Och från jorden till månen. Vad är avståndet från jorden till månen

Sedan urminnes tider har månen varit en konstant satellit för vår planet och den himlakropp som ligger närmast den. Naturligtvis har folk alltid velat besöka där. Men hur långt är det att flyga dit och hur långt är det?

Avståndet från jorden till månen mäts teoretiskt från månens centrum till jordens mitt. Det är omöjligt att mäta detta avstånd med konventionella metoder som används i vardagen. Därför beräknades avståndet till jordens satellit med hjälp av trigonometriska formler.

I likhet med solen upplever månen konstant rörelse på jordens himmel nära ekliptikan. Denna rörelse skiljer sig dock väsentligt från solens rörelse. Så planen för solens och månens banor skiljer sig med 5 grader. Det verkar som om, som ett resultat av detta, månens bana på jordens himmel borde likna ekliptikan i allmänna termer och endast skilja sig från den med en förskjutning på 5 grader:

I detta liknar månens rörelse solens rörelse - från väst till öst, i motsatt riktning mot jordens dagliga rotation. Men dessutom rör sig månen över jordens himmel mycket snabbare än solen. Detta beror på det faktum att jorden kretsar runt solen på cirka 365 dagar (Jordåret), och månen kretsar runt jorden på bara 29 dagar (månmånaden). Denna skillnad blev drivkraften för att dela in ekliptikan i 12 stjärnkonstellationer (på en månad rör sig solen 30 grader längs ekliptikan). Under månmånaden sker en fullständig förändring i månens faser:

Förutom månens bana finns det också faktorn för en mycket långsträckt bana. Excentriciteten för månens omloppsbana är 0,05 (som jämförelse, för jorden är denna parameter 0,017). Skillnaden från månens cirkulära omloppsbana gör att månens skenbara diameter hela tiden ändras från 29 till 32 bågminuter.

På en dag förskjuts månen i förhållande till stjärnorna med 13 grader och på en timme med cirka 0,5 grader. Moderna astronomer använder ofta månockultationer för att uppskatta vinkeldiametrarna för stjärnor nära ekliptikan.

Vad bestämmer månens rörelse?

En viktig punkt i teorin om månens rörelse är det faktum att månens bana i yttre rymden inte är konstant och stabil. På grund av månens relativt lilla massa utsätts den för ständiga störningar från mer massiva föremål i solsystemet (främst solen och månen). Dessutom påverkas månens omloppsbana av solens oblatitet och gravitationsfälten hos andra planeter i solsystemet. Som ett resultat fluktuerar excentriciteten i månens omloppsbana mellan 0,04 och 0,07 med en period på 9 år. Konsekvensen av dessa förändringar var ett fenomen som kallas en supermåne. En supermåne är ett astronomiskt fenomen där fullmånen är flera gånger större i vinkelstorlek än normalt. Så under fullmånen den 14 november 2016 var månen på sitt närmaste avstånd sedan 1948. 1948 var månen 50 km närmare än 2016.

Dessutom observeras fluktuationer i lutningen av månbanan till ekliptikan: med ungefär 18 bågminuter vart 19:e år.

Vad är lika med

Rymdfarkoster kommer att behöva spendera mycket tid på att flyga till jordens satellit. Du kan inte flyga till månen i en rak linje - planeten kommer att röra sig i omloppsbana bort från destinationspunkten, och banan måste justeras. Vid en andra flykthastighet på 11 km/s (40 000 km/h) kommer flygningen teoretiskt att ta cirka 10 timmar, men i verkligheten tar det längre tid. Detta beror på att fartyget vid starten gradvis ökar sin hastighet i atmosfären, vilket bringar den till ett värde av 11 km/s, för att fly från jordens gravitationsfält. Rymdfarkosten måste sedan sakta ner när den närmar sig månen. Förresten, denna hastighet är den maximala som moderna rymdfarkoster har lyckats uppnå.

Den ökända amerikanska flygningen till månen 1969 tog enligt officiella uppgifter 76 timmar. NASA:s rymdfarkost New Horizons lyckades nå månen snabbast – på 8 timmar och 35 minuter. Det är sant att han inte landade på planetoiden, utan flög förbi - han hade ett annat uppdrag.

Ljus från jorden kommer att nå vår satellit mycket snabbt - på 1,255 sekunder. Men flygningar med lätta hastigheter är fortfarande inom science fiction-området.

Du kan försöka föreställa dig vägen till månen i bekanta termer. Till fots med en hastighet av 5 km/h kommer resan till Månen att ta cirka nio år. Om du kör en bil i en hastighet av 100 km/h tar det 160 dagar att komma till jordens satellit. Om flygplan flög till månen skulle flygningen till den pågå i cirka 20 dagar.

Hur i antikens Grekland beräknade astronomer avståndet till månen

Månen blev den första himlakroppen till vilken det var möjligt att beräkna avståndet från jorden. Man tror att astronomer i antikens Grekland var de första som gjorde detta.

Människor har försökt mäta avståndet till månen sedan urminnes tider - Aristarchus från Samos var den första som försökte. Han uppskattade vinkeln mellan månen och solen till 87 grader, så det visade sig att månen är 20 gånger närmare solen (cosinus för en vinkel på 87 grader är 1/20). Vinkelmätningsfelet resulterade i ett 20-faldigt fel idag är det känt att detta förhållande faktiskt är 1 till 400 (vinkeln är ungefär 89,8 grader). Det stora felet orsakades av svårigheten att uppskatta det exakta vinkelavståndet mellan solen och månen med hjälp av den antika världens primitiva astronomiska instrument. Regelbundna solförmörkelser vid denna tidpunkt hade redan gjort det möjligt för antika grekiska astronomer att dra slutsatsen att månens och solens vinkeldiametrar var ungefär desamma. I detta avseende drog Aristarchus slutsatsen att månen är 20 gånger mindre än solen (i själva verket cirka 400 gånger).

För att beräkna storleken på solen och månen i förhållande till jorden använde Aristarchus en annan metod. Vi pratar om observationer av månförmörkelser. Vid den här tiden hade forntida astronomer redan gissat orsakerna till dessa fenomen: Månen förmörkades av jordens skugga.

Diagrammet ovan visar tydligt att skillnaden i avstånd från jorden till solen och till månen är proportionell mot skillnaden mellan jordens och solens radier och jordens radier och dess skugga mot månens avstånd. Redan vid tiden för Aristarchus var det möjligt att uppskatta att månens radie är cirka 15 bågminuter och att jordens skuggas radie är 40 bågminuter. Det vill säga månens storlek var ungefär 3 gånger mindre än jordens storlek. Härifrån, med kännedom om månens vinkelradie, kan man lätt uppskatta att månen är belägen cirka 40 jorddiametrar från jorden. De gamla grekerna kunde bara ungefärligen uppskatta jordens storlek. Således fastställde Eratosthenes från Cyrene (276 - 195 f.Kr.), baserat på skillnader i solens maximala höjd över horisonten i Assuan och Alexandria under sommarsolståndet, att jordens radie är nära 6287 km (modernt värde 6371) km). Om vi ersätter detta värde med Aristarchus uppskattning av avståndet till månen, kommer det att motsvara cirka 502 tusen km (det moderna värdet på medelavståndet från jorden till månen är 384 tusen km).

Lite senare, en matematiker och astronom från 200-talet f.Kr. e. Hipparchus från Nicaea beräknade att avståndet till jordens satellit är 60 gånger större än vår planets radie. Hans beräkningar baserades på observationer av månens rörelse och dess periodiska förmörkelser.

Eftersom solen och månen vid tidpunkten för förmörkelsen kommer att ha samma vinkeldimensioner, kan man med hjälp av reglerna för likhet för trianglar hitta förhållandet mellan avstånden till solen och till månen. Denna skillnad är 400 gånger. Genom att tillämpa dessa regler igen, endast i förhållande till månens och jordens diametrar, beräknade Hipparchus att jordens diameter är 2,5 gånger större än månens diameter. Det vill säga Rl = Rz/2,5.

I en vinkel på 1′ kan du observera ett föremål vars dimensioner är 3 483 gånger mindre än avståndet till det - denna information var känd för alla på Hipparchos tid. Det vill säga, med månens observerade radie på 15′ kommer den att vara 15 gånger närmare observatören. De där. förhållandet mellan avståndet till månen och dess radie kommer att vara lika med 3483/15 = 232 eller S l = 232R l.

Följaktligen är avståndet till månen 232 * R з /2,5 = 60 radier av jorden. Detta visar sig vara 6 371*60=382 260 km. Det mest intressanta är att mätningar gjorda med moderna instrument bekräftade rättigheten hos den antika forskaren.

Nu utförs mätning av avståndet till månen med hjälp av laserinstrument som gör att den kan mätas med en noggrannhet på flera centimeter. I det här fallet sker mätningar på mycket kort tid - inte mer än 2 sekunder, under vilken månen rör sig i omloppsbana ungefär 50 meter från den punkt där laserpulsen skickades.

Utvecklingen av metoder för att mäta avståndet till månen

Först med uppfinningen av teleskopet kunde astronomer erhålla mer eller mindre exakta värden för parametrarna för månens bana och överensstämmelsen mellan dess storlek och jordens storlek.

En mer exakt metod för att mäta avståndet till månen dök upp i samband med utvecklingen av radar. Den första radarundersökningen av månen genomfördes 1946 i USA och Storbritannien. Radar gjorde det möjligt att mäta avståndet till månen med en noggrannhet på flera kilometer.

Laseravståndsmätning har blivit en ännu mer exakt metod för att mäta avståndet till månen. För att genomföra det installerades flera hörnreflektorer på månen på 1960-talet. Det är intressant att notera att de första experimenten med laseravståndsbestämning utfördes redan innan hörnreflektorer installerades på månens yta. Åren 1962-1963 utfördes flera experiment vid Krim-observatoriet i Sovjetunionen på laseravstånd från individuella månkratrar med hjälp av teleskop med en diameter på 0,3 till 2,6 meter. Dessa experiment kunde bestämma avståndet till månens yta med en noggrannhet på flera hundra meter. 1969-1972 levererade Apollo-astronauter tre hörnreflektorer till ytan av vår satellit. Bland dem var den mest avancerade reflektorn för Apollo 15-uppdraget, eftersom den bestod av 300 prismor, medan de andra två (Apollo 11 och Apollo 14-uppdragen) bara bestod av hundra prismor vardera.

Dessutom, 1970 och 1973, levererade Sovjetunionen ytterligare två franska hörnreflektorer till månytan ombord på de självgående fordonen Lunokhod-1 och Lunokhod-2, som var och en bestod av 14 prismor. Användningen av den första av dessa reflexer har en extraordinär historia. Under de första 6 månadernas drift av Lunokhod med reflektorn var det möjligt att genomföra cirka 20 laseravståndssessioner. Men då, på grund av månroverns olyckliga position, var det inte möjligt att använda reflektorn förrän 2010. Endast fotografier av den nya LRO-apparaten hjälpte till att klargöra månroverns position med reflektorn och därigenom återuppta arbetspass med den.

I Sovjetunionen genomfördes det största antalet laseravståndssessioner vid Krim-observatoriets 2,6 meter teleskop. Mellan 1976 och 1983 gjordes 1 400 mätningar med detta teleskop med ett fel på 25 centimeter, sedan stoppades observationer på grund av inskränkningen av det sovjetiska månprogrammet.

Totalt, från 1970 till 2010, genomfördes cirka 17 tusen laseravståndssessioner med hög precision i världen. De flesta av dem var förknippade med Apollo 15-hörnreflektorn (som nämnts ovan, den är den mest avancerade - med ett rekordantal prismor):

Av de 40 observatorier som kan utföra laseravståndsmätning på månen är det bara ett fåtal som kan utföra högprecisionsmätningar:

De flesta av de ultraexakta mätningarna gjordes på ett 2-meters teleskop vid Mac Donald Observatory i Texas:

Samtidigt utförs de mest exakta mätningarna av APOLLO-instrumentet, som installerades på 3,5-metersteleskopet vid Apache Point Observatory 2006. Noggrannheten för dess mätningar når en millimeter:

Evolution av mån- och jordsystemet

Huvudmålet med allt mer exakta mätningar av avståndet till månen är att försöka få en djupare förståelse för utvecklingen av månens omloppsbana i det avlägsna förflutna och i en avlägsen framtid. Hittills har astronomer kommit till slutsatsen att månen tidigare var flera gånger närmare jorden och även hade en betydligt kortare rotationsperiod (det vill säga att den inte var tidvattenlåst). Detta faktum bekräftar effektversionen av månens bildande från jordens utstötta material, som råder i vår tid. Dessutom gör månens tidvatteninflytande att jordens rotationshastighet runt sin axel gradvis saktar ner. Hastigheten för denna process är en ökning av jordens dag varje år med 23 mikrosekunder. På ett år rör sig månen bort från jorden med i genomsnitt 38 millimeter. Det uppskattas att om jord-månesystemet överlever omvandlingen av solen till en röd jätte, så kommer jordens dag efter 50 miljarder år att vara lika med månmånaden. Som ett resultat kommer månen och jorden alltid bara att vända mot ena sidan mot varandra, vilket för närvarande observeras i Pluto-Charon-systemet. Vid denna tidpunkt kommer månen att flytta sig bort till cirka 600 tusen kilometer, och månmånaden kommer att öka till 47 dagar. Dessutom antas det att förångningen av jordens hav om 2,3 miljarder år kommer att leda till en acceleration av processen för avlägsnande av månen (Jordens tidvatten saktar ner processen avsevärt).

Dessutom visar beräkningar att månen i framtiden återigen kommer att börja röra sig närmare jorden på grund av tidvatteninteraktion med varandra. När man närmar sig jorden vid 12 tusen km kommer månen att slitas isär av tidvattenkrafter, månens skräp kommer att bilda en ring som liknar de kända ringarna runt solsystemets gigantiska planeter. Andra kända satelliter i solsystemet kommer att upprepa detta öde mycket tidigare. Så Phobos ges 20-40 miljoner år, och Triton är cirka 2 miljarder år gammal.

Varje år ökar avståndet till jordens satellit med i genomsnitt 4 cm. Orsakerna är planetoidens rörelse i en spiralbana och den gradvis minskande kraften hos gravitationsinteraktionen mellan jorden och månen.

Mellan jorden och månen är det teoretiskt möjligt att placera alla solsystemets planeter. Lägger man ihop diametrarna på alla planeter, inklusive Pluto, får man ett värde på 382 100 km.

384 467 kilometer - det här är exakt det avstånd som skiljer oss från den närmaste stora kosmiska kroppen, från vår enda naturliga satellit - Månen. Detta väcker frågan: hur visste forskarna om detta? När allt kommer omkring kan du verkligen inte gå från jorden till månen med en meter i händerna!

Men försök att mäta avståndet till månen har gjorts sedan urminnes tider. Den antika grekiske forskaren Aristarchus från Samos försökte göra detta, samma som först uttryckte idén om ett heliocentriskt system! Han visste också att månen, liksom jorden, har formen av en boll och inte avger sitt eget ljus, utan lyser från solens reflekterade ljus. Han föreslog det vid en tidpunkt då månen för en observatör från jorden ser ut som en halvskiva. Mellan den, jorden och solen, bildas en rätvinklig triangel, där avståndet mellan månen och solen och mellan månen och jorden är benen, och avståndet mellan solen och jorden är hypotenusan.

Följaktligen måste du hitta vinkeln mellan riktningarna till månen och solen, och sedan, med hjälp av lämpliga geometriska beräkningar, kan du beräkna hur många gånger jord-månebenet är kortare än jord-solens hypotenusa. Tyvärr, den tidens teknik gjorde det inte möjligt att exakt bestämma tiden när Månen intar en position i spetsen av den nämnda räta triangeln, och i sådana beräkningar leder ett litet fel i mätningarna till stora fel i beräkningarna. Aristarchos misstog sig nästan 20 gånger: det visade sig att avståndet till månen var 18 gånger mindre än avståndet till solen, men i verkligheten var det 394 gånger mindre.

En annan forntida grekisk forskare, Hipparchus, fick ett mer exakt resultat. Han höll sig dock till det geocentriska systemet, men han förstod orsaken till månförmörkelser korrekt: Månen faller in i jordens skugga, och denna skugga har formen av en kon, vars topp är placerad bort från månen . Konturen av denna skugga kan observeras på Månens skiva under en förmörkelse, och genom kantens kurva kan man bestämma förhållandet mellan dess tvärsnitt och storleken på Månen själv. Med tanke på att solen är mycket längre bort än månen var det möjligt att beräkna hur långt bort månen skulle behöva vara för att skuggan skulle krympa till den storleken. Sådana beräkningar ledde Hipparchus till slutsatsen att avståndet från jorden till månen är 60 jordradier, eller 30 diametrar. Jordens diameter beräknades av Eratosthenes – översatt till moderna mått på längden 12 800 kilometer – alltså, enligt Hipparchus, är avståndet från jorden till månen 384 000 kilometer. Som vi ser är detta mycket nära sanningen, speciellt med tanke på att han inte hade något annat än enkla goniometerinstrument!

På 1900-talet mättes avståndet från jorden till månen med en noggrannhet på tre meter. För att göra detta levererades flera reflektorer till ytan av vår kosmiska "granne" för cirka 30 år sedan. En fokuserad laserstråle skickas till dessa reflektorer från jorden, ljusets hastighet är känd och avståndet till månen beräknas från den tid det tar laserstrålen att färdas "dit och tillbaka." Denna metod kallas laseravståndsbestämning.

När man talar om avståndet från jorden till månen, bör man komma ihåg att vi talar om ett genomsnittligt avstånd, eftersom månens bana inte är cirkulär utan elliptisk. Vid den punkt som är längst bort från jorden (apogeum) är avståndet mellan jorden och månen 406 670 km, och vid den närmaste punkten (perigeum) - 356 400 km.

De gamla grekerna försökte mäta avståndet från jorden till månen.

Bara uppsatsen har nått oss Aristarchus från Samos"Om solens och månens storlek och avstånd" (III århundradet f.Kr.), där han för första gången i vetenskapens historia försökte fastställa avstånden till dessa himlakroppar och deras storlekar.

Aristarchos närmade sig denna fråga mycket kvickt. Han utgick från antagandet att månen är sfärisk och lyser med ljus som reflekteras från solen. I det här fallet, i de ögonblick då månen ser ut som en halvskiva, bildar den en rätvinklig triangel med jorden och solen:

Om vi i detta ögonblick exakt bestämmer vinkeln mellan riktningarna från jorden till månen och till solen (CAB), kan vi använda enkla geometriska samband för att hitta hur många gånger benet (avståndet från jorden till månen AB) är mindre än hypotenusan (avståndet från jorden till solen AC). Enligt Aristarchus, CAB=87°; därför är förhållandet mellan dessa sidor 1:19.

Aristarchos misstog sig ungefär 20 gånger: i själva verket är avståndet till månen mindre än till solen, nästan 400 gånger. Haken är att det är omöjligt att exakt bestämma ögonblicket när månen är i spetsen av en rät vinkel baserat på enbart observationer. Den minsta felaktighet innebär en enorm avvikelse från det verkliga värdet.

Antikens största astronom, Hipparchos av Nicaea, i mitten av 200-talet f.Kr. e. med stor tillförsikt bestämde han avståndet till månen och dess dimensioner, och tog jordklotets radie som en.

I sina beräkningar utgick Hipparchus från en korrekt förståelse av orsaken till månförmörkelser: Månen faller in i jordens skugga, som har formen av en kon med sin spets placerad någonstans i Månens riktning.

Diagram som förklarar bestämningen av månens radie med Aristarchus metod.
Bysantinsk kopia av 900-talet.

Titta på bilden. Den visar solens, jordens och månens position under en månförmörkelse. Av likheten mellan trianglarna följer att avståndet från jorden till solen AB är lika många gånger större än avståndet från jorden till månen f.Kr., hur många gånger skillnaden mellan solens och jordens radier (AE - BF) är större än skillnaden i jordens radier och dess skugga på månens avstånd (BF - CG ).

Av observationer med de enklaste goniometriska instrumenten följer att månens radie är 15", och skuggans radie är ungefär 40", det vill säga skuggans radie är nästan 2,7 gånger större än månens radie . Genom att ta avståndet från jorden till solen som ett, var det möjligt att fastställa att månens radie är nästan 3,5 gånger mindre än jordens radie.

Det var redan känt att i en vinkel på 1" observeras ett föremål, vars avstånd överstiger dess storlek med 3 483 gånger. Följaktligen, resonerade Hipparchus, vid en vinkel på 15" kommer det observerade föremålet att vara 15 gånger närmare. Det betyder att månen befinner sig på ett avstånd från oss som är 230 gånger (3 483: 15) större än dess radie. Och om jordens radie är ungefär 3,5 radier från månen, så är avståndet till månen 230: 3,5 ~ 60 radier på jorden, eller ungefär 30 jorddiametrar (detta är ungefär 382 tusen kilometer).

I vår tid utfördes mätning av avståndet från jorden till månen med hjälp av laseravståndsmetoden. Kärnan i denna metod är som följer. En hörnreflektor är installerad på månens yta. En laserstråle riktas från jorden med hjälp av en laser mot en reflektorspegel. I det här fallet registreras tiden när signalen sändes korrekt. Ljuset som reflekteras från instrumentet på månen återvänder till teleskopet inom ungefär en sekund. Genom att bestämma den exakta tiden det tar för en ljusstråle att resa avståndet från jorden till månen och tillbaka, kan du bestämma avståndet från strålningskällan till reflektorn.

Med denna metod bestäms avståndet från jorden till månen med en noggrannhet på flera kilometer (den maximala mätnoggrannheten är för närvarande 2-3 centimeter!): i genomsnitt är det 384 403 km. "I genomsnitt" inte för att detta avstånd är taget från olika eller ungefärliga mätningar, utan för att Månens bana inte är en cirkel, utan en ellips. Vid apogeum (den mest avlägsna punkten i omloppsbanan från jorden) är avståndet från jordens centrum till månen 406 670 km, vid perigeum (banans närmaste punkt) - 356 400 km.

Månen är en stenig kosmisk kropp med sfärisk form. Det saknar atmosfär och alla tecken på liv. Jämfört med vår planet, där den är den enda satelliten. Satellitens diameter är ungefär en fjärdedel av jordens diameter. Långt innan all slags forskning började insåg folk att månen var full av mysterier och hemligheter.

I kontakt med

Klasskamrater

Det rankas med de största naturliga satelliterna av planeterna i solsystemet. Jordens täthet är relativt låg, och prover tagna från ytan för detaljerad analys förbryllar forskare än i dag. Enligt ursprungsteorin "föddes" den för ungefär 4,1 miljarder år sedan.

Rörelse

Genomsnitt avstånd från månen avståndet till jorden är 384 400 km, denna siffra inkluderar ungefär 60 radier av vår planet. Beroende på rörelseögonblicket för jordens enda satellit i en elliptisk bana, ändras graden av dess närhet till planeten och dimensionerna som är synliga för observatören. I perigeum är satelliten skild från jorden med 363 104 kilometer. När en himlakropp når sin apogee, den kortaste avståndet mellan jordens centra och månen motsvarar 406696 kilometer. Räckvidden för avståndsskillnaden når 43592 km.

När du observerar rörelsen av denna himlakropp över himlen kan du falla under påverkan av en optisk illusion. När den ligger högt och omgiven av oändlig rymd upplevs dess storlek vara mycket mindre än den egentligen är. I nära anslutning till jordens horisont kan månen tyckas ha en större diameter.

På grund av det faktum att satelliten antingen närmar sig planeten eller rör sig bort från den, varierar ljusstyrkan på månens yta också. Studier visar att satelliten inte skapar ett sken, utan reflekterar cirka sju procent av det spridda solljuset. Denna egenskap kännetecknas av ett regolitskikt som är ett resultat av kollisioner med meteoriter. Skräppartiklar varierar i storlek från minuter till stora och kan täcka ytor från några mikrometer till tiotals meter.

Vad beror rörelse på?

Månens rörelse i sin bana beror på påverkan av jordens och solens attraktion på den. Dessutom attraherar solen den till sig själv i mycket större utsträckning än vår planet. Förutom den ljusaste stjärnan i solsystemet är månens rörelse en kombination av många parametrar:

Månens rörelse i sin bana kan jämföras med en spiral som gradvis lindas upp.

Avstånd mellan jorden och månen

Avstånd mellan jorden och månen värdet är inte konstant. Den antika vetenskapsmannen Hipparchus från Nicaea under andra århundradet f.Kr. kunde beräkna detta avstånd. Han kom fram till en siffra lika med trettio jorddiametrar, det vill säga 384 000 kilometer.

En annan forntida grekisk matematiker och astronom, Eratosthenes från Cyrene, kunde mäta diametern. Han placerade en stolpe i vertikalt läge nära biblioteksbyggnaden och mätte längden på skuggan som kastades från den. Han bestämde sedan den minsta vinkel som en solljusstråle gör när den träffar stolpen. Resultatet blev en grad lika med sju. Med vetskapen om att på dagen för sommarsolståndet i staden Siena är solen i zenit, och avståndet från Siena till Alexandria är 5000 stadia, drog Eratosthenes slutsatsen: 5000 stadia är 7 grader av jordens meridian. En full meridian är 360 grader, eller ungefär 250 000 stadia.

Hur man tar reda på avståndet till en satellit

Det finns flera mätmetoder avstånd från jorden till månen:

Den enklaste är baserad på deras vinkelmått.

Dessa storlekar är desamma, eftersom under en total solförmörkelse solskivan är helt skymd av månskivan. En vanlig splitter är lämplig för mätning. Om du placerar en splitter i en utsträckt hand, är förhållandet mellan dess bredd och längd i förhållande till ögat månens vinkelstorlek i radianer. Detta värde är 0,0087. Vid omvandling av radianer till grader blir resultatet ungefär 0,5. Att känna till jordens radie och vinkelstorleken på vår satellit är det lätt att ta reda på avstånd till himlakropp. Genom geometriska beräkningar finner vi ett avstånd lika med 30 diametrar av vår planet.

Använder laserlokaliseringsmetod.

En laserstråle riktas från jordens yta till reflektorer som installerades på månen av astronauter för mer än fyrtio år sedan. Den rör sig med en känd ljushastighet och, efter att ha nått reflektorn, återvänder den tillbaka. Strålbanan är ungefär en sekund. Forskare registrerar specifika tider och beräknar det exakta avståndet till vår satellit. Denna mätmetod hjälpte till att fastställa att rörelsebanan ändras mot avståndet från planeten med flera centimeter per år.

Med hjälp av trianguleringsmetoden (från två punkter på samma avstånd på jordens yta).

Genomsnittligt avstånd till månen: Wikipedia

Den närmaste punkten i månens bana ligger i genomsnitt på ett avstånd av 362 000 kilometer. Den mest avlägsna punkten i månbanan ligger på ett avstånd av 405 000 kilometer.

Minst två gånger om året på nymånen, när satelliten närmar sig sitt maximum till noden (skärningspunkten med ekliptikan), inträffar en solförmörkelse. Resten av tiden utförs dess rörelse under eller ovanför solen. Månförmörkelser inträffar under fullmånar, och jordens naturliga satellit bör också vara nära noden.

Den raka linjen som förbinder noderna kretsar runt vår planet vart 18:e år och 224 dagar. Rotationsriktningen i detta fall är motsatt till månens lopp.

Efterord

Under loppet av ett sekel ökar längden på jordens dygn med en tusendels sekund. Detta fenomen orsakar himlakroppen närmast jorden som ett resultat av gravitationskrafter. Tidvatten och tidvatten uppstår i världshaven på grund av månens gravitationella attraktion, och dessa processer saktar ner jordens rotation.

Gravitationsfältet påverkade himlakroppens form. Det finns deformation på den sida som är vänd mot jorden, även om det är möjligt att den senare uppstod på grund av strukturen hos satellitens inre skikt.

Inverkan på månen som produceras av jorden och solen, modifieringar i banan för dess rörelse längs en elliptisk bana, efter miljontals år, kommer att distansera den mystiska himlakroppen och optiskt minska den. Totala solförmörkelser kommer också att bli en legend.

Förutom spridningen av stjärnor är natthimlens dekoration naturligtvis månen. Kombinationen av dess storlek och avstånd från jorden gör det till det näst ljusaste himlaobjektet och kan helt skymma solens skiva under en förmörkelse. Det är inte förvånande att nattstjärnan har tilldragit sig mänsklighetens uppmärksamhet i mer än ett årtusende.

Om jorden inte hade en måne skulle många saker ha sett annorlunda ut:

dagen skulle bli mycket kortare;
årstiderna och klimatet skulle kännetecknas av instabilitet;
det skulle vara mindre uttalade ebb och flod;
uppkomsten av liv på planeten i dess nuvarande form skulle vara ifrågasatt.

Månens diameter

Månens genomsnittliga diameter är inte för stor med kosmiska standarder - 3474,1 km. Detta är ungefär två gånger mindre än avståndet från Moskva till Vladivostok.

Ändå hamnar Luna på femte plats plats i storlek bland de naturliga satelliterna på planeterna i solsystemet:

Ganymedes.
Titan.
Callisto.
Måne.

Men när man jämför storleken på satelliter i förhållande till deras planeter har Månen ingen motsvarighet. Med en diameter som är en fjärdedel av jordens rankas den först. Dessutom är dess storlek större än Pluto.

Vad är avståndet från jorden till månen

Värdet är inte konstant. I genomsnitt finns det 384 400 kilometer mellan planetens centra och dess naturliga satellit. Det här utrymmet skulle få plats med cirka 30 fler jordar, och det tar ljuset 1,28 sekunder att resa den sträckan.

Tänk om närmaste himlakropp kunde nås med bil med en hastighet av 95 km/h? Med tanke på att hela sträckan är ungefär 10 cirklar av jorden, skulle resan ta samma tid som 10 resor runt planeten längs ekvatorn. Det är lite mindre än sex månader. Hittills har det snabbaste avståndet till månen täckts av den interplanetära stationen New Horizons, som på väg till Pluto korsade satellitens omloppsbana åtta och en halv timme efter uppskjutningen.

Månens bana är inte en perfekt cirkel, men en oval (ellips) inom vilken jorden är belägen. På olika ställen ligger den närmare eller längre från planeten. På grund av detta, när satelliten roterar runt ett gemensamt masscentrum med jorden, antingen närmar sig eller flyttar sig bort. De minsta kilometerna skiljer alltså himlakroppar åt när nattstjärnan befinner sig på en plats i sin omloppsbana som kallas perigeum. Vid den punkt som betecknas som apogeum är satelliten längst bort från planeten. Minsta avstånd är 356 400 km och maxavstånd är 406 700 km. Så avståndet fluktuerar från 28 till 32 jorddiametrar.

De första nära korrekta uppskattningarna av avståndet till "granne" jorden erhölls redan på 200-talet. n. e. Ptolemaios. Nuförtiden, tack vare moderna reflekterande enheter installerade på satelliten, har avståndet mätts mest exakt (med ett fel på flera cm). För att göra detta riktas en laserstråle mot månen. Sedan noterar de den period under vilken den kommer att återvända till jorden efter att ha reflekterats. Genom att känna till ljusets hastighet och tiden det tog att nå sensorerna är det lätt att beräkna avståndet.

Hur man visuellt uppskattar månens storlek och dess avstånd till jorden

Jordens diameter är ungefär 4 gånger större än månens, och volymen är 64 gånger. Avståndet till nattstjärnan är ungefär 30 gånger planetens diameter. För att visuellt uppskatta avståndet från jorden till dess satellit och jämföra deras storlekar behöver du två bollar: en basketboll och en tennisboll. Diameterförhållanden:

Jorden (12 742 km) och månen (3 474,1 km) - 3,7: 1;
standard basketboll (24 cm) och tennisboll (6,7 cm) - 3,6:1.

Värdena är ganska nära. Således, om jorden var lika stor som en basketboll, skulle dess satellit vara lika stor som en tennisboll.

Du kan be folk att föreställa sig att jorden är en basketboll och månen är en tennisboll, och visa hur långt satelliten är från planeten på denna skala. De flesta kommer sannolikt att gissa ett avstånd på 30 cm till några steg.

Faktum är att för att visa det korrekta avståndet måste du förflytta dig lite mer än sju meter. Det är alltså i genomsnitt 384 400 km mellan planeten och dess satellit, vilket är ungefär 30 jordar respektive 30 basketbollar. Multiplicera sportutrustningens diameter med 30 ger resultatet 7,2 m. Detta är ungefär 9 manliga eller 11 kvinnliga steg.

Månens skenbara storlek från jorden

360 vinkelgrader- hela omkretsen av himmelssfären. Samtidigt upptar nattstjärnan ungefär hälften av en grad på den (i genomsnitt 31 minuter) - detta är den kantiga (synliga) diametern. Som jämförelse: pekfingernagelns bredd vid armlängds avstånd är ungefär en grad, det vill säga två månar.

Av en unik slump är de skenbara storlekarna på solen och månen för jordens invånare nästan desamma. Detta är möjligt eftersom diametern på den närmaste stjärnan 400 gånger satellitens diameter, men dagsljuset är också placerat lika många gånger längre bort. Tack vare detta sammanträffande, bland alla planeter som kretsar runt solen, kan bara jorden observera dess totala förmörkelse.

Förändras storleken på månen?

Naturligtvis förblir satellitens verkliga diameter densamma, men den skenbara storleken kan variera. Så, Månen verkar märkbart större under soluppgång och solnedgång. När nattstjärnan är låg över horisonten minskar inte avståndet till observatören, utan ökar tvärtom något (med jordens radie). Den visuella effekten, verkar det som, borde vara den motsatta. Det finns inget entydigt svar som förklarar orsaken till illusionen. Vi kan bara med tillförsikt säga att detta vackra fenomen har sin existens enbart att tacka för särdragen i den mänskliga hjärnans funktion, och inte till exempel på inverkan av jordens atmosfär.

Avståndet mellan månen och jorden ändras periodvis från maximum (vid apogeum) till minimum (vid perigeum). Tillsammans med avståndet varierar också satellitens skenbara diameter: från 29,43 till 33,5 bågminuter. Tack vare detta är inte bara totala förmörkelser möjliga, men också ringformig (när månens skenbara storlek vid apogeum är mindre än solskivan). Ungefär en gång var 414:e dag sammanfaller fullmånen med passagen av perigeum. Vid denna tidpunkt kan du observera den största nattstjärnan. Fenomenet har fått det ganska högljudda namnet på en supermåne, men den skenbara diametern är just nu bara 14% större än vanligt. Skillnaden är mycket liten, och en tillfällig observatör kommer inte att märka skillnaderna.

Tack vare exakta mått avstånd kunde forskare upptäcka en relativt långsam men konstant ökning av avståndet mellan jorden och dess satellit. Hastigheten med vilken månen går tillbaka - 3,8 cm per år - är för långsam för att märka en signifikant minskning av stjärnans skenbara storlek. Människans naglar växer i ungefär samma takt. Men om 600 miljoner år kommer månen att vara så långt borta och följaktligen mindre för observatörer på jorden att totala solförmörkelser kommer att vara ett minne blott.

Det är värt att notera, att jordens satellit, bildad enligt modern teori från kollisionen av en planet med ett stort föremål för 4,5 miljarder år sedan, var från början 10-20 gånger närmare. Däremot fanns det ingen då att beundra himlen, dekorerad med en stjärna 10-20 gånger större i diameter än nu.