Какой у Луны диаметр и на каком расстоянии от Земли она находится

На каком расстоянии Луна от Земли и как было измерено это расстояние?

Представьте себя на месте человека не знакомого со строением Солнечной системы, наблюдающего за ночным небосводом. Звезды, сами по себе, вам представляются неподвижными объектами, но вот само звездное небо вроде как вращается, причем вращается вокруг Земли и совершает полный оборот за 24 часа.

Легко сделать вывод, располагая таким данными, что звезды “прикреплены” к небесному своду, представляющему собой своеобразное “покрывало”, окутывающее нашу планету со всех сторон. Это наблюдение очевидное и простое и потому, вплоть до самого XVII века – главенствующее и даже “научное”.

В то же время, уже в древности люди замечали, что некоторые небесные светила движутся среди звезд — а следовательно, эти светила не могли быть прикреплены к небесному своду и находились к Земле ближе, чем само небо. Насчитывалось семь таких небесных тел, называвшихся (в порядке их яркости) Солнце, Луна, Венера, Юпитер, Марс, Сатурн и Меркурий. Эти семь небесных тел греки называли «планетес» (скитальцы или “блуждающие звезды”), так мы до сих пор большинство из них и называем – «планеты».

Пропорции Земли и Луны – да, наш спутник не так уж и мал, всего в 4 раза уступая Земле по размеру. Впрочем, при этом он легче в 80 раз.

Дальнейшие наблюдения показали – можно установить, какие из планет находятся ближе к Земле, а какие — дальше от нее. Например, при каждом солнечном затмении Луна проходила между Землей и Солнцем и, следовательно, Луна была ближе к Земле, чем Солнце.

При оценке других расстояний древние исходили из относительной скорости движения планет среди звезд (чем ближе к нам предмет, тем более быстрым кажется его движение). Исходя из относительной скорости движения планет среди звезд, греки решили, что Луна расположена ближе к Земле, чем остальные планеты. Прочие же располагались в порядке увеличения расстояния так: Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн.

Разумеется, в таком случае при определении расстояний от планет до Земли следовало начинать с ближайшего светила – то есть Луны.

Как Гиппарх измерил расстояние до Луны?

Первую серьезную попытку определить расстояние до Луны предпринял греческий астроном Аристарх Самосский (320—250 гг. до н. э.). Он опирался на наблюдения, сделанные во время лунного затмения. Когда тень Земли упала на Луну, по изгибу ее края можно было судить, как велико ее поперечное сечение по сравнению с размерами Луны.

Кажется, что Луна совсем близко от Земли. Вот так выглядит расстояние между Землей и Луной в натуральных пропорциях. 384 000 километров – не так и близко, а?

Считая, что Солнце находится от Земли гораздо дальше Луны, Аристарх с помощью несложных геометрических построении мог установить, как далеко должна Луна находиться от Земли, чтобы тень Земли уменьшалась до наблюдаемых размеров.

Этот метод был улучшен и дополнен примерно через 100 лет другим греческим астрономом — величайшим астрономом античности Гиппархом из Никеи (190— 120 гг. до н. э.). Гиппарх пришел к выводу, что расстояние от Земли до Луны примерно в 30 раз больше диаметра Земли. Если принять длину диаметра, предложенную Эратосфеном, т.е. 12 800 км, то в этом случае расстояние между Землей и Луной окажется равным 384 000 км.

Это блистательный результат, если учесть тогдашнее состояние астрономии. Наиболее точная современная цифра среднего расстояния между центрами Земли и Луны — 384 395 км. Не располагая и сотой долей тех возможностей, которыми располагает астрономия сейчас, Гиппарх из Никеи провел вычисления с погрешностью в 1/1000!

Как был измерен диаметр Луны

Конечно же, 384 395 километров – среднее расстояние между Землей и Луной, так как Луна движется вокруг Земли не по точному кругу: иногда она ближе к нашей планете, а иногда дальше.

Минимальное расстояние между Луной и Землей (в перигее) равно 363 300 км, а максимальное (в апогее) —405 500 км.

Зная это расстояние, можно вычислить истинный диаметр Луны, исходя из ее видимых размеров. Он равен 3473,4 км, а окружность Луны, следовательно, составляет 10 900 км. Луна намного меньше Земли, но все же ее размеры весьма внушительны.

После того как было определено расстояние до Луны, с идеей о том, что небо находится почти над самыми нашими головами, было покончено навсегда. Оно отодвинулось на колоссальное расстояние, представлявшееся грекам немыслимым.

Даже ближайшее небесное тело оказалось почти в 400 000 км от Земли, а все другие, значит, находились от нее еще дальше и, возможно, намного дальше. Ни о какой “плоской Земле накрытой стеклянным куполом” больше не могли помыслить даже самые стойкие скептики.

Перигей и апогей Луны по отношению к Земле – самое близкое и самое дальнее расстояние между Луной и Землей

Диаметр Луны и ее расстояние до Земли

Украшением ночного неба помимо россыпи звезд, безусловно, является Луна. Благодаря сочетанию ее размера и расстояния до Земли, она является вторым по яркости небесным объектом и может полностью заслонить солнечный диск во время затмения. Неудивительно, что ночное светило не одно тысячелетие притягивает к себе внимание человечества.

Если бы у Земли не было Луны, многое сложилось бы иначе:

сутки были бы значительно короче;
смена времен года и климат характеризовались бы нестабильностью;
происходили бы менее выраженные приливы и отливы;
появление на планете жизни в ее теперешнем виде было бы под вопросом.

Диаметр Луны

Среднее значение диаметра Луны не слишком большое по космическим меркам число — 3474,1 км. Это приблизительно в два раза меньше, чем расстояние от Москвы до Владивостока.

Тем не менее Луна занимает пятое место по размеру среди естественных спутников планет Солнечной системы:

А вот уже при сравнении размеров спутников по отношению к их планетам Луне нет равных. Имея диаметр, составляющий четверть земного, она занимает первое место. Кроме того, ее размер больше, чем у Плутона.

Какое расстояние от Земли до Луны

Расстояние от Земли до Луны — величина непостоянная. В среднем между центрами планеты и ее естественного спутника 384 400 километров. В этом пространстве поместилось бы еще примерно 30 Земель, а свету для преодоления такого расстояния нужно 1,28 секунды.

Что если бы до ближайшего небесного тела можно было добраться на автомобиле со скоростью 95 км/час? Учитывая, что вся дистанция — это примерно 10 окружностей Земли, на путешествие ушло бы столько же времени, как и на 10 объездов планеты по экватору. То есть чуть меньше шести месяцев. Пока быстрее всего расстояние до Луны преодолела межпланетная станция «Новые горизонты», которая на своем пути к Плутону пересекла орбиту спутника спустя восемь с половиной часов после запуска.

Орбита Луны не идеальный круг, а овал (эллипс), внутри которого находится Земля. В разных точках он расположен ближе или дальше от планеты. Из-за этого, при вращении вокруг общего с Землей центра масс, спутник то приближается, то отдаляется. Так, меньше всего километров разделяет небесные тела, когда ночное светило находится в месте орбиты под названием перигей. В точке, обозначающейся как апогей, спутник наиболее отдален от планеты. Минимальное расстояние — 356 400 км, а максимальное — 406 700 км. Таким образом, дистанция колеблется от 28 до 32 земных диаметров.

Первые близкие к верным оценки расстояния до «соседки» Земли были получены еще во II в. н. э. Птолемеем. В наше время, благодаря современным светоотражающим приборам, установленным на спутнике, расстояние удалось измерить наиболее точно (с погрешностью в несколько см). Для этого на Луну направляют лазерный луч. Потом отмечают, за какой период он вернется к Земле, отразившись. Зная скорость света и время, за которое он достиг датчиков, несложно вычислить расстояние.

Как наглядно оценить размер Луны и ее расстояние до Земли

Земной диаметр примерно в 4 раза больше Лунного, а объем — в 64 раза. Расстояние до ночного светила равно примерно 30 диаметрам планеты. Чтобы наглядно оценить дистанцию от Земли до ее спутника и сравнить их размеры, понадобятся два мяча: баскетбольный и теннисный. Соотношения диаметров:

Земли (12 742 км) и Луны (3474,1 км) — 3,7: 1 ;
стандартного баскетбольного мяча (24 см) и теннисного (6,7 см) — 3,6:1.

Значения довольно близкие. Таким образом, если бы Земля была размером с баскетбольный мяч, то ее спутник — с теннисный.

Можно попросить людей представить, что Земля — это баскетбольный мяч, а Луна теннисный, и показать, насколько в таком масштабе спутник удален от планеты. Большинство, скорее всего, предположат расстояние от 30 см до нескольких шагов.

На самом деле, чтобы показать верное расстояние, придется отойти на чуть больше, чем семь метров. Так, между планетой и ее спутником в среднем 384 400 км, а это примерно 30 Земель или соответственно 30 баскетбольных мячей. Умножение диаметра спортивного снаряда на 30 дает результат 7,2 м. Это примерно 9 мужских или 11 женских шагов.

Видимый размер Луны с Земли

360 угловых градусов — вся окружность небесной сферы. При этом ночное светило занимает на ней примерно половину одного градуса (в среднем 31 минуту) — это угловой (видимый) диаметр. Для сравнения: ширина ногтя указательного пальца на расстоянии вытянутой руки — это примерно один градус, то есть две Луны.

По уникальному стечению обстоятельств видимые размеры Солнца и Луны для жителей Земли почти одинаковы. Это возможно из-за того, что диаметр ближайшей звезды в 400 раз превышает диаметр спутника, но и находится дневное светило во столько же раз дальше. Благодаря такому совпадению среди всех планет, вращающихся вокруг Солнца, только на Земле можно наблюдать его полное затмение.

Меняется ли размер Луны

Конечно же, истинный диаметр спутника остается одинаковым, однако видимый размер может меняться. Так, Луна кажется заметно больше во время восхода и заката. Когда ночное светило низко над горизонтом, расстояние до наблюдателя не уменьшается, а, наоборот, немного увеличивается (на радиус Земли). Визуальный эффект, казалось бы, должен быть обратным. Единого ответа, объясняющего причину иллюзии, нет. С уверенностью можно лишь заявить, что это красивое явление своим существованием обязано только особенностям работы человеческого мозга, а не, например, влиянию атмосферы Земли.

Расстояние между Луной и Землей периодически меняется от максимального (в апогее) до минимального (в перигее). Вместе с дистанцией варьируется и видимый диаметр спутника: от 29,43 до 33,5 угловой минуты. Благодаря этому возможны не только полные затмения, но и кольцевые (когда видимый размер Луны в апогее меньше солнечного диска). Примерно раз в 414 дней полнолуние совпадает с прохождением перигея. В это время можно наблюдать максимально большое ночное светило. Явление получило довольно громкое название суперлуние, однако видимый диаметр в этот момент всего лишь на 14% больше обычного. Разница очень незначительная, и простой наблюдатель отличий не заметит.

Благодаря точным измерениям расстояния, ученым удалось обнаружить сравнительно медленное, но постоянное увеличение дистанции между Землей и ее спутником. Скорость, с которой Луна отдаляется, — 3,8 см в год — слишком мала, чтобы можно было заметить существенное уменьшение видимого размера светила. Примерно в таком же темпе растут человеческие ногти. Тем не менее через 600 млн лет Луна настолько отдалится и, соответственно, уменьшится для земных наблюдателей, что полные солнечные затмения останутся в прошлом.

Стоит отметить, что спутник Земли, образовавшийся по современной теории от столкновения планеты с большим объектом 4,5 миллиарда лет назад, изначально находился в 10−20 раз ближе. Однако полюбоваться небом, украшенным светилом в 10−20 раз большего диаметра, чем сейчас, тогда было некому.

Видео

Понять, насколько далеко Луна находится от Земли, вы сможете, посмотрев это видео.

Расстояние между Землей и Луной

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.

Движение
От чего зависит движение
Расстояние между Землёй и Луной
Как узнать расстояние до спутника
Среднее расстояние до Луны: википедия
Послесловие

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 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).

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.

Расстояние между Землей и Луной

Движение

От чего зависит движение

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 между Землёй и Луной

Как узнать расстояние до спутника

Существует несколько методов измерения расстояния от Земли до Луны:

Самый простой – на основании их угловых размеров.

Методом лазерной локации.

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

Среднее расстояние до Луны: википедия

Послесловие

Лунное расстояние

В астрономии под лунным расстоянием понимается среднее расстояние между центром Земли и центром Луны , которое составляет 384 400 км . Фактическое расстояние варьируется в зависимости от положения Луны на ее орбите : от 356 410 км в перигее до 405 500 км в апогее . Высокоточные измерения лунного расстояния производятся путем измерения времени прохождения света между станциями LIDAR на Земле и ретрорефлекторами, установленными на Луне.

Согласно данным Lunar Laser Ranging Experiment, Луна удаляется от Земли со средней скоростью 3,78 см в год . Текущая исходящая скорость считается необычно высокой. По совпадению размер отражателей светоотражателей, установленных на Луне, также составляет 3,78 см .

Скорость приливной диссипации менялась на протяжении геологической истории Земли.

Первый человек , чтобы измерить расстояние Луны был Аристарх Самосский , астроном и математик III – го века до нашей эры. AD . Он использовал наблюдение лунного затмения, чтобы вычислить расстояние Земля-Луна на основе радиуса Земли (неизвестного ему). Аристарх Самосский рассчитал расстояние от Луны, наблюдая за прохождением земной тени по лунному диску. Расстояние Земля-Луна было дано в единицах радиуса Земли.

Каталог НАСА околоземных объектов поддастся расстояния до Луны и иа расстояния подхода к Земле астероидов и комет.

Резюме

1 вариант
1.2 Увеличение средней дистанции

Вариация

Расстояние от Земли до Луны постоянно меняется. Из-за некруговой орбиты Луны это расстояние может изменяться до 75 м / с или даже более 1000 километров всего за 6 часов. На расстояние Земля-Луна также влияют другие факторы.

Нарушения и эксцентриситет

Расстояние Земля – Луна и фазы Луны в 2014 году. Фазы Луны: 0 (1) – новолуние, 0,25 – первая четверть, 0,5 – полнолуние, 0,75 – последняя четверть.

Из-за его эллиптической орбиты с переменным эксцентриситетом мгновенное расстояние изменяется с месячной периодичностью. Кроме того, расстояние нарушается гравитационным воздействием различных небесных тел, наиболее значительным из которых является Солнце и в меньшей степени Юпитер . Другие планеты Солнечной системы несут ответственность за мельчайшие возмущения, такие как астероиды , приливные силы и релятивистские эффекты. Влияние давления, вызванного солнечной радиацией, приводит к изменению лунного расстояния на ± 3,6 мм.

Измеренное расстояние до Луны может отличаться от среднего значения более чем на 21 000 км в течение месяца. Эти возмущения хорошо изучены, и расстояние до Луны можно точно смоделировать на протяжении тысяч лет.

Увеличение средней дистанции

Текущая скорость спада составляет 3,805 ± 0,004 см в год. Похоже, что в последнее время этот показатель увеличился. Действительно, скорость удаления 3,8 см / год означала бы, что Луне всего 1,5 миллиарда лет, в то время как ученые считают, что возраст составляет около 4 миллиардов лет. Также кажется, что эта аномально высокая скорость удаления продолжает увеличиваться.

Ученые предполагают, что расстояние до Луны будет продолжать увеличиваться до тех пор, пока Земля и Луна не будут гравитационно заблокированы и начнут синхронно вращаться. Это происходит, когда длина лунного орбитального периода равна периоду вращения Земли. В этом случае два тела находятся в равновесии, и никакой другой энергии вращения не происходит. Модели предсказывают, что для достижения этой конфигурации потребуется 50 миллиардов лет.

Орбитальная история

Среднее расстояние до Луны увеличивается, что означает, что в прошлом Луна была ближе. Есть геологические свидетельства того, что среднее расстояние до Луны составляло около 52 R⊕ (радиус Земли) в докембрийскую эру, или 2500 миллионов лет назад, по сравнению с примерно 60 R сегодня.

Гипотеза гигантского удара, широко принятая теория, утверждает, что Луна была создана в результате катастрофического столкновения между другой планетой и Землей, что привело к скоплению фрагментов на начальном расстоянии 3,8 R ⊕. По оценкам, первоначальный удар произошел 4,5 миллиарда лет назад.

Диссипация приливными силами

Притягивание Луны к Земле также замедляет вращение Земли – эффект, известный как приливное торможение . Иначе говоря, угловой момент медленно передается от вращения Земли к орбите Луны. Это замедление вращения приводит к увеличению продолжительности суток (24 часов) на 2,3 миллисекунды за столетие. Энергия, потерянная Землей, передается Луне, которая затем увеличивает свое расстояние от Земли со скоростью 3,8 сантиметра в год. Причина этого переноса в том, что вращение Земли заставляет воду из океанов, вытесняемую приливами, уноситься, что смещает центр масс Земли, создавая тангенциальное ускорение на Луне, постепенно увеличивая ее скорость на ее орбите. Поэтому скорость вращения Земли незаметно уменьшается, а Луна ускоряется по своей орбите, радиус ее постепенно увеличивается.

История измерений

Первыми астрономами, измерившими расстояние Земля-Луна, вероятно, были астрономы Древней Греции . Аристарх Самосский рассчитал расстояние от Луны, наблюдая за прохождением земной тени по лунному диску.

До конца 1950-х годов все измерения расстояния до Луны основывались на оптических угловых измерениях. Космический век стал поворотным моментом, который значительно повысил точность и точность измерений. В 1950-х и 1960-х годах эксперименты проводились с использованием радаров, лазеров, космических аппаратов и компьютерных моделей.

Следующие параграфы описывают некоторые из исторически значимых или иных интересных методов, используемых для определения расстояния до Луны, и не являются исчерпывающими.

Лунный параллакс

Самый старый метод определения лунного расстояния – одновременное измерение угла между Луной и контрольной точкой, выбранной из нескольких мест. Синхронизацию можно координировать путем проведения измерений в заранее определенное время или во время события, наблюдаемого всеми сторонами. До появления точных механических секундомеров событием времени обычно было лунное затмение или время, когда Луна пересекала меридиан (если наблюдатели имели одинаковую долготу). Этот метод измерения известен как лунный параллакс .

Для повышения точности необходимо учитывать некоторые систематические ошибки, такие как корректировка измеренного угла для учета преломления и искажения света в атмосфере.

Лунное затмение

Первые попытки измерить расстояние между Землей и Луной использовали наблюдения лунного затмения, основанные на знании радиуса Земли и большего расстояния до Солнца, чем до Луны. Наблюдая за геометрией лунного затмения, можно рассчитать расстояние до Луны с помощью тригонометрии.

Первый отчет о попытке измерить расстояние до Луны с помощью тригонометрии был сделан греческим астрономом и математиком IV – го века до нашей эры. Н.э. , Аристарх Самосский , затем Гиппарх , вычисления которого дали результат 59-67 R⊕. Этот последний метод был использован в работе Птолемея, который рассчитал расстояние 64 1/6 R⊕ в самой дальней точке.

Пересечение меридиана

Экспедиция под руководством французского астронома А.К.Д. Кроммелина наблюдала южный транзит Луны в ту же ночь из двух разных мест (момент, когда Луна пересекает воображаемый круг, проходящий прямо над полюсами и через них). Другие точные измерения с 1905 по 1910 год измеряли угол возвышения, когда определенный лунный кратер (Mösting A) пересекал меридиан от станций Гринвича и у мыса Доброй Надежды, которые расположены примерно на одной долготе. Затем расстояние было рассчитано с погрешностью ± 30 км и оставалось эталонным значением расстояния до Луны в течение следующих полувека.

Затемнения

Путем записи из нескольких мест с известным разделительным расстоянием момента, когда Луна закрывает фоновую звезду, или путем измерения угла между Луной и фоновой звездой в заданное время, можно рассчитать лунное расстояние.

Астрономы О’Киф и Андерсон рассчитали расстояние до Луны, наблюдая четыре затенения с девяти мест в 1952 году. Они вычислили среднее расстояние 381 504,6 ± 4,7 км, затем это значение было уточнено в 1962 году Ирен Фишер , которая включила более точные геодезические данные (геометрические данные). Земли), чтобы получить значение 381 500,2 ± 2 км.

Радиолокационные измерения

В эксперименте, проведенном в 1957 году Американской военно-морской исследовательской лабораторией, использовалось эхо радиолокационных сигналов для определения расстояния Земля-Луна. Радиолокационные импульсы длительностью 2 мс передавались от радиоантенны диаметром более 15 метров. Было зарегистрировано эхо радиоволн на поверхности Луны и измерено время пробега волны. На основании этого измерения можно было рассчитать расстояние. Однако на практике было трудно получить достаточно четкий сигнал (без паразитных волн), чтобы можно было надежно произвести точное измерение.

Эксперимент был повторен в 1958 году на Королевском радиолокационном предприятии в Англии. Радиолокационные импульсы длительностью 5 мс передавались с пиковой мощностью 2 мегаватт со скоростью 260 импульсов в секунду. Как и в предыдущем эксперименте, было зарегистрировано эхо радиоволн на поверхности Луны и измерено время пробега волны. Было добавлено несколько измерений, чтобы можно было получить более надежный сигнал путем наложения, в частности, следов осциллографа на фотопленку. По этим измерениям расстояние можно было рассчитать с погрешностью всего 1,25 км.

Эти ранние эксперименты были задуманы как доказательство концептуальных экспериментов и длились всего день. Их отслеживание длилось месяц и дало среднее значение 384 402 ± 1,2 км, что являлось наиболее точным показателем лунного расстояния в то время.

Лазерное измерение

Измерение времени, которое требуется лазерному лучу для прохождения туда и обратно после отражения непосредственно от поверхности Луны, было впервые выполнено в 1962 году группой из Массачусетского технологического института и советской командой из Крымской астрофизической обсерватории .

Во время миссий Аполлона в 1969 году астронавты разместили светоотражатели на поверхности Луны, пытаясь повысить точность этого метода измерения. В текущих измерениях до сих пор используется это оборудование и задействованы многочисленные лазерные установки по всему миру. Мгновенная точность экспериментов с дальномером с помощью лазера Луны достигает субмиллиметрового разрешения и на сегодняшний день является наиболее надежным методом определения расстояния до Луны.

Астрономы-любители

Благодаря современной легкости доступа к устройствам точного времени, цифровым камерам с высоким разрешением, приемникам GPS , мощным компьютерам и устройствам мгновенной связи, астрономы-любители стали проводить высокоуровневые измерения.

Например, 23 мая 2007 года цифровые фотографии Луны во время почти затмения Регулуса были сделаны в двух местах в Греции и Англии . Измеряя параллакс между луной и звездой на заднем плане, можно было вычислить расстояние до Луны.

Более амбициозный проект, названный «Кампания Аристарха», в отношении древнегреческого астронома, был осуществлен во время лунного затмения 15 апреля 2014 года .

Расстояние от нашей Земли до Луны

Если вы хоть немного интересовались темой космоса и нашего места в нём, то определённо задавались вопросом: какое расстояние от Земли до Луны.

Повышенное внимание к Луне объясняется очень просто. Всё потому как она является естественным спутником нашей планеты. Более того она располагается ближе всех спутников к Солнцу. То есть неразрывно связана с нами. Также стоит отметить, что стоит на втором месте по яркости и на пятом по величине. Но это только относительно к Солнечной системе.

Солнце и планеты солнечной системы

Как раньше рассчитывали расстояние от Земли до Луны

Как известно, спутник нашей планеты обнаружили ещё в древности. Что интересно уже тогда у людей возник вопрос, на каком расстоянии от Земли она находится.

Многие учёные прибегали к разным методам для исчисления расстояния между Землёй и Луной.

Это сейчас благодаря современной астрономии и космической техники мы побывали на ней, изучили и измерили все, что возможно. Но как древние астрономы рассчитывали данный промежуток?

На самом деле, Луна первое космическое тело, дистанцию до которого смогли определить. Как оказалось, сначала это сделали учёные из Древней Греции.

Земля и Луна

Например, Аристарх Самосский. Он определил угол между Солнцем и Луной в 87 градусов. Отсюда следует, что спутник планеты ближе нашего главного светила в 20 раз. Это теперь мы знаем, что это ошибочный взгляд. Конечно, в то время астроном использовал подручные инструменты для вычислений, и не обладал теми знаниями, которые доступны нам. Но в любом случае он внёс свой вклад в этом вопросе.

Аристарх Самосский

За несколько сотен лет до нашей эры Эратосфен Киренский определил радиус Земли. Интересно, что он ненамного отличается от современных показателей. Но сам факт использования радиуса планеты и вычисления расстояния до спутника уже в то время просто шокирует. Пусть древние расчёты не совсем верны, однако именно они положили начало в рассмотрении данного вопроса.

К примеру, другой учёный Гиппарх Никейский, основываясь на наблюдениях за движением нашего спутника, выражал своё мнение. Он считал, что промежуток Земля-Луна больше радиуса планеты в 60 раз.

Гиппарх Никейский

Современные расчёты

Сейчас астрономы не только вычисляют расстояние между Землей и Луной, но и рассчитывают движение нашего спутника. Ведь, как стало известно, он постоянно перемещается. Поэтому меняется и пространство, разделяющее нас.

На основе собранных знаний появились методы, позволяющие измерить пространство между космическими объектами с высокой точностью.

Современные расчёты основаны на теории Брауна, которая была разработана в 19-20 веке. Уже в то время в ней применяли тригонометрическую формулу с более чем 1400 элементов. Более того, она описывала движение Луны.

На данный момент используют разные способы для измерения промежутка между астрономическими телами. К примеру, метод радиолокации. Он позволяет определить дистанцию с точностью в несколько километров.

Метод радиолокации

Одним из конкретных приёмов измерения стал метод лазерной локации. По нему расстояние определяется с небольшой неточностью (всего-то несколько сантиметров). При нём используются угловые отражатели, которые установили на Луне.

Для этого в 1970 годах развернули целую программу Аполлон. В результате успешных операций на поверхность спутника планеты доставили и установили несколько отражателей. Таким образом, учёные смогли провести сеансы лазерной локации. В итоге, определили максимально точное расстояние от Земли до Луны.

Кроме этого, теоретические подсчёты имеют такую же достоверность.

Лазерная локация

Чему равно расстояние от Земли до Луны

Так как Луна находится в постоянном движении, соответственно путь до неё также изменяется. Спутник планеты периодически приближается или удаляется от Земли. По этой причине учёные рассчитывают среднее расстояние. Важно, что оно измеряется между осями центров тел. Причём измерение происходит в километрах, которые определяются периодами движения объектов, их фазами, циклами и периодами взаимодействия.

Сейчас расстояние от Земли до Луны составляет 384399 км. Однако часто средним числом этого промежутка считают 384400 км.

Помимо всего нужно знать, что с каждым годом дистанция между нами и нашим спутником увеличивается примерно на 4 см. Это связано, главным образом, со спиральным движением планеты по орбите, при котором уменьшается сила гравитации. Которая, как известно, и удерживает тело.

Луна

В заключении можно сказать, что постоянное движение космических тел требует к себе внимание. Потому что с этим движением изменяются характеристики и промежуток между объектами. Безусловно, современная астрономия продолжает наблюдение и изучение космоса. И это, определённо, имеет большое значение.

Несколько интересных фактов

Луна — это единственный астрономический объект, на котором побывал человек (не считая Земли).

Существует так называемая иллюзия Луны. В тот момент, когда она лежит ниже линии горизонта, происходит обман зрения. Точнее её размер представляется нам большим, чем когда она находится высоко в небе.

Как известно, свет быстрее всего в мире. Чтобы преодолеть расстояние от Земли до Луны ему необходимо чуть больше секунды.

В теории на промежутке между Землёй и Луной поместились бы все планеты нашей Солнечной системы.