Земля, Солнце и Луна
Если говорить с нашей позиции, то это три важнейших объекта для жизни человека. Земля – наш родной дом, Солнце гарантирует тепло, а Луна – обеспечивает приливы.
Луна вращается вокруг Земли, а планета облетает по орбите вокруг Солнца. Пространство рассматривается нами с подвижной платформы, смещающейся по орбитальному пути. Осевое вращение приводит к тому, что Солнце проделывает свой путь по небу, а Луна тратит на проход 29 дней.
Дистанция Луна-Земля охватывает 384403 км, а Земля-Солнце – 149 597 887 км. Если разделить их, выйдем на 389. А теперь поделим также солнечный (1.4 млн. км) и лунный (3474 км) диаметры. Получаем 403. Вы можете заметить, что они практически совпадают.
Схема лунного затмения
В небе небесные тела кажутся одинаковыми по величине, благодаря чему мы способны наслаждаться солнечным и лунным затмениями. Кажется, что спутник полностью перекрывает звезду и отбрасывает тень. Мы не можем увидеть этого каждый месяц, потому что лунная орбита немного наклонена от земной вокруг Солнца. Иногда они совпадают или же Луна оказывается ниже.
Также звезда и спутник сотрудничают для формирования приливов. Большая часть обусловливается лунной гравитацией, но небольшая принадлежит Солнцу. Пик приливов наступает, если оба объекта расположились на одной стороне, а минимум – на противоположных.
Схема солнечного затмения
Ярчайший объект для Земли – Солнце с кажущейся величиной -26.73 (в 449000 раз ярче полнолуния). Лунная яркость достигает -12.6, но это отраженный солнечный свет. На нашем сайте можете полюбоваться этими объектами в онлайн телескоп в режиме реального времени или на фото. Также есть 3D-модели, отображающие движение Земли, Солнца и Луны в пространстве и вокруг друг друга.
Источник
Как вращаются Земля, Луна и Солнце
Луна, Земля, Солнце — три важнейших небесных тела, определяющих существование человечества. Первое поддерживает стабильность вращения нашей планеты, влияет на приливы и отливы, второе — наш родной дом, а третье обеспечивает поступление к нам тепла и света.
Размеры Солнца и Луны
Для понимания природы солнечных затмений нужно знать, во сколько раз Луна меньше Солнца. Диаметр центральной звезды нашей системы составляет 1,4 млн км, аналогичный параметр земного спутника — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.
В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как дистанция от нас до центра Солнечной системы равна 150 млн км.
И хотя светило расположено от нас намного дальше, чем спутник, земному наблюдателю они часто кажутся на небе равными по величине.
Это и есть объяснение солнечных затмений: спутник полностью или частично перекрывает собой Солнце.
Смена лунных фаз
В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга светлую часть нашего спутника мы видим по-разному.
Части, освещенные светом центральной звезды, называются лунными фазами, это:
- новолуние;
- первая четверть;
- полнолуние;
- последняя четверть.
Иногда выделяют 2 промежуточные фазы: растущую (молодую) и убывающую (стареющую) луну.
Во время новолуния спутник земному наблюдателю не виден, потому что находится между планетой и Солнцем, и к планете обращена его темная сторона, не освещенная звездой. Некоторое свечение лунного диска в этот период все же можно заметить, оно имеет характерный пепельный оттенок, который небесному телу придает солнечный свет, отраженный от Земли.
Через два дня наступает фаза растущей луны, или неомения — это первое после новолуния появление объекта на небе, когда он имеет вид узкого серпа. С каждым днем он увеличивается в размерах и через 7 суток принимает вид полукруга, появляющегося вскоре после заката на западе или юго-западе.
Относительно светила Луна в этой фазе расположена на 90° в восточном направлении, ее видно только вечером и в первой половине ночи.
Через 2 недели после начала лунного цикла наступает полнолуние: Луна расположена в противостоянии с нашей звездой, в сторону Земли обращено все ее освещенное полушарие. Она восходит в момент захода солнца, видна всю ночь и заходит на рассвете.
Еще через неделю начинается фаза последней четверти: спутник имеет вид полукруга, видимого в восточной части неба во второй половине ночи и перед восходом.
Он будет постепенно уменьшаться в размерах и в последние дни примет вид тонкой буквы «С».
Все указанное справедливо для наблюдения из северного полушария Земли. В южном полушарии положения серпа и полукруга противоположные: букву «С» напоминает не убывающий, а растущий месяц.
Совсем иной вид спутник в разных фазах имеет на экваторе, там положение его освещенной части не вертикальное, а горизонтальное. Например, стареющая луна имеет вид узкой лодки, расположенной в нижней половине диска.
Для расчетов принята продолжительность каждой из 4 основных лунных фаз в 7,38 земных дней, но их фактическая длительность постоянно немного меняется из-за вытянутости орбиты спутника и непостоянства его орбитальной скорости.
Так как лунный месяц короче большинства земных (29,5 дней вместо 30 или 31), 1 раз в год в календарном месяце может случиться второе полнолуние. Это явление получило название «Голубая Луна».
Такое наименование обусловлено не изменением оттенка земного спутника, а происхождением из английского фразеологизма «Однажды при голубой луне», смысл которого можно трактовать как «После дождичка в четверг», т. е. никогда. Голубой цвет сателлит может принимать, но это явление крайне редкое и объясняется оптическим эффектом.
Орбитальные характеристики Луны, Земли и Солнца, схема взаимного вращения
Луна совершает 3 вида движений:
- вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот примерно за 27,3 земных дней;
- обращается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите с точно таким же (27,3 суток) периодом;
- обращается вокруг Солнца в связке «Земля-Луна».
Равенство периодов собственного вращения и обращения Луны вокруг Земли объясняет, почему она всегда повернута к нам одной стороной.
Земля совершает 2 вида движения: вокруг своей оси и вокруг Солнца. В первом случае движение происходит в направлении с запада на восток, и это явление объясняет смену времени суток. На освещенной половине земного шара наблюдается день, а на обратном — ночь.
Каждый такой оборот называется сутками, он длится 23 часа 56 минут и несколько секунд, но для расчетов длительность этого периода принята равной 24 часа.
Вращение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, среднее расстояние от центральной звезды — около 149,6 млн км, орбитальная скорость — в среднем 29,8 км/с. При этом в перигелии (ближайшей к светилу точке) Земля движется быстрее, со скоростью более 30 км/с, а в самой удаленной позиции (афелии) — медленнее 29,3 км/с.
За время 1 полного витка вокруг Солнца планета делает 365,25 собственных оборотов — это количество дней в 1 астрономическом году. Календарный аналогичный период, в котором сутки приняты равными 24 часам, длится 365 дней, но через каждые 3 годовых срока в календарь добавляется четвертый особый — високосный, с дополнительным 366-м днем.
Солнце неподвижно относительно Земли, но оно также не стоит на месте, а вращается вокруг центра галактики, и 1 такой оборот занимает 220-230 млн лет.
За время своего существования светило успело совершить только 20 полных витков вокруг Млечного Пути.
Ученые отводят нашей звезде срок жизни от сегодняшнего дня 7 млрд лет, за которые она сделает еще примерно 30 таких оборотов.
Линейная скорость движения Солнца в пространстве — 200-220 км/с. Направление его пути называется апекс, оно перемещается в направлении созвездия Геркулес.
Кроме того, светило вращается вокруг собственной оси, ученые определили это по изменению положения пятен на нем. Передвигается оно не как твердая модель: вращение на экваторе быстрее, по направлению к полюсам движение замедляется. Это касается лишь поверхности и массы, близкой к ней.
Внутренние слои и солнечное ядро при вращении ведут себя как классическое твердое тело. Похоже вращаются газовые гиганты Сатурн и Юпитер. Один полный виток вокруг оси Солнце совершает за 25,4 земных дней, его ось не вертикальная, а наклонена на 7°.
Источник
Луна в цифрах и фактах
Луна — единственный естественный спутник Земли и ближайшее к Земле небесное тело.
Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по эллиптической орбите против часовой стрелки.
Среднее расстояние в перигее (ближайшей к Земле точке орбиты Луны) составляет 362 тысячи километров, а среднее расстояние в апогее (самой далекой точке орбиты) равно 405 тысяч километров. Эти расстояния измеряются от центра Земли до центра Луны.
Точка апогея и вместе с ней вся орбита обращается вокруг Земли за восемь лет и 310 суток. Среднее расстояние Луны от Земли составляет 384,4 тысячи километров.
Луна совершает полный оборот вокруг Земли за период, называемый сидерическим месяцем. Сидерический месяц равен 27 суткам 7 часам 43,2 минутам. Все это время Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, что и Луна, поэтому взаимное положение трех тел повторяется не через орбитальный период Луны, а спустя примерно 53 часа после него. Поэтому полнолуние происходит через каждые 29 суток 12 часов 44,1 минуты.
Каждый солнечный год содержит 12,37 лунных месяцев.
Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца — эклиптике — примерно на 5 градусов.
Не будучи самосветящейся, Луна видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо непосредственно, либо отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны.
Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит примерно между Солнцем и Землей и обращена к Земле своей темной стороной, в это время происходит новолуние. Через семь суток Луна отходит от Солнца на 90 градусов и наступает первая четверть лунного цикла, когда освещена ровно половина диска Луны и терминатор (линия раздела светлой и темной стороны) становится прямой — диаметром лунного диска.Через 14‑15 суток наступает полнолуние. На 22‑е сутки наблюдается последняя четверть, когда Луна опять видна полукругом, обращенным выпуклостью к востоку. Через 29,5 суток вновь наступает новолуние.
Точки пересечения орбиты с эклиптикой называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18,6 года), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени (так называемый драконический месяц), более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27,21 суток; с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений.
Солнечное затмение может произойти только в новолуние и только в те моменты, когда Луна находится вблизи узла. Это случается, по меньшей мере, дважды в году. В остальных случаях Луна проходит на небе над или под Солнцем. Лунные затмения происходят только в полнолуние; при этом, как и в случае солнечных затмений, Луна должна находиться вблизи узла.
Фигура, образованная физической поверхностью Луны, очень близка к правильной сфере со средним радиусом 1737,5 километров. Центр этой фигуры сдвинут относительно центра масс Луны примерно на 2 километра в сторону Земли. Площадь поверхности лунного шара составляет около 38 миллионов квадратных километров, что составляет лишь 0,074 площади земной поверхности. Объем лунного шара равен 22 миллиардов кубических километров или 0,02 от объема Земли. Соотношение масс Луны и Земли составляет 1:81,3.
Луна оказывает влияние на Землю — ее гравитационное поле вызывает колебание уровня воды в акваториях Земли, приливы и отливы.
Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в шесть раз меньше, чем на Земле.
Первая космическая скорость для Луны — 1680 м/сек, а вторая ‑ 2375 м/сек. Вследствие малого притяжения Луна не имеет атмосферы.
Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо (отражательная способность) равно 0,073, то есть она отражает в среднем лишь 7,3% световых лучей Солнца.
Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 15 суток и столько же продолжается ночь.
Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до плюс 110 градусов Цельсия, а ночью остывает до минус 120 градусов.
Невооруженным глазом на Луне видны неправильные темноватые протяженные пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры).
По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты были изданы в 1647 году Яном Гевелием. Итальянский астроном Джованни Риччоли в 1651 году дал обширным темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее. Отдельные горы были названы именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие.
Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена Константина Циолковского, Сергея Королева, Юрия Гагарина и других.
Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках.
Ученым удалось установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла 3‑4 миллиардов лет назад.
Основными лунными породами являются морские базальты, богатые железом и титаном; материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором; алюминиевые материковые базальты ‑ возможный результат ударного плавления; магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты. Реголит (лунный грунт) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород.
Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны.
Ранее считалось, что отсутствие атмосферы и слабое притяжение делает невозможным существование молекул воды в виде жидкости или пара, а лед на открытой поверхности будет постепенно испаряться под действием солнечного ветра. В 2009 году индийский зонд Чандраян обнаружил воду в южном полушарии спутника Земли, а в 2012 году американский зонд LRO обнаружил иней в кратерах на северном полюсе.
Правовые вопросы освоения Луны регулирует Договор о космосе (Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела). Он был подписан 27 января 1967 года государствами‑депозитариями — СССР, США и Великобританией. В тот же день началось присоединение к договору других государств. Согласно ему исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, осуществляются на благо и в интересах всех стран, независимо от степени их экономического и научного развития, а космос и небесные тела открыты для всех государств без какой‑либо дискриминации на основе равенства.
Луна, в соответствии с положениями Договора по космосу, должна использоваться «исключительно в мирных целях», на ней исключается любая деятельность военного характера. Перечень видов деятельности, запрещенных на Луне, приведенный в статье IV договора, включает размещение ядерного оружия или любых других видов оружия массового уничтожения, создание военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых видов оружия и проведение военных маневров.
Часть территории Луны находится в частной собственности. Продажа участков территории естественного спутника Земли началась в 1980 году, когда американец Денис Хоуп обнаружил калифорнийский закон от 1862 года, по которому ничья собственность переходила во владение того, кто первым предъявил претензии на нее.
В подписанном 1967 году Договоре о космосе пункта о том, что космический объект не может быть приватизирован в частном порядке, не было, что позволило Хоупу оформить право собственности на Луну и все планеты Солнечной системы, исключая Землю. Он открыл в США Лунное посольство и организовал оптово‑розничную торговлю лунной поверхностью.
Чтобы стать гражданином Луны, надо приобрести себе участок, получить нотариально заверенное свидетельство о праве собственности, лунную карту с обозначением участка, его описание. Оформить лунное гражданство можно за отдельные деньги, приобретя лунный паспорт. Стандартный участок на Луне имеет площадь 1 акра (чуть больше 40 соток).
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Источник