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
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
На каком расстоянии Луна от Земли и как было измерено это расстояние?
Минимальное и максимальное расстояние между Землей и Луной, способы измерения расстояния до Луны и диаметра спутника нашей планеты
Как измеряли расстояние до планет в древности?
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
Источник