība ir 400 reizes. Piemērojot šos noteikumus vēlreiz, tikai attiecībā uz Mēness un Zemes diametru, Hiparhs aprēķināja, ka Zemes diametrs ir 2,5 reizes lielāks par Mēness diametru. Tas ir, R l = R z /2,5.

1′ leņķī var novērot objektu, kura izmēri ir 3483 reizes mazāki par attālumu līdz tam – šī informācija bija visiem zināma Hiparha laikā. Tas ir, ja novērotais Mēness rādiuss ir 15′, tas būs 15 reizes tuvāk novērotājam. Tie. attāluma līdz Mēnesim attiecība pret tā rādiusu būs vienāda ar 3483/15 = 232 vai S l = 232R l.

Attiecīgi attālums līdz Mēnesim ir 232 * R з /2,5 = 60 Zemes rādiusi. Tas izrādās 6371*60=382260 km. Interesantākais ir tas, ka mērījumi, kas veikti, izmantojot mūsdienu instrumentus, apstiprināja senā zinātnieka taisnību.

Mūsdienās attālumu līdz Mēnesim mēra, izmantojot lāzerinstrumentus, kas ļauj to izmērīt ar vairāku centimetru precizitāti. Šajā gadījumā mērījumi notiek ļoti īsā laikā – ne vairāk kā 2 sekundēs, kuru laikā Mēness attālinās orbītā aptuveni 50 metrus no lāzera impulsa sūtīšanas vietas.

Attāluma līdz Mēness mērīšanas metožu attīstība

Tikai ar teleskopa izgudrojumu astronomi varēja iegūt vairāk vai mazāk precīzas Mēness orbītas parametru vērtības un tā izmēra atbilstību Zemes izmēram.

Saistībā ar radara attīstību parādījās precīzāka metode attāluma līdz Mēness mērīšanai. Pirmā Mēness radara izpēte tika veikta 1946. gadā ASV un Lielbritānijā. Radars ļāva izmērīt attālumu līdz Mēnesim ar vairāku kilometru precizitāti.

Lāzera attāluma noteikšana ir kļuvusi par vēl precīzāku metodi attāluma līdz Mēness mērīšanai. Lai to īstenotu, 60. gados uz Mēness tika uzstādīti vairāki stūra atstarotāji. Interesanti atzīmēt, ka pirmie eksperimenti ar lāzera diapazonu tika veikti pat pirms stūra atstarotāju uzstādīšanas uz Mēness virsmas. 1962.-1963.gadā PSRS Krimas observatorijā tika veikti vairāki eksperimenti atsevišķu Mēness krāteru lāzera mērīšanai, izmantojot teleskopus ar diametru no 0,3 līdz 2,6 metriem. Šie eksperimenti spēja noteikt attālumu līdz Mēness virsmai ar vairāku simtu metru precizitāti. 1969.–1972. gadā Apollo astronauti uz mūsu satelīta virsmas nogādāja trīs stūra atstarotājus. Starp tiem vismodernākais bija Apollo 15 misijas atstarotājs, jo tas sastāvēja no 300 prizmām, bet pārējās divas (misijas Apollo 11 un Apollo 14) sastāvēja tikai no simts prizmu katrā.

Turklāt 1970. un 1973. gadā PSRS uz Mēness virsmas piegādāja vēl divus franču stūra atstarotājus uz pašgājējmašīnām Lunokhod-1 un Lunokhod-2, no kurām katra sastāvēja no 14 prizmām. Pirmo šo atstarotāju izmantošanai ir ārkārtēja vēsture. Pirmajos sešos Mēness rovera darbības mēnešos ar reflektoru bija iespējams veikt aptuveni 20 lāzera attāluma seansus. Tomēr toreiz Mēness rovera neveiksmīgā stāvokļa dēļ atstarotāju nebija iespējams izmantot līdz 2010. gadam. Tikai jaunā LRO aparāta fotogrāfijas palīdzēja noskaidrot Mēness rovera pozīciju ar atstarotāju un tādējādi atsākt darbu ar to.

PSRS vislielākais lāzera attāluma sesiju skaits tika veikts Krimas observatorijas 2,6 metru teleskopā. Laikā no 1976. līdz 1983. gadam ar šo teleskopu tika veikti 1400 mērījumi ar 25 centimetru kļūdu, pēc tam novērojumi tika pārtraukti padomju Mēness programmas ierobežošanas dēļ.

Kopumā no 1970. līdz 2010. gadam pasaulē tika veikti aptuveni 17 tūkstoši augstas precizitātes lāzera attāluma sesiju. Lielākā daļa no tiem bija saistīti ar Apollo 15 stūra atstarotāju (kā minēts iepriekš, tas ir vismodernākais - ar rekordlielu prizmu skaitu):

No 40 observatorijām, kas spēj veikt lāzera attālumu uz Mēness, tikai dažas var veikt augstas precizitātes mērījumus:

Lielākā daļa īpaši precīzu mērījumu tika veikti ar 2 metru teleskopu Mac Donald observatorijā Teksasā:

Tajā pašā laikā visprecīzākos mērījumus veic APOLLO instruments, kas tika uzstādīts uz 3,5 metru teleskopa Apache Point observatorijā 2006. gadā. Mērījumu precizitāte sasniedz vienu milimetru:

Mēness un Zemes sistēmas evolūcija

Galvenais mērķis arvien precīzākiem attāluma līdz Mēness mērījumiem ir mēģināt iegūt dziļāku izpratni par Mēness orbītas attīstību tālā pagātnē un tālā nākotnē. Līdz šim astronomi ir nonākuši pie secinājuma, ka agrāk Mēness atradās vairākas reizes tuvāk Zemei, kā arī tam bija ievērojami īsāks rotācijas periods (tas ir, tas nebija bloķēts paisuma un bēguma dēļ). Šis fakts apstiprina mūsu laikos dominējošo trieciena versiju par Mēness veidošanos no Zemes izmestā materiāla. Turklāt Mēness plūdmaiņu ietekme liek pakāpeniski palēnināt Zemes rotācijas ātrumu ap savu asi. Šī procesa ātrums ir Zemes diennakts pieaugums katru gadu par 23 mikrosekundēm. Viena gada laikā Mēness attālinās no Zemes vidēji par 38 milimetriem. Tiek lēsts, ka, ja Zemes-Mēness sistēma pārdzīvos Saules pārtapšanu par sarkano milzi, tad pēc 50 miljardiem gadu Zemes diennakts būs vienāda ar Mēness mēnesi. Rezultātā Mēness un Zeme vienmēr būs vērsti viens pret otru tikai ar vienu pusi, kā tas pašlaik tiek novērots Plutona-Šarona sistēmā. Līdz tam laikam Mēness attālināsies līdz aptuveni 600 tūkstošiem kilometru, un Mēness mēnesis palielināsies līdz 47 dienām. Turklāt tiek pieņemts, ka Zemes okeānu iztvaikošana 2,3 miljardu gadu laikā izraisīs Mēness aizvākšanas procesa paātrināšanos (Zemes plūdmaiņas ievērojami palēnina procesu).

Turklāt aprēķini liecina, ka nākotnē Mēness atkal sāks virzīties tuvāk Zemei, pateicoties savstarpējai plūdmaiņu mijiedarbībai. Tuvojoties Zemei 12 tūkstošu km attālumā, Mēnesi plosīs paisuma spēki, Mēness atlūzas veidos gredzenu, kas līdzīgs zināmajiem gredzeniem ap Saules sistēmas milzu planētām. Citi zināmie Saules sistēmas satelīti šo likteni atkārtos daudz agrāk. Tātad Fobosam ir doti 20-40 miljoni gadu, bet Tritonam ir aptuveni 2 miljardi gadu.

Katru gadu attālums līdz Zemes pavadoņam palielinās vidēji par 4 cm. Iemesli ir planetoīda kustība pa spirālveida orbītu un Zemes un Mēness gravitācijas mijiedarbības pakāpes samazināšanās.

Starp Zemi un Mēnesi teorētiski ir iespējams novietot visas Saules sistēmas planētas. Ja saskaita visu planētu diametrus, ieskaitot Plutonu, jūs iegūstat vērtību 382 100 km.

384 467 kilometri – tieši tāds attālums mūs šķir no tuvākā lielā kosmiskā ķermeņa, no mūsu vienīgā dabiskā pavadoņa – Mēness. Tas liek uzdot jautājumu: kā zinātnieki par to uzzināja? Galu galā jūs patiešām nevarat staigāt no Zemes uz Mēnesi ar metru rokās!

Tomēr mēģinājumi izmērīt attālumu līdz Mēnesim ir veikti kopš seniem laikiem. To mēģināja izdarīt seno grieķu zinātnieks Aristarhs no Samos, tas pats, kurš pirmais izteica ideju par heliocentrisku sistēmu! Viņš arī zināja, ka Mēnesim, tāpat kā Zemei, ir bumbiņas forma un tas neizstaro savu gaismu, bet spīd no saules atstarotās gaismas. Viņš ierosināja, ka laikā, kad Mēness novērotājam no Zemes izskatās kā pusdisks. Starp to, Zemi un Sauli, veidojas taisnleņķa trīsstūris, kurā attālums starp Mēnesi un Sauli un starp Mēnesi un Zemi ir kājas, un attālums starp Sauli un Zemi ir hipotenūza.

Līdz ar to ir jāatrod leņķis starp virzieniem uz Mēnesi un Sauli, un tad, izmantojot atbilstošus ģeometriskus aprēķinus, var aprēķināt, cik reižu Zemes-Mēness posms ir īsāks par Zemes-Saules hipotenūzu. Diemžēl tā laika tehnoloģija neļāva precīzi noteikt laiku, kad Mēness ieņem pozīciju minētā taisnleņķa trijstūra virsotnē, un šādos aprēķinos neliela kļūda mērījumos rada lielas kļūdas aprēķinos. Aristarhs kļūdījās gandrīz 20 reizes: izrādījās, ka attālums līdz Mēnesim bija 18 reizes mazāks nekā attālums līdz Saulei, bet patiesībā tas bija 394 reizes mazāks.

Precīzāku rezultātu ieguva cits sengrieķu zinātnieks Hiparhs. Viņš tomēr pieturējās pie ģeocentriskās sistēmas, taču pareizi saprata Mēness aptumsumu iemeslu: Mēness iekrīt Zemes ēnā, un šai ēnai ir konusa forma, kuras augšdaļa atrodas prom no Mēness. . Šīs ēnas kontūru var novērot aptumsuma laikā uz Mēness diska, un pēc malas līknes var noteikt attiecības starp tās šķērsgriezumu un paša Mēness lielumu. Ņemot vērā, ka Saule atrodas daudz tālāk par Mēnesi, bija iespējams aprēķināt, cik tālu Mēnesim jāatrodas, lai ēna saruktu līdz tādam izmēram. Šādi aprēķini lika Hiparham secināt, ka attālums no Zemes līdz Mēnesim ir 60 Zemes rādiusi jeb 30 diametri. Zemes diametru aprēķināja Eratostens - pārtulkots mūsdienu mēros, kuru garums ir 12 800 kilometri - tādējādi, saskaņā ar Hiparhs teikto, attālums no Zemes līdz Mēnesim ir 384 000 kilometru. Kā redzam, tas ir ļoti tuvu patiesībai, īpaši ņemot vērā, ka viņam nebija nekas cits kā vienkārši goniometra instrumenti!

20. gadsimtā attālums no Zemes līdz Mēness tika mērīts ar trīs metru precizitāti. Lai to paveiktu, pirms aptuveni 30 gadiem uz mūsu kosmiskā “kaimiņa” virsmas tika nogādāti vairāki atstarotāji. Uz šiem atstarotājiem no Zemes tiek nosūtīts fokusēts lāzera stars, ir zināms gaismas ātrums, un attālums līdz Mēnesim tiek aprēķināts no laika, kas nepieciešams, lai lāzera stars pārvietotos "turp un atpakaļ". Šo metodi sauc par lāzera diapazona noteikšanu.

Runājot par attālumu no Zemes līdz Mēnesim, jāatceras, ka runa ir par vidējo attālumu, jo Mēness orbīta nav riņķveida, bet gan eliptiska. No Zemes vistālākajā punktā (apogejs) attālums starp Zemi un Mēnesi ir 406 670 km, bet tuvākajā punktā (perigejs) – 356 400 km.

Senie grieķi mēģināja izmērīt attālumu no Zemes līdz Mēnesim.

Pie mums ir nonākusi tikai eseja Samosas Aristarhs“Par Saules un Mēness lielumiem un attālumiem” (III gs. p.m.ē.), kur pirmo reizi zinātnes vēsturē viņš mēģināja noteikt attālumus līdz šiem debess ķermeņiem un to izmērus.

Aristarhs šim jautājumam piegāja ļoti asprātīgi. Viņš balstījās uz pieņēmumu, ka Mēness ir sfērisks un spīd ar gaismu, kas atstaro no Saules. Šajā gadījumā tajos brīžos, kad Mēness izskatās kā pusdisks, tas veido taisnleņķa trīsstūri ar Zemi un Sauli:

Ja šajā brīdī mēs precīzi nosakām leņķi starp virzieniem no Zemes uz Mēnesi un Sauli (CAB), mēs varam izmantot vienkāršas ģeometriskas attiecības, lai noskaidrotu, cik reižu kājas (attālums no Zemes līdz Mēnesim AB) ir mazāks par hipotenūzu (attālums no Zemes līdz Saulei AC). Saskaņā ar Aristarhu, CAB=87°; tāpēc šo malu attiecība ir 1:19.

Aristarhs kļūdījās aptuveni 20 reizes: patiesībā attālums līdz Mēnesim ir mazāks nekā līdz Saulei, gandrīz 400 reizes. Āķis ir tāds, ka, pamatojoties tikai uz novērojumiem, nav iespējams precīzi noteikt brīdi, kad Mēness atrodas taisnā leņķa virsotnē. Mazākā neprecizitāte rada milzīgu novirzi no patiesās vērtības.

Lielākais senatnes astronoms Hiparhs no Nikejas 2. gadsimta vidū pirms mūsu ēras. e. ar lielu pārliecību viņš noteica attālumu līdz Mēnesim un tā izmērus, ņemot vērā zemeslodes rādiusu kā vienu.

Savos aprēķinos Hiparhs vadījās no pareizas izpratnes par Mēness aptumsumu cēloni: Mēness iekrīt zemes ēnā, kurai ir konusa forma ar virsotni, kas atrodas kaut kur Mēness virzienā.

Diagramma, kas izskaidro Mēness rādiusa noteikšanu, izmantojot Aristarha metodi.
Bizantijas kopija 10. gs.

Skaties uz bildi. Tas parāda Saules, Zemes un Mēness stāvokli Mēness aptumsuma laikā. No trīsstūru līdzības izriet, ka attālums no Zemes līdz Saulei AB ir tik reižu lielāks par attālumu no Zemes līdz Mēnesim BC, cik reizes atšķiras Saules un Zemes rādiusu (AE) - BF) ir lielāka par Zemes un tās ēnas rādiusu starpību Mēness attālumā (BF - CG ).

No novērojumiem, izmantojot visvienkāršākos goniometriskos instrumentus, izriet, ka Mēness rādiuss ir 15" un ēnas rādiuss ir aptuveni 40", tas ir, ēnas rādiuss ir gandrīz 2,7 reizes lielāks nekā Mēness rādiuss. . Ņemot attālumu no Zemes līdz Saulei kā vienu, bija iespējams konstatēt, ka Mēness rādiuss ir gandrīz 3,5 reizes mazāks par Zemes rādiusu.

Jau iepriekš bija zināms, ka 1" leņķī tiek novērots objekts, līdz kuram attālums pārsniedz tā izmēru 3483 reizes. Līdz ar to Hiparhs sprieda, ka 15" leņķī novērotais objekts būs 15 reizes tuvāk. Tas nozīmē, ka Mēness atrodas tādā attālumā no mums, kas ir 230 reizes (3483:15) lielāks par tā rādiusu. Un, ja Zemes rādiuss ir aptuveni 3,5 Mēness rādiuss, tad attālums līdz Mēnesim ir 230: 3,5 ~ 60 Zemes rādiusi jeb aptuveni 30 Zemes diametri (tas ir aptuveni 382 tūkstoši kilometru).

Mūsu laikā attāluma mērīšana no Zemes līdz Mēness tika veikta, izmantojot lāzera attāluma noteikšanas metodi. Šīs metodes būtība ir šāda. Uz Mēness virsmas ir uzstādīts stūra atstarotājs. Lāzera stars tiek novirzīts no Zemes, izmantojot lāzeru uz atstarotāja spoguli. Šajā gadījumā tiek precīzi reģistrēts signāla raidīšanas laiks. Gaisma, kas atstarota no instrumenta uz Mēness, atgriežas teleskopā aptuveni vienas sekundes laikā. Nosakot precīzu laiku, kas nepieciešams gaismas staram, lai nobrauktu attālumu no Zemes līdz Mēnesim un atpakaļ, jūs varat noteikt attālumu no starojuma avota līdz reflektoram.

Izmantojot šo metodi, attālumu no Zemes līdz Mēnesim nosaka ar vairāku kilometru precizitāti (maksimālā mērījumu precizitāte šobrīd ir 2-3 centimetri!): vidēji tas ir 384 403 km. "Vidēji" nevis tāpēc, ka šis attālums ņemts no dažādiem vai aptuveniem mērījumiem, bet gan tāpēc, ka Mēness orbīta nav aplis, bet elipse. Apogē (vistālākais orbītas punkts no Zemes) attālums no Zemes centra līdz Mēnesim ir 406 670 km, perigejā (tuvākais orbītas punkts) - 356 400 km.

Mēness ir akmeņains sfēriskas formas kosmisks ķermenis. Tam trūkst atmosfēras un jebkādu dzīvības pazīmju. Salīdzinot ar mūsu planētu, no kuras tas ir vienīgais satelīts. Satelīta diametrs ir aptuveni ceturtā daļa no Zemes diametra. Ilgi pirms visa veida pētījumu sākuma cilvēki saprata, ka Mēness ir pilns ar noslēpumiem un noslēpumiem.

Saskarsmē ar

Klasesbiedriem

Tas ierindojas starp Saules sistēmas lielākajiem planētu dabiskajiem satelītiem. Augsnes blīvums ir salīdzinoši zems, un paraugi, kas ņemti no virsmas detalizētai analīzei, mulsina zinātniekus līdz šai dienai. Saskaņā ar izcelsmes teoriju tas “dzimis” aptuveni pirms 4,1 miljarda gadu.

Kustība

Vidēji attālums no mēness attālums līdz Zemei ir 384 400 km, šis skaitlis ietver aptuveni 60 mūsu planētas rādiusus. Atkarībā no Zemes vienīgā satelīta kustības brīža eliptiskā orbītā mainās tā tuvuma pakāpe planētai un novērotājam redzamie izmēri. Perigejā satelītu no Zemes atdala 363 104 kilometri. Kad debess ķermenis sasniedz savu apogeju, īsākais attālums starp Zemes un Mēness centriem vienāds ar 406696 kilometriem. Attālumu starpības diapazons sasniedz 43592 km.

Vērojot šī debess ķermeņa kustību pa debesīm, jūs varat nonākt optiskās ilūzijas ietekmē. Kad tas atrodas augstu un to ieskauj bezgalīga telpa, tā izmērs tiek uztverts kā daudz mazāks, nekā tas patiesībā ir. Mēness tiešā tuvumā Zemes horizontam var šķist lielāks diametrs.

Sakarā ar to, ka satelīts vai nu tuvojas planētai, vai attālinās no tās, mainās arī Mēness virsmas spilgtums. Pētījumi pierāda, ka satelīts nerada spīdumu, bet atstaro apmēram septiņus procentus izkliedētās saules gaismas. Šo pazīmi raksturo regolīta slānis, kas rodas sadursmēs ar meteorītiem. Atkritumu daļiņu izmērs ir no minūtes līdz lielām, un tās var pārklāt virsmas no dažiem mikroniem līdz desmitiem metru.

No kā ir atkarīga kustība?

Mēness kustība savā orbītā ir saistīta ar Zemes un Saules pievilcības ietekmi uz to. Turklāt Saule to pievelk pie sevis daudz lielākā mērā nekā mūsu planēta. Papildus spožākajai zvaigznei Saules sistēmā Mēness kustība ir daudzu parametru kombinācija:

Mēness kustību savā orbītā var salīdzināt ar spirāli, kas pamazām atritinās.

Attālums starp Zemi un Mēnesi

Attālums starp Zemi un Mēnesi vērtība nav nemainīga. Senais zinātnieks Hiparhs no Nikejas otrajā gadsimtā pirms mūsu ēras spēja aprēķināt šo attālumu. Viņš nāca klajā ar skaitli, kas vienāds ar trīsdesmit zemes diametriem, tas ir, 384 000 kilometru.

Cits sengrieķu matemātiķis un astronoms Eratostens no Kirēnas spēja izmērīt diametru. Viņš novietoja stabu vertikālā stāvoklī pie bibliotēkas ēkas un izmērīja no tā metušās ēnas garumu. Pēc tam viņš noteica mazāko leņķi, kādu rada saules stars, atsitoties pret stabu. Rezultāts bija grāds, kas vienāds ar septiņiem. Apzinoties, ka vasaras saulgriežu dienā Sjēnas pilsētā Saule atrodas zenītā un attālums no Sjenes līdz Aleksandrijai ir 5000 stadionu, Eratostens secināja: 5000 stadioni ir 7 grādi no Zemes meridiāna. Pilns meridiāns ir 360 grādi jeb aptuveni 250 000 stadionu.

Kā uzzināt attālumu līdz satelītam

Ir vairākas mērīšanas metodes attālumi no Zemes līdz Mēnesim:

Vienkāršākais ir balstīts uz to leņķiskajiem izmēriem.

Šie izmēri ir vienādi, jo pilnīga Saules aptumsuma laikā Saules disku pilnībā aizsedz Mēness disks. Mērīšanai ir piemērota parastā šķemba. Ja ieliek šķembu izstieptā rokā, tad tās platuma un garuma attiecība pret aci ir Mēness leņķiskais izmērs radiānos. Šī vērtība ir 0,0087. Pārvēršot radiānus grādos, rezultāts ir aptuveni 0,5. Zinot Zemes rādiusu un mūsu satelīta leņķisko izmēru, to ir viegli noskaidrot attālums līdz debess ķermenim. Ar ģeometriskiem aprēķiniem mēs atrodam attālumu, kas vienāds ar 30 mūsu planētas diametriem.

Izmantojot lāzera lokalizācijas metodi.

Lāzera stars tiek novirzīts no Zemes virsmas uz reflektoriem, ko astronauti pirms vairāk nekā četrdesmit gadiem uzstādījuši uz Mēness. Tas pārvietojas ar zināmu gaismas ātrumu un, sasniedzis atstarotāju, atgriežas atpakaļ. Stara ceļš ir aptuveni viena sekunde. Zinātnieki fiksē konkrētus laikus un aprēķina precīzu attālumu līdz mūsu satelītam. Šī mērīšanas metode palīdzēja noteikt, ka kustības trajektorija mainās virzienā uz attālumu no planētas par vairākiem centimetriem gadā.

Izmantojot triangulācijas metodi (no diviem vienādiem punktiem uz Zemes virsmas).

Vidējais attālums līdz Mēness: Wikipedia

Tuvākais punkts Mēness orbītā atrodas vidēji 362 000 kilometru attālumā. Vistālākais Mēness orbītas punkts atrodas 405 000 kilometru attālumā.

Vismaz divas reizes gadā uz jaunā mēness, kad satelīts tuvojas savam maksimumam līdz mezglam (krustošanās punktam ar ekliptiku), notiek Saules aptumsums. Pārējā laikā tā kustība tiek veikta zem Saules vai virs tās. Mēness aptumsumi notiek pilnmēness laikā, un arī Zemes dabiskajam satelītam jābūt tuvu mezglam.

Taisnā līnija, kas savieno mezglus, riņķo ap mūsu planētu ik pēc 18 gadiem un 224 dienām. Rotācijas virziens šajā gadījumā ir pretējs Mēness kursam.

Pēcvārds

Gadsimta laikā Zemes dienas garums palielinās par vienu sekundes tūkstošdaļu. Šī parādība izraisa Zemei tuvākais debess ķermenis gravitācijas spēku rezultātā. Mēness gravitācijas pievilkšanās dēļ pasaules okeānos notiek plūdmaiņas un bēgumi, un šie procesi palēnina Zemes rotāciju.

Gravitācijas lauks ietekmēja debess ķermeņa formu. Sānos, kas vērsta pret Zemi, ir deformācija, lai gan, iespējams, ka tā radusies satelīta iekšējo slāņu struktūras dēļ.

Zemes un Saules radītais trieciens uz Mēnesi, tā kustības trajektorijas izmaiņas pa eliptisku orbītu pēc miljoniem gadu attālinās noslēpumaino debess ķermeni un optiski to samazinās. Par leģendu kļūs arī pilnie saules aptumsumi.

Papildus zvaigžņu izkliedei naksnīgo debesu rotājums, protams, ir Mēness. Tā lieluma un attāluma no Zemes kombinācija padara to par otro spožāko debess objektu un aptumsuma laikā var pilnībā aizēnot Saules disku. Nav pārsteidzoši, ka nakts zvaigzne ir piesaistījusi cilvēces uzmanību vairāk nekā vienu tūkstošgadi.

Ja Zemei nebūtu Mēness, daudzas lietas būtu izvērtušās savādāk:

diena būtu daudz īsāka;
gadalaikiem un klimatam būtu raksturīga nestabilitāte;
būtu mazāk izteikti bēgumi un bēgumi;
dzīvības parādīšanās uz planētas tās pašreizējā formā būtu apšaubāma.

Mēness diametrs

Vidējais Mēness diametrs pēc kosmiskajiem standartiem nav pārāk liels – 3474,1 km. Tas ir aptuveni divas reizes mazāks nekā attālums no Maskavas līdz Vladivostokai.

Tomēr Luna ieņem piekto vietu vieta pēc izmēra starp Saules sistēmas planētu dabiskajiem satelītiem:

Ganimēds.
Titāns.
Kalisto.
Mēness.

Bet, salīdzinot satelītu izmērus attiecībā pret to planētām, Mēnesim nav līdzvērtīgu. Ar diametru, kas ir ceturtā daļa no Zemes, tas ieņem pirmo vietu. Turklāt tā izmērs ir lielāks nekā Plutonam.

Kāds ir attālums no Zemes līdz Mēnesim

Vērtība nav nemainīga. Vidēji starp planētas centriem un tās dabisko pavadoni ir 384 400 kilometru. Šajā telpā ietilptu vēl aptuveni 30 Zemes, un gaismai nepieciešamas 1,28 sekundes, lai nobrauktu šo attālumu.

Kā būtu, ja tuvāko debess ķermeni varētu sasniegt ar automašīnu ar ātrumu 95 km/h? Ņemot vērā, ka viss attālums ir aptuveni 10 Zemes apļi, ceļojums aizņemtu tikpat daudz laika kā 10 braucieni apkārt planētai gar ekvatoru. Tas ir nedaudz mazāk par sešiem mēnešiem. Līdz šim ātrāko attālumu līdz Mēnesim veikusi starpplanētu stacija New Horizons, kas ceļā uz Plutonu satelīta orbītu šķērsoja astoņas ar pusi stundas pēc palaišanas.

Mēness orbīta nav ideāls aplis, bet ovāls (elipse), kurā atrodas Zeme. Dažādos punktos tas atrodas tuvāk vai tālāk no planētas. Šī iemesla dēļ, rotējot ap kopīgu masas centru ar Zemi, satelīts vai nu tuvojas, vai attālinās. Tādējādi vismazāk kilometru atdala debess ķermeņus, kad nakts zvaigzne atrodas savā orbītā vietā, ko sauc par perigeju. Punktā, kas apzīmēts kā apogejs, satelīts atrodas vistālāk no planētas. Minimālais attālums ir 356 400 km, bet maksimālais - 406 700 km. Tātad attālums svārstās no 28 līdz 32 zemes diametriem.

Pirmie tuvu pareizie aprēķini par attālumu līdz “kaimiņam” Zemei tika iegūti tālajā 2. gadsimtā. n. e. Ptolemajs. Mūsdienās, pateicoties modernajām atstarojošām ierīcēm, kas uzstādītas uz satelīta, attālums ir izmērīts visprecīzāk (ar vairāku cm kļūdu). Lai to izdarītu, lāzera stars tiek novirzīts uz Mēnesi. Tad viņi atzīmē periodu, kurā pēc atstarošanas tas atgriezīsies uz Zemes. Zinot gaismas ātrumu un laiku, kas nepieciešams, lai sasniegtu sensorus, ir viegli aprēķināt attālumu.

Kā vizuāli novērtēt Mēness izmēru un tā attālumu līdz Zemei

Zemes diametrs ir aptuveni 4 reizes lielāks nekā Mēness, un skaļums ir 64 reizes. Attālums līdz nakts zvaigznei ir aptuveni 30 reizes lielāks par planētas diametru. Lai vizuāli novērtētu attālumu no Zemes līdz tās satelītam un salīdzinātu to izmērus, jums būs nepieciešamas divas bumbiņas: basketbola un tenisa bumbiņa. Diametru attiecības:

Zeme (12 742 km) un Mēness (3 474,1 km) - 3,7: 1;
standarta basketbols (24 cm) un tenisa bumba (6,7 cm) - 3,6:1.

Vērtības ir diezgan tuvas. Tādējādi, ja Zeme būtu basketbola bumbas lielumā, tad tās satelīts būtu tenisa bumbiņas lielumā.

Jūs varat lūgt cilvēkiem iedomāties ka Zeme ir basketbola bumba, bet Mēness ir tenisa bumbiņa, un parādiet, cik tālu satelīts atrodas no planētas šajā mērogā. Lielākā daļa, visticamāk, uzminēs attālumu no 30 cm līdz dažiem soļiem.

Patiesībā, lai parādītu pareizo attālumu, jums būs jāatkāpjas nedaudz vairāk par septiņiem metriem. Tādējādi starp planētu un tās pavadoni ir vidēji 384 400 km, kas ir aptuveni 30 Zemes vai attiecīgi 30 basketbola bumbas. Sporta aprīkojuma diametru reizinot ar 30, rezultāts ir 7,2 m. Tas ir aptuveni 9 vīriešu vai 11 sieviešu soļi.

Šķietamais Mēness izmērs no Zemes

360 leņķa grādi- viss debess sfēras apkārtmērs. Tajā pašā laikā nakts zvaigzne uz tās aizņem apmēram pusi no viena grāda (vidēji 31 minūti) - tas ir leņķiskais (redzamais) diametrs. Salīdzinājumam: rādītājpirksta nagu platums rokas garumā ir aptuveni viens grāds, tas ir, divi pavadoņi.

Unikālas sakritības dēļ šķietamie Saules un Mēness izmēri Zemes iedzīvotājiem ir gandrīz vienādi. Tas ir iespējams, jo tuvākās zvaigznes diametrs 400 reižu lielāks par satelīta diametru, bet dienas gaisma atrodas arī tikpat reižu tālāk. Pateicoties šai sakritībai, no visām planētām, kas riņķo ap Sauli, tikai Zeme var novērot savu pilnīgu aptumsumu.

Vai mēness izmērs mainās?

Protams, satelīta patiesais diametrs paliek nemainīgs, taču šķietamais izmērs var atšķirties. Tātad, Saullēkta un saulrieta laikā mēness šķiet ievērojami lielāks. Kad nakts zvaigzne atrodas zemu virs horizonta, attālums līdz novērotājam nesamazinās, bet, gluži pretēji, nedaudz palielinās (par Zemes rādiusu). Šķiet, ka vizuālajam efektam vajadzētu būt pretējam. Nav vienas atbildes, kas izskaidro ilūzijas cēloni. Varam tikai ar pārliecību teikt, ka šī skaistā parādība ir parādā tikai cilvēka smadzeņu darbības īpatnībām, nevis, piemēram, Zemes atmosfēras ietekmei.

Attālums starp Mēnesi un Zemi periodiski mainās no maksimālā (apogeja) līdz minimumam (perigejā). Līdz ar attālumu mainās arī satelīta šķietamais diametrs: no 29,43 līdz 33,5 loka minūtēm. Pateicoties tam, ir iespējami ne tikai pilni aptumsumi, bet arī gredzenveida (kad šķietamais Mēness izmērs apogē ir mazāks par Saules disku). Apmēram reizi 414 dienās pilnmēness sakrīt ar perigeja pāreju. Šajā laikā jūs varat novērot lielāko nakts zvaigzni. Parādība ir ieguvusi diezgan skaļu supermēness nosaukumu, taču šķietamais diametrs šobrīd ir tikai par 14% lielāks nekā parasti. Atšķirība ir ļoti neliela, un nejaušs novērotājs atšķirības nepamanīs.

Pateicoties precīziem mērījumiem attālumos, zinātniekiem izdevās konstatēt salīdzinoši lēnu, bet pastāvīgu attāluma palielināšanos starp Zemi un tās pavadoni. Mēness atkāpšanās ātrums – 3,8 cm gadā – ir pārāk lēns, lai pamanītu ievērojamu zvaigznes redzamā izmēra samazināšanos. Cilvēka nagi aug aptuveni tādā pašā ātrumā. Taču pēc 600 miljoniem gadu Mēness būs tik tālu un attiecīgi mazāks zemes novērotājiem, ka pilnie Saules aptumsumi paliks pagātnē.

Ir vērts atzīmēt, ka zemes pavadonis, kas pēc mūsdienu teorijas izveidojās no planētas sadursmes ar lielu objektu pirms 4,5 miljardiem gadu, sākotnēji bija 10-20 reizes tuvāk. Taču toreiz nebija neviena, kas varētu apbrīnot debesis, kuras rotāja zvaigzne, kura diametrs ir 10-20 reizes lielāks nekā tagad.