Расстояние от Земли до Луны
Расстояние от Земли до Луны измеряется от центров этих небесных тел. Первым эту величину пытался измерить древнегреческий учёный Аристарх Самосский с помощью геометрических познаний, но его результаты отличаются от современных в 20 раз.
Методы измерения
Наиболее близок к общепринятому среднему значению был Гиппарх Никейский, который в своей работе также использовал геометрию, а ещё наблюдения за затмениями и простые оптические приборы измерения. Он подсчитал, что радиус нашей планеты в 60 раз меньше, чем дистанция до земного спутника. На данный же момент самым точным является измерение с помощью лазерного луча и отражателя на поверхности Луны, который был установлен во время специальных исследовательских миссий. Он отражает пучок лазерных лучей обратно, где его принимают специальные детекторы. Такой метод производит подсчёты за 2 секунды, в течение которых естественный спутник перемещается по орбите примерно на 50 метров.
Точные значения
Точно сказать, чему же равно расстояние от Земли до Луны нельзя, потому что оно постоянно меняется вследствие эллиптического движения спутника. К тому же расстояние до Луны с каждым годом увеличивается на 38 миллиметров. На данное отдаление влияет сплюснутая форма нашей планеты, а также гравитационная сила Солнца, которое притягивает в 2.2 раза сильнее.
В среднем же расстояние до Луны от Земли в километрах равняется 384,4 тыс. Также существуют такие понятия как перигей (минимальное) и апогей (максимальное), которые соответственно равны 363,1 тыс. км и 405 тыс. км или 405,7 млн метров до Луны.
Эти значения приняты как средние показатели, потому что космическое тело постоянно то отдаляется, то приближается, даже в моменты своего перигея или апогея. Момент минимального расстояния принято называть суперлунием, в это время жёлто-оранжевый блин на небе может показаться огромным, а момент максимального называют микролуние, он в этот период совсем маленький.
Ранее упоминалось, что расстояние до Луны с каждым годом меняется в большую сторону, из-за чего существует теория, которая объясняет возможные ошибки наших предков в измерении дистанции, ведь раньше она просто была больше на небосклоне, нежели сейчас. По причине отдаления астрономы утверждают, что теоретически возможен факт полного исчезновения сателлита с земного небосклона, однако этот судный день наступит никак не ранее, чем через 616 млрд лет.
Среднее расстояние от Земли до Луны
Зачем человечеству надо знать точное расстояние
Многие могут спросить: «Зачем человечеству знать точное расстояние от Земли до Луны?». На самом деле этот факт позволяет астрономам убедиться в правдивости теории о рождении нашей попутчицы из выброшенного вещества Земли. Также, зная числовое значение мы можем выяснить насколько она удаляется от нас, а это, в свою очередь, влияет на скорость вращения нашей планеты и время земных суток, которое, к слову, каждый год увеличивается на 23 микросекунды. Значит, что учёные могут более точно измерять время, без точного знания которого не работало бы большинство современных технологий, например, ГЛОНАСС или GPS.
Также, когда учёные знают расстояние от Земли до Луны, они могут спроектировать полёт на сателлит вплоть до минут и понять количество необходимого топлива. В прошлом веке человек добирался за 3-4 дня и это на самой мощной ракете того времени. Это мероприятие называлось лунная программа, которая подразумевала облёт и дальнейшую высадку на ней. Считается, что первым человеком, побывавшем на Луне, был Нил Армстронг в 1969 году, он сделал самый знаменитый шаг в истории человечества. С тех пор было выполнена ещё несколько пилотируемых и непилотируемых миссий, больше десятка человек, посетили неизвестный доселе мир. Но к сожалению, такие полёты выходили чрезмерно дорогими, из-за чего учёные сконцентрировали своё внимание на вывод космических станций и спутников на орбиту родной планеты.
Максимальное и минимальное расстояние от Земли до Луны
Интересно узнать, какие были попытки перелётов, ведь их было достаточно много, благодаря чему мы, к тому же, можем примерно понимать сколько времени занимает один подобный полёт. Согласно среднему показателю подобное путешествие можно осуществить за 5 дней, именно столько потратил на полёт китайский летательный аппарат в 2007 году. Рекорд по скорости достигли советские учёные. Аппарат «Луна-1» преодолел путь почти в 380 тысяч км. всего за 2 дня, к тому же он прошёл 500 000 метров по поверхности. Но это рекорды прошлого века, ведь на сегодняшний день существует пример перелёта в 8.5 часов, но, стоит отметить, что межпланетный зонд не летел к сателлиту, а лишь пролетел мимо неё.
На сегодняшний день знать точное расстояние от Земли до Луны снова приобрело весомый смысл, ведь человек всерьёз задумался о колонизации далёких планет, а для этого нам необходим некий перевалочный пункт, с которого, кстати, легче взлетать. Поэтому люди опять обратились к давней знакомой и существенно удешевили и обезопасили перелёты на естественный спутник. Это в дальнейшем поможет человечеству в освоении новых планет, что не может не радовать.
Интересные факты
Из интересного можно упомянуть, что расстояние от Земли до Луны суммарно равно диаметрам всех планет Солнечной системы. Для того чтобы лучше понять этот огромный путь были подсчитаны примерные показатели:
- Пешим шагом обычный человек должен потратить около 9 лет непрерывной ходьбы.
- На машине со скоростью около 100 км в ч., можно добраться за 160 дней.
- Если лететь на самолёте со скоростью около 800 км в ч., то весь путь занял бы примерно двадцать дней.
- На космическом корабле из прошлого века, быстрота передвижения которого несколько тысяч км/ч., человек будет лететь 72 часа.
- Современное галактическое судно долетает за 9 часов.
В современном мире появилось немало разработок межпланетных кораблей, среди которых судна, предназначенные для перелётов на Марс, они преодолеют эту дистанцию где-то за 15-17 часов. Это тяжёлые, огромные аппараты смогут устроить на нашем сателлите целую базу, где было бы возможно жить и исследовать сателлит некоторое время.
Источник
Расстояние от Земли до Луны
Если коротко, то расстояние от Земли до Луны в среднем составляет 384403 км. Но важно знать несколько нюансов. Мы не зря употребили слово «средний», потому что Луна проходит по эллиптическому пути и меняет удаленность.
Самое близкое и далекое расстояние от Земли до Луны
В ближайшей точке расстояние от Земли до Луны составляет 363104 км, а при максимальной отдаленности – 406696 км. Вы видите разницу в 43592 км, что довольно много. От этого меняется и ее кажущийся размер на 15%. Также сказывается на светимости, ведь она будет казаться на 30% ярче в полной фазе и при максимальном сближении. Этот момент именуют суперлуние.
Записи древних греков о размере Луны
Это видео выпустили в 2011 году, чтобы отобразить геоцентрическую фазу, угол осевой позиции, либрацию и кажущийся лунный диаметр за год.
Но как нам вообще удалось определить расстояние между Луной и Землей? Ну, все зависит от времени вычисления. Древние греки полагались на простые геометрические формулы. Они долгое время отслеживали изменение теней и догадались, что она должна быть в 108 раз больше диаметра тела. Отсюда возникли идеи о лунных и солнечных затмениях.
Сравнение видимых размеров Луны в Апогей и Перигей
Ученые выяснили, что тень примерно в 2.5 раз больше лунной ширины. Сам объект обладает достаточными параметрами, чтобы периодически закрывать от нас Солнце. Зная земной диаметр и формулу треугольника, они вывели дистанцию в 397500 км. Не совсем точно, но это удивительные показатели для того времени.
Сейчас мы используем миллиметровое измерение – вычисление времени, за которое сигнал движется от Земли к объекту. Благодаря миссии Аполлон нам удалось провернуть это со спутником. Более 40 лет назад астронавты установили на его поверхности специальные отражающие зеркала, в которые с нашей планеты посылают лазерные лучи. Мы получаем слабую отдачу, но этого хватает, чтобы вывести максимально точное число.
Световая скорость составляет 300000 км/с, поэтому для преодоления пути нужно чуть больше секунды. Далее уходит еще столько же на возврат. Также эта техника помогла понять, что каждый год спутник отдаляется на 3.8 см, и через миллиарды лет он будет визуально казаться меньше звезды. Да, придется попрощаться с любимыми затмениями.
Если вспомнить о масштабах наших планет (особенно газовых гигантов), то удивляешься, что это может быть реальным. Чтобы понять, давайте взглянем на планетарные диаметры:
- Меркурий – 4879 км
- Венера – 12104 км
- Марс – 6771 км
- Юпитер – 139822 км
- Сатурн – 116464 км
- Уран – 50724 км
- Нептун – 49244 км
- Всего: 380008 км
Дистанция между нами и спутником составляет 384400 км. Получается, что мы еще и экономим 4392 км. Что же сделать с остатком? Ну, можно добавить Плутон, простирающийся на 2092 км, а также еще какую-нибудь карликовую планету. Конечно, физически они бы не смогли вращаться рядом, но сама возможность удивляет.
Источник
Как далеко до Луны?
Как без помощи Google, Википедии и NASA узнать расстояние от Земли до Луны
Представьте, что вы смотрите на луну зимним вечером и задаетесь вопросом: «Как далеко находится Луна?». Что бы вы сделали, чтобы рассчитать, насколько это далеко? Самое простое решение — заглянуть в Google. Но, как же тогда греки, которые задавали тот же вопрос 2200 лет назад, и нашли ответ на него без помощи Google, Википедии и NASA или любой современной технологии? Греки смогли определить достаточно точное расстояние от Земли до Луны, используя тщательные наблюдения, измерения и изящную геометрическую модель.
Определение ключевой информации
Греческий астроном и математик, Аристарх Самосский, вычислил расстояние от Земли до Луны только пользуясь следующей информацией:
- Диаметр Земли равняется приблизительно 8 000 миль или 12 800 км (еще один гениальный расчет, сделанный Эратосфеном).
- Тени, отбрасываемые небесными телами, имеют коническую форму и считаются похожими. В двумерном виде тени, отбрасываемые Луной и Землей, являются подобными равнобедренными треугольниками:
Следующая информация была получена в результате пристального наблюдения лунных затмений.
- Во время полного лунного затмения наблюдалось, что Луна проходила через земную тень расстояние, равное диаметру двух с половиной своих дисков.
Формулирование модели
На основе этой информации была разработана модель. В этой модели тень от Луны разворачивается зеркально по отношению к земной тени, а сама Луна располагается так, что одна сторона её тени выравнивается с одной стороной земной тени. При этом конец лунной тени сужается достигая Земли.
Пусть диаметр Луны равен 1 единице. Тогда AF составляет 1 единицу, а FD должен составлять 2,5 единицы, что согласуется с наблюдениями за лунными затмениями.
Как указывалось выше, треугольники теней — ABF и BEC подобны. Следовательно углы BEC и ABF равны. Из этого следует, что линии AB и EC взаимно параллельны. Также параллельны линии AD и BC. Поэтому прямоугольник ABCD является прямоугольником, в котором противоположные стороны равны. А, следовательно, BC = AD.
ВС — это диаметр Земли, который, как известно из исходных данных, составляет примерно 8 000 миль или 12 800 км.
AD — это 3,5 диаметра Луны. Из равенства ВС=AD можно рассчитать этот диаметр, который будет равен примерно 2 285 миль (8000/3,5) или около 3 500 км.
Основываясь на информации, с которой мы начали, расстояние между Землей и Луной составляет 108 диаметров Луны или примерно 378 000 км (3500 x 108).
Современные расчеты показывают, что расстояние от Земли до Луны из-за эллиптической орбиты спутника колеблется от 363 тыс.км (перигей) до 406 тыс.км (апогей), а большая полуось орбиты составляет 384 тыс.км. Невероятно, но Аристарху удалось сделать достаточно точную оценку этого расстояния, учитывая инструменты, которые он имел в своем распоряжении, и астрономические масштабы, с которыми он работал.
Источник
Какое расстояние от Земли до Луны
В разные периоды месяца размер нашего спутника меняется: в некоторые дни он становится на 15% больше. Кроме того, в это время он на треть ярче. Эти явления объясняет изменяющееся расстояние от Земли до Луны.
Как рассчитывали расстояние до Луны древнегреческие астрономы
Попытки измерить численное значение расстояние между нашей планетой и ее спутником начались в тот момент, когда человечество осознало, что Луна — отдельный далекий от нас небесный объект.
Первыми это начали делать астрономы Древней Греции. Например, Аристарх Самосский пытался определить искомую дистанцию при помощи геометрических законов (по методу прямоугольного треугольника, зная земной диаметр), но некорректно определил масштаб и ошибся чуть ли не в 20 раз.
Его соотечественник, Гиппарх Никейский, считал, что расстояние между этими космическими объектами составляет 382 тыс. км. Разница с современными результатами минимальна. В работе ученый использовал познания в геометрии, наблюдал за тенями, отбрасываемыми Луной, выполнял измерения простейшими оптическими и угломерными инструментами.
Эволюция методик измерения расстояния
Основа средневековых способов измерить расстояние — математические и геометрические вычисления, включая расчеты древнегреческих ученых, а также перманентные наблюдения. Позже исследования начали проводить на основании данных, полученных от телескопов, а в ХХ в. — вычислительных машин и космических аппаратов.
Последние измерения, результаты которых принято использовать сейчас, выполнены с помощью лазерного луча. На лунной поверхности расположен установленный прошлыми исследовательскими миссиями специальный отражатель, на который посылается с Земли пучок лучей. Часть из них, отражаясь от Луны, возвращается на земной детектор.
На основании данных о скорости света и измеренного времени, затраченного лучами на прохождение заданного расстояния, были выполнены все необходимые расчеты.
Определение удаленности от Земли и ее варианты
Указать точную дистанцию в километрах не представляется возможным — Луна движется по эллиптической траектории и потому постоянно то удаляется от нашей планеты, то снова к ней приближается.
Также на его движение влияют сплюснутость нашей планеты и сильное воздействие гравитационных сил Солнца — оно притягивает наш сателлит в 2,2 раза сильнее, чем мы.
В качестве среднего расстояния принято значение 384,4 тыс. км. Астрономы называют эту величину большой полуосью.
Перигей
363,1 тыс. км — минимальная дистанция между Землей и Луной, когда последняя находится в самой близкой точке к нашей планете. Однако это число не является неизменным: расстояние до спутника нашей планеты, когда он уходит в перигей, может меняться от 356,4 до 370,4 тыс. км. Оно зависит от множества внешних факторов.
Астрономическое явление, когда перигей Луны совпадает с ее полной фазой, называется суперлунием.
Апогей
В апогее Луна располагается на дистанции 405,7 тыс. км от нас. Это среднее значение, принятое для удобства расчетов, способное изменяться в разные периоды от 404 до 406,7 тыс. км.
Существует термин «микролуние», или «микролуна», характеризующий явление, когда спутник находится одновременно в полной фазе и на максимально удаленном расстоянии от Земли, в дальней точке своей орбиты.
Изменение расстояния под влиянием времени
Астрономы уверены, что сразу после своего рождения наш спутник вращался вокруг Земли на расстоянии примерно в 15-20 тыс. км. Позднее, когда человечество начало свои наблюдения за этим небесным телом, Луна виделась нашим предкам больше своих современных размеров в 20 раз.
Существует неизвестная причина, по которой записи древних ученых о предсказаниях солнечных затмений через много веков не совпадали с их действительными датами в близкое к нам время. По предположению британского астронома Э. Галлея, это может объясняться тем, что земные сутки за много столетий удлинились. Произойти это могло только из-за постепенного удаления от нашей поверхности Луны.
Точные измерения с помощью радиолокации и лазерных сигналов доказали ежегодное удаление спутника от нас на 3,8 см.
Теоретически возможна ситуация, когда Луна окончательно покинет земную орбиту, но до того перестанет воздействовать на нас гравитационно, отчего планета вследствие отсутствия приливов повернется к своему сателлиту одной стороной. Определить дату этого события точно пока не представляется возможным, ученые предсказывают лишь приблизительный его срок — не ранее, чем через 616 млрд лет.
Расстояние Луны от Солнца
Среднее расстояние от Солнца до Луны принято считать равным большой земной полуоси — около 149,6 млн км.
Точная дистанция от светила до спутника может быть примерно на 384,5 тыс. км меньше в новолуние или на такую же величину больше в полнолуние.
Но этими величинами, являющимися незначительными в астрономическом плане, для расчетов пренебрегают.
Длительность полета до Луны
К Луне с Земли было совершено уже достаточно полетов для того, чтобы понять, сколько времени занимает это космическое путешествие:
- средний по длительности полет длится примерно 5 дней — столько времени летел к Луне в 2007 г. китайский космический аппарат «Chang’e-1» на стандартных ракетных двигателях;
- кратчайший пилотируемый полет длился 3 дня и почти 4 часа — случилось это в 1969 г.;
- самый первый советский полет к земному спутнику был одновременно и одним из наиболее быстрых в то время — аппарат «Луна-1» добрался до места назначения всего за 2 дня, пройдя в 500 км от лунной поверхности;
- быстрейший современный полет совершил межпланетный зонд NASA «Новые горизонты», который добрался до спутника за рекордные на сегодня 8,5 часа, но он не приземлялся на его поверхность, а пролетел мимо.
Теоретически путь от Земли к Луне, когда вторая будет находиться в перигее, занимает около 10 часов, но полет будет длиться дольше.
По прямой линии лететь нельзя — наша планета движется в пространстве с большой скоростью и за каждый час будет уходить в сторону от нужного пути, потому траекторию передвижения придется корректировать.
Кроме того, вторая космическая скорость 11 км/с, необходимая для выхода аппарата за пределы земной орбиты, будет соблюдаться кораблем не постоянно: сразу после старта его двигателям придется постепенно наращивать обороты, чтобы вырваться из поля тяготения планеты, а при подлете к спутнику космической станции потребуется притормозить.
Вычисление точных расстояний между Луной и Землей помогает организаторам космических полетов корректно рассчитать объем необходимого топлива, а также времени, нужного для полета.
Источник