Скорость изменения высоты луны

Лунный путь, наоборот, перемещается на фоне звезд достаточно быстро. Лунные узлы за один месяц смещаются на 1 o ,5 и делают полный оборот за 18 лет и 7 месяцев. Изображать лунный путь на звездной карте просто нецелесообразно.

Угловая скорость вращения небесной сферы, вызванная вращением Земли, больше угловой скорости движения Луны по орбите вокруг Земли.

Сближения Луны с планетами происходят из-за того, что лунный путь, как и видимые пути планет, располагается вблизи эклиптики.

Во время новолуния Луна бывает ближе к Солнцу, чем Земля, приблизительно на величину радиуса своей орбиты. Во время полнолуния, наоборот, дальше от Солнца, чем Земля. Во время первой и последней четвертей Земля и Луна находятся на одинаковом расстоянии от Солнца.

Во время первой четверти Луны Земля оказывается ведущим космическим телом в системе Земля-Луна при движении системы вокруг Солнца, Во время последней четверти ведущим телом оказывается Луна.

В новолуние скорость Луны вокруг Солнца будет минимальной, в полнолуние — максимальной.

По эллиптической орбите вокруг Солнца движется центр масс системы Земля-Луна. Центр Земли будет находиться то ближе, то дальше от Солнца, чем центр масс.

В полнолуние Земля ближе к Солнцу, а в новолуние дальше от Солнца, чем в то время, когда Луна находится в первой и последней четвертях.

Центр масс системы Земля-Луна находится на среднем расстоянии от центра Земли в 4670 км. то есть он расположен в недрах Земли, ближе к поверхности, чем к центру.

Воздействие Луны вместе с Солнцем на избыток массы в экваториальном поясе Земли приводит к прецессионному движению оси вращения Земли вокруг оси эклиптики с периодом в 26000 лет.

Луна вызывает приливы в воздушной оболочке Земли, в открытых водных пространствах и даже в земной коре.

Необходимо использовать III закон Кеплера. Падение Луны на Землю будет происходить по эллиптической орбите, большая полуось которой по сравнению с существующей будет в 2 раза меньше. Время падения — 4,9 суток.

Луна вращается вокруг своей оси с периодом, равным периоду обращения Луны вокруг Земли (27 d ,3). Следствием этого является то, что Луна постоянно обращена к Земле одной и той же стороной.

С Земли можно было бы наблюдать всю поверхность Луны.

Максимальная высота Луны (в верхней кульминации) в каждом месте Земли на 5 o 09′ больше максимальной высоты Солнца. Минимальная высота Луны в верхней кульминации будет меньше, чем у Солнца, на 5 o 09′.

В начале весны Солнце находится вблизи точки весеннего равноденствия, а «молодая» Луна около того места эклиптики, где Солнце бывает летом. Вечером Луна окажется близ меридиана на большой угловой высоте

В сентябре Солнце находится вблизи точки осеннего равноденствия, а «старая» Луна будет около того места эклиптики, где Солнце бывает летом. Во время восхода Солнца Луна в последней четверти окажется близ меридиана. Ее угловая высота будет равна:

Максимальную высоту в верхней кульминации полная Луна имеет зимой, а минимальную — летом.

Нет, так как лунные сутки (синодический период) длиннее солнечных.

Из-за того, что склонение Луны может быть больше склонения Солнца (на 5 o 09′) «лунный день» будет в этом случае больше солнечного дня.

В случае полнолуния 22 декабря в северном полушарии Луна дольше всего останется над горизонтом.

Полная Луна зимой в Арктике.

В июне в областях Земли, близких к северному полюсу. В декабре в областях Земли, близких к южному полюсу.

Во время сентябрьского полнолуния склонение Луны быстро увеличивается и поэтому растет время ее видимости над горизонтом, что почти компенсирует то запаздывание Луны, которое вызывается ее прямым движением к востоку.

Обратная картина наблюдается в марте, когда склонение полной Луны быстро убывает. Луна восходит каждый день позже на 1 час 40 минут.
Синодический месяц Луны (29 d ,5) меньше продолжительности календарных месяцев в 30 d и 31 d , в течение каждого из которых обязательно произойдет одно или два полнолуния.

Месяцем без полнолуния может быть только февраль. Такой случай достаточно редкий. Последний раз месяцем без полнолуния был февраль 1868 года, а ближайшим будет -февраль 1999 года.

Причина в чисто физиологической особенности человеческого зрения — иррадиации, благодаря которой яркий объект кажется несколько крупнее, чем темный объект такого же углового размера.

Причина этого, как и в предыдущей задаче,- иррадиация.

Пепельный свет Луны — это отраженный от Земли свет Солнца на темную поверхность спутника.

Пепельный свет Венеры — слабое свечение неосвещенной стороны планеты в фазе между соединениями и первой четвертью. Возможно, что физическая природа этого свечения такая же, как и у свечения земной атмосферы.

Можно, в тропических странах.

Терминатор располагается вблизи западного края Луны сразу после новолуния, вблизи восточного края — перед новолунием, а вблизи северного или южного краев лимба — во время обычного полнолуния, когда фазовый угол может достигать 10 0 . Совпадение лимба с терминатором происходит только во время лунного затмения.

Фазы Земли и фазы Луны противоположны. Соответствия:

первая четверть — последняя четверть,

последняя четверть — первая четверть.

В новолуние.

Это происходит в полнолуние в декабре-январе, когда Луна имеет наибольшую угловую высоту в верхней кульминации.

На обратной стороне Луны почти нет морей, покрытых, как известно, более темным веществом, чем горные районы. Поэтому в предполагаемом гипотетическом случае Луна освещала бы Землю лучше.

Основная причина — наличие теней, отбрасываемых неровностями лунной поверхности при косом освещении Солнцем.

Высота приливов достигает наибольших значений в новолуние и полнолуние, когда суммируется воздействие Солнца и Луны. Наименьшая высота — когда Луна находится в первой и последней четвертях.

В зените Земля будет видна для наблюдателя, находящегося в центре видимого полушария Луны, а в надире — для наблюдателя, находящегося в центре невидимого полушария.

За сидерический месяц Земля проходит по всем зодиакальным созвездиям.

Земной наблюдатель в течение определенного времени может увидеть около 18% обратной стороны Луны. Причина заключается в лунных либрациях — «покачиваниях» Луны относительно земного наблюдателя. Либрации возникают вследствие эллиптичности лунной орбиты, наклонения оси вращения Луны к плоскости ее орбиты и близости Луны к Земле.

Все 100%.

С видимой стороны Луны в течение 24 часов можно увидеть всю поверхность Земли.

Во время новолуния. Луна бывает видна только во время солнечного затмения в виде черного диска. Во время новоземелия контур Земли очерчивается подсвеченной Солнцем земной атмосферой.

Дальность горизонта на Луне примерно в 2 раза меньше, чем на Земле. Это легко оценить из формулы дальности горизонта

, где R — радиус космического тела; H — высота точки наблюдения.

Для наблюдателя в центре видимого полушария Луны Земля постоянно видна на небе; наблюдатель противоположного полушария Землю не видит совсем. Для наблюдателя, находящегося на краю видимого диска, Земля восходит и заходит вследствие либрации Луны. Время восхода и захода до трех суток.

Моря — это равнины, покрытые веществом с меньшей отражательной способностью, чем у более светлых гор. Талласоиды (в переводе «мореподрбные») — равнины на обратной стороне Луны, покрытые, как к горные районы, более светлым веществом.

Лунные моря представляют собой углубления, заполненные застывшей лавой. Моря, вероятно, возникли в результате падения на Луну тел с поперечником не более 200 км при скорости удара о лунную поверхность порядка 8 км/с. Эти процессы происходили в самый ранний период лунной истории (от 4,25 до 3,85 млрд лет назад).

На поверхности Луны имеется большое количество малых участков (точек), остывание которых во время затмения Солнца происходит медленнее, по стравнению с окружающей местностью. Большинство горячих точек отождествляется с малыми кратерами, которые в полнолуние выглядят очень яркими.

Рыхлый слой толщиной в среднем 10 м образовался на поверхности Луны в результате бомбардировки ее метеоритами. Способствует образованию такого слоя и большой суточный перепад температур.

Рассматривая условия равновесия песчинки на склоне, получим, что угол склона горки реголита зависит только от коэффициента трения (

) и не зависит от ускорения свободного падения. Отсюда следует, что трение между частичками реголита больше, чем у земного песка.

Из второго закона Ньютона вытекает, что предельное возможное ускорение совка, при котором грунт еще остается в нем, на Луне будет в 6 раз меньше, чем на Земле при одинаковых коэффициентах трения грунта о совок. Значит, при эксперименте с совком определяющий фактор — меньшее (в 6 раз) ускорение свободного падения на Луне.

На поверхности Луны наблюдаются локальные кратковременные посветления, потемнения, вспышки, изменения цвета, помутнения, ослабления блеска звезд перед покрытием их Луной. Реальность процессов дегазации подтверждена инструментальными методами.

Средняя плотность Луны близка к плотности горных пород. Это свидетельствует о том, что у Луны, в отличие от Земли, нет плотного ядра.

Температура поверхности Луны будет зависеть от высоты Солнца над горизонтом. В полнолуние, для наблюдателя в центре видимого диска Луны Солнце стоит в зените и температура поверхности наибольшая — больше 100 o C, на краях, где Солнце около горизонта, мороз, температура ниже -50 o C. По аналогии можно оценить температуру поверхности по диску Луны и для других лунных фаз.

Температура поверхности Титана около 70-120 К, что намного ниже температуры лунной поверхности. При такой низкой температуре обладают тепловыми скоростями, достаточными для быстрого улетучивания в космическое пространство, только самые легкие газы — водород и гелий. Атмосфера Титана состоит из более тяжелых, чем водород и гелий, газов. Луна же не смогла удержать около себя атмосферу из любых газов.

В плотной земной атмосфере средняя длина пробега молекул очень мала и траектории молекул являются прямыми линиями. В чрезвычайно разреженной лунной атмосфере средняя длина пробега молекул в 10-100 раз превышает радиус Луны. Атомы и молекулы движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Луна.

На Луне нет кислорода в газообразном состоянии. Но основные минералы на Луне содержат значительное количество кислорода в различных соединениях: пироксен 44%, плагиоглаз 46%, ильменит 32%. Определенным технологическим процессом этот кислород может быть частично выделен.

Большое количество изотопа гелия ₂He 3 образовалось на Луне благодаря бомбардировке ее поверхности солнечными космическими лучами. Земля же защищена от облучения плотной атмосферой.

По наблюдениям во время полных лунных затмений показано, что Луна не имеет естественных спутников, диаметр которых больше 30 метров.

У Луны невозможно длительное существование спутников. Земля своим гравитационным полем возмущает высокоорбитальные спутники, а низкие орбиты неустойчивы из-за наличия масконов. Они вызывают постепенное опускание периселения (низшей точки окололунной орбиты).

Источник

Видимое собственное движение Луны

Лунная орбита. Точки и линии на ней

Луна, как и все другие светила участвует в видимом суточном движении светил с востока (E) на запад (W), но даже глазомерные наблюдения показывают, что Луна имеет видимое собственное движение так как ежедневно изменяется время восхода и захода Луны, изменяется азимут (А) восхода и захода, изменяется меридиональная высота, изменяется положение Луны относительно неподвижных звёзд. Также меняется фаза Луны, всё это доказывает, что Луна имеет видимое собственное движение.

Если выбрать из Морского Астрономического Ежегодника (МАЕ) гринвичский часовой угол и склонение Луны за месяц и нанести их на небесную сферу, то получим большой круг (LL1), плоскость которого не совпадает ни с плоскостью истинного горизонта (HH1), ни с плоскостью эклиптики (BB1), а расположена к плоскости эклиптики под углом i (иота) = 5°08′.

Видимый месячный путь Луны на небесной сфере называется Лунной орбитой, и она пересекается с плоскостью эклиптики в лунных узлах.

Лунный узел, в котором склонение Луны равняется 0° и наименование меняется с южного (S) на северное (N) называется восходящим лунным узлом и обозначается знаком .

Лунный узел, в котором склонение Луны равняется 0° и наименование меняется с северного (N) на южное (S) называется нисходящим лунным узлом и обозначается знаком .

Предположим, что Земля, Солнце и Луна, одновременно кульминировали относительно какой-либо звезды, например, самой яркой звезды на небосводе, Сириуса (звезда a в созвездии Большой пёс, видимая звёздная величина – 1,4). Через сутки Солнце опоздает к моменту кульминации Земли относительно Сириуса, на 3 м 56 с или приблизительно на 4 (четыре) минуты, так как оно имеет видимое собственное годовое движение и движется со скоростью 1° в сутки. Луна опоздает к моменту кульминации Земли на 53 (пятьдесят три) минуты. Это является доказательством, что Луна имеет видимое собственное месячное движение, которое направлено в туже сторону, что и Солнце и движется относительно звезды со скоростью 13°,2 в сутки (фактически суточная скорость колеблется от 10° до 17 в сутки°), а относительно Солнца движется со скоростью 12°,2 = 49 минут в сутки.

В следствие этого момент кульминации Луны на данном меридиане каждые сутки увеличивается на 50 минут. Данная зависимость позволяет найти время кульминации Луны на любом меридиане, если известно время кульминации на каком-либо другом меридиане. Например, в Морском Астрономическом Ежегоднике (МАЕ) на каждые сутки приводится время кульминации Луны на гринвичском меридиане. Для получения момента кульминации Луны на местном меридиане необходимо проинтерполировать разность ± 50м по долготе используя формулу:

Очевидно, что на меридианах к осту (востоку) от гринвичского меридиана Луна кульминировала раньше, чем на гринвичском меридиане, а из приведённой выше формулы имеем, что на каждые 15° Восточной долготы время кульминации Луны уменьшается приблизительно на 2 минуты.

Соответственно на меридианах, лежащих к весту (западу) от гринвичского меридиана Луна кульминировала позднее, чем на гринвичском меридиане, и момент кульминации будет увеличиваться на приблизительно на 2 минуты на каждые 15° Западной долготы.

Промежуток времени, в течение которого Луна делает полный оборот по своей орбите относительно какой-либо звезды, называется сидерическим (звёздным) месяцем. Продолжительность сидерического месяца легко вычисляется. Так как один оборот равен 360°, а суточная скорость составляет 13°,2 в сутки, то продолжительность сидерического месяца равна: 360° : 13,2 °/ сут приблизительно 27,32 суток или 27д 07ч 43м 11с.

Промежуток времени, в течение которого Луна делает полный оборот по своей орбите вокруг Солнца, называется синодическим (лунным) месяцем. Продолжительность сидерического месяца легко вычисляется. Так как один оборот равен 360°, а суточная скорость составляет 12°,2 в сутки, то продолжительность сидерического месяца равна: 360° : 12,2 °/ сут приблизительно 29,53 суток или 29д 12ч 44м 03с.

Лунный месяц лежит в основе календарного месяца. В течение лунного месяца происходит весь цикл изменений вида Луны, что наблюдатель на Земле видит в виде изменения изображения диска Луны, то есть смену фаз Луны.

Двенадцать лунных месяца составляю лунный год, продолжительностью около 354 суток. Из-за разности в скорости движения с Солнцем, лунный год на 11 суток короче, чем тропический и календарный год. Вследствие этой разности дни лунного месяца, и одни и те же фазы Луны из года в год приходятся на разные даты календарного года. Они совпадут только через 19 лет. Этот 19-ти летний период называется Метоновым циклом (29,53д х 235 лунных месяцев = 6939,65д : 365,25д = 19 лет).

Склонение Луны

В течение месяца склонение Луны меняется от 0° до относительного максимума 28° 36’ S и от 0° до относительного максимума 28° 36’ N, следовательно, наибольшее изменение склонения может достигать почти 57°, при этом суточное изменение склонения колеблется от десятых долей градуса до примерно 7°.

Вследствие большой скорости изменения склонения, взятие высот Луны представляет некоторые затруднения и без навыков, как правило, наблюдатели допускают ошибки в измерениях и вычислениях.

Источник