Расстояние от нашей Земли до единственного спутника планеты — 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 самом деле, 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. Действительно, 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. Интересно, что 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.
На данный момент 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.
Влюбленные под луной
Источник
Измерить расстояние Земля-Луна с помощью лазера сложнее, чем вы думаете
Как измерить расстояние Земля-Луна? Какие результаты измерений и зачем их вообще делать? Вот ответы на эти интересные вопросы.
Одним из аргументов, используемых для опровержения теории о ложной посадке на наш естественный спутник, является информация об измерении расстояния Земля-Луна лазерным лучом. Для сторонников теории заговора нет таких свидетельств, как фотогалерея Аполлона, но научное значение измерений очень важно.
Напомним, первые геометрические попытки оценить расстояние Земля-Луна, хотя и ошибочные из-за несовершенства методов измерения, были предприняты Аристархом Самосским более 2000 лет назад.
Но вернемся в наше время. Лазерный луч излучается в специальные световозвращатели, оставленные на Луне миссиями Аполлон 11 , 14 и 15, а также Луноходами 1 и 2, установленными на советских луноходах. Благодаря этим измерениям мы знаем, например, что наш космический спутник удаляется от Земли со скоростью примерно 3,8 сантиметра в год. За это ответственны приливные силы, те же силы, которые вызывают приливы и отливы в земных морях и океанах.
Чем дальше Луна от Земли, тем длиннее наш день
За время жизни одного человека Луна удалится на 3 метра от Земли. Это немного. Когда мы начнем накапливать эти знания, они станут более важными. С началом эпохи великих географических открытий расстояние увеличилось на 20 метров. С момента появления на Земле первых гоминидов прошло 152 километра. Конечно, мы говорим о среднем расстоянии Земля-Луна, потому что из-за эллиптической орбиты мгновенное расстояние от Земли до Луны изменяется примерно на 50 000 километров в течение месяца. В настоящее время это в среднем 386 тысяч километров.
Изменение расстояния также влияет на Землю. Чем дальше находится Луна, тем медленнее Земля вращается вокруг своей оси. Продолжительность земного дня увеличивается. Конечно, в ходе человеческой жизни и даже существования нашей цивилизации изменения очень незначительны. За столетие день увеличивается всего на 2 миллисекунды. Это изменение не следует путать с расхождениями, возникающими в результате измерения времени с использованием атомных и астрономических часов — оно является результатом дополнительной секунды и не связано с замедлением скорости вращения Земли вокруг своей оси.
Мы не можем рассчитывать на 25 часов в нашей жизни. Есть модели, которые предполагают, что около 1,4 миллиарда лет назад, когда жизнь на Земле достигала уровня отдельных клеток, сутки длились 18 часов. Они также показывают, что темпы удаления изменчивы, поэтому трудно экстраполировать 3,8 сантиметра в год на геологическую шкалу времени.
Измерения расстояний и внутреннее строение Луны
Изменения продолжительности земных суток — не единственное ценное заключение, которое следует из измерений расстояний. Сегодня мы знаем, что у Луны, скорее всего, жидкое ядро. Теперь цель исследования — уточнить результаты и ответить на вопрос, является ли внутренняя часть ядра твердой, как Земля. Вся эта информация окажется бесценной для отслеживания истории лунного магнитного поля. Оно когда-то существовало и было сильным, а сегодня находится в зачаточном состоянии.
Как работает измерение расстояния Земля-Луна?
Самая большая светоотражающая панель, которую оставили позади астронавты Аполлона-15, имеет размеры 105 х 65 сантиметров. Это не плоское зеркало, а поверхность, покрытая угловыми отражателями, используемыми в лазерных измерениях (первые два имеют 100 таких отражателей, третье 300). Одиночные такие рефлекторы также размещаются на марсоходах, но они используются только для измерений с орбиты Марса.
Они работают так, что независимо от направления, с которого свет падает на панель, наблюдатели имеют гарантию, что он будет отражен обратно в направлении, параллельном направлению прихода. В случае обычного зеркала только свет, падающий прямо перед собой, мог бы вернуться к наблюдателю, и такое точное размещение объекта на поверхности Луны относительно передатчика на Земле было бы чудом.
В направлении зеркал излучается лазерный луч, который после отражения возвращается на Землю и регистрируется. Измеряется задержка, оценивается расстояние.
Почему все кажется простым, а на самом деле это не так?
В настоящее время измерения расстояния от Земли до Луны производятся с точностью до одного миллиметра. Сигнал, отправленный на Луну, отраженный от рефлектора, возвращается на Землю через 2,5 секунды. Возвращается, но не всегда! И неудивительно, ведь все это измерение расстояний очень сложно.
Первая проблема — это когерентность пучка. Относительно сфокусированный лазерный луч, который даже на Земле довольно большой, потому что он должен быть достаточно сильным, чтобы проникнуть в атмосферу Земли (дважды), на расстоянии Луны он даже 2 километра в ширину. Если его можно будет направить на отражатель, несколько фотонов в луче попадут в него, и еще меньше, вероятно, будет зарегистрировано обратно на Землю.
По данным НАСА, вероятность того, что одиночный фотон, излучаемый с Земли в направлении отражателя, оставленного Аполлоном 11. Вероятность того, что каждый из этих счастливых фотонов вернется на Землю и будет зарегистрирован, составляет 1/25 000 000, составляет 1/25 000 000. .
Поэтому, хотя измерения проводятся регулярно, это сложная задача. Есть еще одна проблема. На Земле принимается только 1/10 ожидаемого сигнала обратной связи. Предполагается, что панели каким-то образом загрязнились. Кажется, что на Луне сложно найти пыльную бурю, ведь ее атмосфера похожа на лучший вакуум, когда-либо созданный на Земле. Действительно, пыльной бури масштаба Марса не будет. Однако пыль, поднятая с поверхности, например, падающими метеороидами, даже на Луне может быть проблемой. Сделан первый шаг к прояснению трудностей измерения. Поэтому НАСА в сотрудничестве с французскими учеными решило использовать рефлектор на лунном рекоассансном орбитальном аппарате (LRO), чтобы выяснить суть проблемы. Этот отражатель размером с небольшую книгу, сам орбитальный аппарат все еще находится в движении, поэтому задача огромна. В итоге, однако, удалось зарегистрировать сигнал обратной связи после многих попыток. Чтобы повысить точность измерения, во французском центре в Грассе вместо зеленого лазерного луча использовались менее чувствительные инфракрасные и импульсные лазеры.
Сегодня известно, что что-то не так с ретрорефлекторами, отражающими лазерные лучи на Луне. И ученые прилагают максимум сил, чтобы точно определить, что на самом деле является причиной этих проблем.
Источник
Способы измерения расстояния от Земли до Луны в километрах и метрах и сколько лететь по времени
Измерение расстояния от Земли до Луны проводились еще в древние времена: греки пытались сделать это неоднократно.
Данные сведения были необходимы человеку для получения полноценной картины представления о Вселенной.
Кроме вычислений о расстоянии до спутника Земли, древние греки проводили расчеты, чтобы вычислить его радиус.
Со временем технологический прогресс развивался и уже сегодня все измерения известны человеку.
Как вычислялось расстояние?
Издавна людям было интересно, что же представляется собой космос и Луна – она с незапамятных времен была естественным спутником нашей планеты.
Люди интересовались, как далеко она находится и сколько до нее лететь, применяя для этого разнообразные подсчеты.
На сегодняшний день измерить расстояние методами, использующимися в повседневной жизни – нереально.
Для этого применяются тригонометрические формулы и расчеты.
Рассмотрим, как древние люди определяли этот показатель, напоминая, что он измеряется от центра спутника:
- Первый, кто попытался достучаться до истины, был Аристарх Самосский.
На основе геометрических уравнений и показателей, полученных с помощью угломерных инструментов, ученый проводил исследование.
Для начала он вычислил разницу расстояния до спутника и Солнца, после чего умножал данный результат на радиус Земли. Его расчеты показали, что расстояние равно 509680 в километрах.
Во 2 веке до нашей эры астроном Гиппарх Никейский также принялся за вычисления.
Он проводил наблюдения за Луной при разных ее фазах и пришел к выводу, что расстояние до Земли будет равно 382260 километров.
Основываясь на угловых замерах, Гиппарх выяснил, что в период затмения Солнце и Луна имеют одинаковые показатели.
После этого он высчитал разницу и вывел формулу, по которой определил среднее расстояние.
Среднее расстояние в километрах
Указать точные показатели расстояния в километрах невозможно: это связано с эллиптической формой орбиты, по которой движется спутник.
Это говорит о том, что некоторое время он удаляется от планеты, после чего снова приближается.
Реальные размеры могут изменяться в пределах 15 %, что связано с различными точками нахождения спутника.
Самая полная Луна находится к Земле гораздо ближе, чем тогда, когда она проходит фазу роста.
Известные показатели помогут узнать расстояние, которое измерили ученые:
| Показатель | Описание |
| 384403 километров | Астрономы называют данное расстояние большой полуосью, оно измеряется только километрами, величина в метрах здесь не используются. Иногда приводятся цифры 384467 километров, что не является верным |
| 357104 километра | Такой результат является минимальным числовым показателем, когда Луна находится в самой близкой точке к Земле |
| 406696 километров | В апогее спутник располагается на указанном количестве километров от Земли – его самая отдаленная точка будет показывать данное число |
Время полета
На сегодня уже совершено большое количество полетов, для того, чтобы судить, сколько по времени занимает путешествие до спутника.
Ученые производили расчеты, исходя из скорости на ракете и наблюдения за космонавтами.
Вот некоторые цифры:
- Самый медленный полет займет 1 год 1 месяц и 2 недели, что было доказано при эксперименте.
В 2003 году на основе станции с ионным революционным двигателем под названием ЕКА SMART-1 был произведен запуск лунного зонда.
Чтобы преодолеть притяжение Солнца, компания Nasa использовала огромное ускорение.
Сегодня туристические космические компании по всему миру предлагают путешествия на Луну короткой или длительной продолжительности.
Интересные факты
Любые вычисления, произведенные человеком, были окружены множеством интересных фактов, историй. Измерение пространства и расстояния до Луны не лишено таких случаев.
Приведем несколько интересных примеров, связанных с историей вычисления времени полета, расстояния от Земли до спутника:
- Согласно легенде, Луна образовалась от столкновения планеты Земля с другой планетой. Тогда образовалась орбита, из которой сформировался спутник желто-белого цвета.
- Спутник всегда обращен к планете одной стороной.
- Самый большой кратер называется Бэйли, его диаметр составляет 295 километров.
- Во время одной из экспедиций американский Аполлон-6 привез на Землю несколько сотен килограммов лунного грунта.
- Находясь на Земле и смотря в небо, кажется, что Луна и Солнце обладают одинаковыми размерами.
- На Луне нет атмосферы, поэтому ночь там наступает сразу, без постепенного угасания света.
- Сила притяжения на спутнике имеет наименьшее значение – она в 6 раз меньше силы притяжения на Земле.
- На поверхности спутника существует памятник погибшим космонавтам – это фигура 10 сантиметров из алюминия.
- С течением лет Луна значительно отдалилась от Земли: это происходит каждый год на 4 сантиметра.
- Минимальное расстояние в ближайших точках от Луны до Марса составляет 55 миллионов 399 тысяч километров.
Известно, что в будущем планируются регулярные полеты на Марс, однако гораздо удобнее осуществлять их с поверхности спутника.
Вычисление расстояний до Луны помогает организаторам полетов достоверно просчитать количество топлива, а также средств, затрачиваемых на полет.
Полезное видео
Источник