Орбиты земли и луны. Орбита луны

> > > Орбита Луны

Орбита Луны – вращение спутника вокруг Земли. Изучите апогей, перигей и эксцентриситет, расстояние к планете, лунные циклы и фазы с фото и как изменится орбита.

Люди всегда с восторгом смотрели на соседний спутник, кажущийся чем-то божественным из-за своей яркости. Луна вращается по орбите вокруг Земли с момента создания, поэтому за ней наблюдали и первые люди. Любопытство и эволюция привели к тому, что появились вычисления и мы начали отмечать шаблоны поведения.

К примеру, ось вращения Луны совпадает с орбитальным. По сути, спутник расположен в гравитационном блоке, то есть, мы всегда смотрим на одну сторону (так возникла идея о загадочной обратной стороне Луны). Из-за эллиптического пути небесное тело периодически кажется больше или меньше.

Орбитальные параметры Луны

Средний лунный эксцентриситет составляет – 0.0549, а значит Луна не проходит вокруг Земли по идеальному кругу. Среднее расстояние от Луны до Земли – 384748 км. Но может меняться от 364397 км до 406748 км.

Это приводит к перемене угловой скорости и наблюдаемого размера. В фазе полной Луны и на позиции перигелия (ближе всего) мы видим ее на 10% крупнее и на 30% ярче, чем в апогее (максимальная отдаленность).

Средний наклон орбиты по отношению к плоскости эклиптики – 5.155°. Совпадают сидерический период и осевой – 27.3 дней. Это именуют синхронным вращением. Именно поэтому появилась «темная сторона», которую мы просто не видим.

Земля также совершает обороты вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли за 29.53 дней. Это синодический период, который подвергается фазам.

Лунный цикл орбиты

Лунный цикл порождает фазы Луны - кажущаяся перемена внешнего вида небесного тела в небе из-за изменения количества освещенности. Когда звезда, планета и спутник выстраиваются в одну линию, то угол между Луной и Солнцем составляет 0 градусов.

В этом периоде лунная сторона, повернутая к Солнцу, получает максимум лучей, а обращенная к нам – темная. Далее идет проход и угол растет. После Новолуния объекты разделены на 90 градусов, и мы уже видим иную картину. На нижней схеме можно подробно изучить, как формируются лунные фазы.

Если они расположены в противоположных сторонах, то угол – 180 градусов. Лунный месяц длится 28 дней, во время которого спутник «растет» и «убывает».

При четверти Луна заполнена меньше чем наполовину и растет. Далее идет переход за половину, и она угасает. Мы встречаем последнюю четверть, где освещена уже другая сторона диска.

Будущее лунной орбиты

Мы уже знаем, что спутник постепенно отдаляется по орбите от планеты (1-2 см в год). И это влияет на то, что с каждым веком день у нас становится на 1/500 секунды длиннее. То есть, примерно 620 млн. лет назад Земля могла похвастаться лишь 21 часом.

Сейчас сутки охватывают 24 часа, но Луна не прекращает попыток сбежать. Мы привыкли к спутнику и грустно терять такого напарника. Но отношения между объектами меняются. Интересно лишь, как это отразится на нас.

Луна - единственное небесное тело, которое обращается вокруг Земли, если не считать искусственных спутников Земли, созданных человеком за последние годы.

Луна непрерывно перемещается по звездному небу и по отношению к какой-нибудь звезде за сутки смещается навстречу суточному вращению неба приблизительно на 13°, а через 27,1/3 суток возвращается к тем же звездам, описав по небесной сфере полный круг. Поэтому промежуток времени, в течение которого Луна совершает полный оборот вокруг Земли по отношению к звездам, называется звездным (или сидерическим ) месяцем; он составляет 27,1/3 суток. Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите, поэтому расстояние от Земли до Луны изменяется почти на 50 тыс. км. Среднее расстояние от Земли до Луны принимают равным 384 386 км (округленно - 400 000 км). Это в десять раз больше длины экватора Земли.

Луна сама не излучает света, поэтому на небе видна только освещенная Солнцем ее поверхность- дневная сторона. Ночная же, темная, не видна. Перемещаясь по небу с запада на восток, Луна за 1 ч сдвигается на фоне звезд примерно на пол градуса, т. е. на величину, близкую к ее видимому размеру, а за сутки-на 13º. ЗА месяц Луна на небе догоняет и перегоняет Солнце, при этом происходит смена лунных фаз: новолуние , первая четверть , полнолуние и последняя четверть .

В новолуние Луну не разглядеть даже в телескоп. Она располагается в том же направлении, что и Солнце (только выше или ниже его), и повернута к Земле ночным полушарием. Через два дня, когда Луна удалится от Солнца, узкий серп можно увидеть за несколько минут до ее захода в западной стороне неба на фоне вечерней зари. Первое появление лунного серпа после новолуния греки называли «неомения» («новая Луна»), С этого момента начинается лунный месяц.

Через 7 суток 10 ч после новолуния наступает фаза называемая первой четвертью . За это время Луна удалилась от Солнца на 90º. С Земли видна только правая половина лунного диска, освещенная Солнцем. После захода Солнца Луна находится в южной стороне неба и заходит около полуночи. Продолжая перемещаться от Солнца все левее. Луна с вечера оказывается уже на восточной стороне неба. Заходит она уже после полуночи, с каждым днем все позднее и позднее.

Когда Луна оказывается в стороне, противоположной Солнцу (на угловом расстоянии 180 от него), наступает полнолуние . С момента новолуния прошло 14 суток 18 ч. После этого Луна начинает приближаться к Солнцу справа.

Происходит уменьшение освещения правой части лунного диска. Угловое расстояние между ней и Солнцем уменьшается от 180 до 90º. Опять видна только половина лунного диска, но уже левая его часть. После новолуния прошло 22 дня 3 ч. Наступила последняя четверть . Луна восходит около полуночи и светит в течение всей второй половины ночи, к восходу Солнца оказываясь в южной стороне неба.

Ширина лунного серпа продолжает уменьшаться, а сама Луна постепенно приближается к Солнцу с правой (западной) стороны. Появляясь на восточном небосклоне, с каждыми сутками все позднее, лунный серп становится совсем узким, но рогами повернут вправо и похож на букву «С».

Говорят, Луна старая. Виден пепельный свет на ночной части диска. Угловое расстояние между Луной и Солнцем уменьшается до 0º. Наконец, Луна догоняет Солнце и снова становится невидимой. Наступает следующее новолуние. Лунный месяц закончился. Прошло 29 дней 12 ч 44 мин 2,8 с, или почти 29,53 суток. Этот период называется синодическим месяцем (от греч. sy" nodos-соединение, сближение).

Синодический период связан с видимым на небе расположением небесного тела относительно Солнца. Лунный синодический месяц -это промежуток времени между последовательными одноименными фазами Луны.

Свой путь на небе относительно звезд Луна совершает за 27 суток 7 ч 43 мин 11,5 с (округленно - 27,32 суток). Этот период называется сидерическим (от лат. sideris-звезда), или звездным месяцем .

№7 Затмение Луны и Солнца, их анализ.

Солнечные и лунные затмения - интереснейшее явление природы, знакомое человеку с древнейших времен. Они бывают сравнительно часто, но видны не из всех местностей земной поверхности и поэтому многим кажутся редкими.

Солнечное затмение происходит, когда наш естественный спутник - Луна - в своем движении проходит на фоне диска Солнца. Это всегда происходит в момент новолуния. Луна расположена ближе к Земле, чем Солнце, почти в 400 раз, и в тоже время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Земли и Солнца почти одинаковые, и Луна может закрыть собою Солнце. Но не каждое новолуние происходит солнечное затмение. Из-за наклона орбиты Луны к земной орбите Луна обычно немного "промахивается" и проходит выше или ниже Солнца в момент новолуния. Однако не менее 2-х раз в году (но не более пяти) тень Луны падает на Землю и происходит солнечное затмение.

Лунная тень и полутень падают на Землю в виде овальных пятен, которые со скоростью 1 км. в сек. пробегают по земной поверхности с запада на восток. В районах, оказавшихся в лунной тени видно полное солнечное затмение, то есть Солнце полностью закрыто Луной. В местностях, покрытых полутенью происходит частное солнечное затмение, то есть Луна закрывает лишь часть солнечного диска. За границей полутени затмения вообще не происходит.

Наибольшая продолжительность полной фазы затмения не превышает 7 мин. 31 сек. Но чаще всего это две - три минуты.

Солнечное затмение начинается с правого края Солнца. Когда Луна полностью закроет Солнце наступает полумрак, как в темные сумерки, и на потемневшем небе появляются самые яркие звезды и планеты, а вокруг Солнца видно красивое лучистое сияние жемчужного цвета - солнечная корона, представляющая собой внешние слои солнечной атмосферы, не видимые вне затмения из-за их небольшой яркости в сравнении с яркостью дневного неба. Вид короны из года в год меняется в зависимости от солнечной активности. Над всем горизонтом вспыхивает розовое заревое кольцо - это в местность, покрытую лунной тенью проникает солнечный свет из соседних зон, где полного затмения не происходит, а наблюдается только частное.
СОЛНЕЧНЫЕ И ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ

Солнце, Луна и Земля в стадии новолуния и полнолуния редко лежат на одной линии, т.к. лунная орбита лежит не точно в плоскости эклиптики, а под наклоном к ней в 5 градусов.

Солнечные затмения новолуния . Луна загораживает от нас Солнце.

Лунные затмения . Солнце, Луна и Земля лежат на одной линии в стадии полнолуния . Земля загораживает Луну от Солнца. Луна при этом становится кирпично-красной.

Каждый год в среднем происходит по 4 солнечных и лунных затмения. Они всегда сопровождают друг друга. Скажем, если новолуние совпадает с солнечным затмением, то лунное затмение наступает через две недели, в фазе полнолуния.

Астрономически солнечные затмения происходят, когда Луна при своем движении вокруг Солнца полностью или частично заслоняет Солнце. Видимые диаметры Солнца и Луны почти одинаковы, поэтому Луна заслоняет Солнце полностью. Но видно это с Земли в полосе полной фазы. По обе стороны полосы полной фазы наблюдается частное солнечное затмение.

Ширина полосы полной фазы солнечного затмения и его продолжительность зависят от взаимных расстояний Солнца, Земли и Луны. В следствии изменения расстояний видимый угловой диаметр Луны тоже меняется. Когда он чуть больше солнечного, полное затмение может длиться до 7,5 мин, когда равен, то одно мгновение, если же он меньше, то Луна вообще не закрывает Солнца полностью. В последнем случае происходит кольцеобразное затмение: вокруг темного лунного диска видно узкое яркое солнечное кольцо.

Во время полного солнечного затмения Солнце имеет вид черного диска, окруженного сиянием (короной). Дневной свет настолько ослабевает, что иногда можно видеть на небе звезды.

Полное лунное затмение происходит, когда Луна попадает в конус земной тени.

Полное лунное затмение может длиться 1,5-2 часа. Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна в момент затмения находилась над горизонтом. Поэтому в данной местности полные лунные затмения удается наблюдать значительно чаще солнечных.

Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остается видимым, но приобретает темно-красный оттенок.

Солнечное затмение происходит в новолуние, а лунное - в полнолуние. Чаще всего в году бывает два лунных и два солнечных затмения. Максимально возможное число затмений - семь. Через определенный промежуток времени лунные и солнечные затмения повторяются в том же порядке. Этот промежуток был назван саросом, что в переводе с египетского означает - повторение. Сарос составляет примерно 18 лет, 11 дней. В течении каждого сароса происходит 70 затмений, из них 42 солнечных и 28 лунных. Полные солнечные затмения с определенной местности наблюдаются реже, чем лунные, один раз в 200-300 лет.

УСЛОВИЯ ДЛЯ ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА

Во время солнечного затмения между нами и Солнцем проходит Луна и скрывает его от нас. Рассмотрим подробнее условия, при которых может наступить затмение Солнца.

Наша планета Земля, вращаясь в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. У Земли есть спутник - Луна. Луна движется вокруг Земли, и полный оборот совершает за 29 1/2 суток.

Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна в определенные периоды времени оказывается между Землей и Солнцем. Но Луна - темный, непрозрачный твердый шар. Оказавшись между Землей и Солнцем, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце. В это время та сторона Луны, которая обращена к Земле, оказывается темной, неосвещенной. Следовательно, солнечное затмение может произойти только во время новолуния. В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу, и может попасть в тень, отбрасываемую земным шаром. Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.

Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн. км,а среднее расстояние от Земли до Луны - 384 тыс. км.

Чем ближе предмет, тем большим он нам кажется. Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти: в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы. Луна, таким образом, может закрыть от нас Солнце.

Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются. Происходит это потому, что путь Земли вокруг Солнца и путь Луны вокруг Земли - не окружности, а эллипсы. С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры.

Если в момент солнечного затмения Луна находится в наименьшем удалении от Земли, то лунный диск будет несколько больше солнечного. Луна целиком закроет собой Солнце, и затмение будет полным. Если же во время затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли, то она будет иметь несколько меньшие видимые размеры и закрыть Солнце целиком не сможет. Останется незакрытым светлый ободок Солнца, который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны. Такое затмение называют кольцеобразным.

Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно, каждое новолуние. Однако этого не происходит. Если бы Земля и Луна двигались видной плоскости, то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, и происходило бы затмение. На самом деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости, а Луна вокруг Земли - в другой. Эти плоскости не совпадают. Поэтому часто во время новолуний Луна приходит либо выше Солнца, либо ниже.

Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем, по которому движется Солнце. Эти пути пересекаются в двух противоположных точках, которые называются узлами лунной о р б и т ы. Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу. И только в том случае, когда новолуние происходит вблизи узла, оно сопровождается затмением.

Затмение будет полным или кольцеобразным, если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти в узле. Если же Солнце в момент новолуния окажется па некотором расстоянии от узла, то центры лунного н солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце лишь частично. Такое затмение называется частным.

Луна перемещается среди звезд с запада на восток. Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его западного, т. е. правого, края. Степень закрытия называется у астрономов фазой затмения.

Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени, здесь затмение бывает частным. Поперечник области полутени составляет около 6-7 тыс. км. Для наблюдателя, который будет находиться вблизи края этой области, лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной. Такое затмение может вообще пройти незамеченным.

Можно ли точно предсказать наступление затмения? Ученые еще в древности установили, что через 6585 дней и 8 часов, что составляет 18 лет 11 дней 8 часов, затмения повторяются. Происходит это потому, что именно через такой промежуток времени расположение в пространстве Луны, Земли и Солнца повторяется. Этот промежуток был назван саросом, что значит повторение.

В течение одного сароса в среднем бывает 43 солнечных затмения, из них 15 частных, 15 кольцеобразных и 13 полных. Прибавляя к датам затмений, наблюдавшихся в течение одного сароса, 18 лет 11 дней и 8 часов, мы сможем предсказать наступление затмений и в будущем.

В одном и том же месте Земли полное солнечное затмение наблюдается один раз в 250 - 300 лет.

Астрономы вычислили условия видимости солнечных затмений на много лет вперед.

ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ

К числу «необыкновенных» небесных явлений относятся также лунные затмения. Происходят они так. Полный светлый круг Луны начинает темнеть у своего левого края, на лунном диске появляется круглая бурая тень, она продвигается все дальше и дальше и примерно через час покрывает всю Луну. Луна меркнет и становится красно-бурого цвета.

Диаметр Земли больше диаметра Луны почти в 4 раза, а тень от Земли даже на расстоянии Луны от Земли более чем в 2 1/2 раза превосходит размеры Луны. Поэтому Луна может целиком погрузиться в земную тень. Полное лунное затмение гораздо продолжительнее солнечного: оно может длиться 1 час 40 минут.

По той же причине, по которой солнечные затмения бывают не каждое новолуние, лунные затмения происходят не каждое полнолуние. Наибольшее число лунных затмений в году - 3, но бывают годы совсем без затмений; таким был, например, 1951 год.

Лунные затмения повторяются через тот же промежуток времени, что и солнечные. В течение этого промежутка, в 18 лет 11 дней 8 часов (сарос), бывает 28 лунных затмений, из них 15 частных и 13 полных. Как видите, число лунных затмений в саросе значительно меньше солнечных, и все же лунные затмения можно наблюдать чаще солнечных. Это объясняется тем, что Луна, погружаясь в тень Земли, перестает быть видимой на всей не освещенной Солнцем половине Земли. Значит, каждое лунное затмение видно на значительно большей территории, чем любое солнечное.

Затмившаяся Луна не исчезает совершенно, как Солнце во время солнечного затмения, а бывает слабо видимой. Происходит это потому, что часть солнечных лучей приходит сквозь земную атмосферу, преломляется в ней, входит внутрь земной тени и попадает на Луну. Так как красные лучи спектра менее всего рассеиваются и ослабляются в атмосфере. Луна во время затмения приобретает медно-красный или бурый оттенок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трудно представить себе, что солнечные затмения происходят так часто: ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко. Объясняется это тем, что во время солнечного затмения тень от Луны падает не на всю Землю. Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна, поперечник которого может достигать самое большее 270 км. Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности. В данный момент только на этой части Земли и будет видно полное солнечное затмение.

Луна движется по своей орбите со скоростью около 1 км/сек, т. е. быстрее ружейной пули. Следовательно, ее тень с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Поэтому полное солнечное затмение никогда не может продолжаться более 8 минут.

Таким образом, лунная тень, двигаясь по Земле, описывает узкую, но длинную полосу, па которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров. И все же площадь, покрываемая тенью, оказывается незначительной по сравнению со всей поверхностью Земли. Кроме того, в полосе полного затмения часто оказываются океаны, пустыни и малонаселенные районы Земли.

Последовательность затмений повторяется почти точно в прежнем порядке через промежуток времени, который называется саросом (сарос – египетское слово, означающее «повторение»). Сарос, известный ещё в древности, составляет 18 лет и 11,3 суток. Действительно, затмения будут повторяться в прежнем порядке (после какого-либо начального затмения) спустя столько времени, сколько необходимо, чтобы та же фаза Луны случилась на том же расстоянии Луны от узла её орбиты, как и при начальном затмении.

В течение каждого сароса происходит 70 затмений, из них 41 солнечное и 29 лунных. Таким образом, солнечные затмения происходят чаще лунных, но в данной точке на поверхности Земли чаще можно наблюдать лунные затмения, так как они видны на целом полушарии Земли, тогда как солнечные затмения видны лишь в сравнительно узкой полосе. Особенно редко удаётся видеть полные солнечные затмения, хотя в течение каждого сароса их бывает около 10.

№8 Земля, как шар, эллипсоид вращения, 3-хосный эллипсоид, геоид.

Предположения о шарообразности земли появились в VI веке до нашей эры, а с IV века до нашей эры были высказаны некоторые из известных нам доказательств, что Земля имеет форму шара (Пифагор, Эратосфен). Античными учеными доказательства шарообразности Земли основывались на следующих явлениях:
- кругообразный вид горизонта на открытых пространствах, равнинах, морях и т.д.;
- круговая тень Земли на поверхности Луны при лунных затмениях;
- изменение высоты звезд при перемещении с севера (N) на юг (S) и обратно, обусловленное выпуклостью полуденной линии и др. В сочинении «О небе» Аристотель (384 – 322 г.г. до н.э.) указывал, что Земля не только шарообразна по форме, но и имеет конечные размеры; Архимед (287 – 212 г.г. до н.э.) доказывал, что поверхность воды в спокойном состоянии является шаровой поверхностью. Ими же введено понятие о сфероиде Земли, как геометрической фигуре, близкой по форме к шару.
Современная теория изучения фигуры Земли берет начало от Ньютона (1643 – 1727 г.г.), открывшего закон всемирного тяготения и применившего его для изучения фигуры Земли.
К концу 80-х годов XVII века были известны законы движения планет вокруг Солнца, весьма точные размеры земного шара, определенные Пикаром из градусных измерений (1670 г.), факт убывания ускорения силы тяжести на поверхности Земли от севера (N) к югу (S), законы механики Галилея и исследования Гюйгенса о движении тел по криволинейной траектории. Обобщение указанных явлений и фактов привели ученых к обоснованному взгляду о сфероидичности Земли, т.е. деформации ее в направлении полюсов (сплюсности).
Знаменитое сочинение Ньютона – «Математические начала натуральной философии» (1867 г.) излагает новое учение о фигуре Земли. Ньютон пришел к выводу о том, что фигура Земли должна быть по форме в виде эллипсоида вращения с небольшим полярным сжатием (этот факт обосновывался им уменьшением длины секундного маятника с уменьшением широты и уменьшением силы тяжести от полюса к экватору из-за того, что «Земля на экваторе немного выше»).
Исходя из гипотезы, что Земля состоит из однородной массы плотности, Ньютон теоретически определил полярное сжатие Земли (α) в первом приближении равном, примерно, 1: 230. На самом деле Земля неоднородна: кора имеет плотность 2,6 г/см3, тогда как средняя плотность Земли составляет 5,52 г/см3. Неравномерное распределение масс Земли продуцирует обширные пологие выпуклости и вогнутости, которые сочетаясь образуют возвышенности, углубления, впадины и другие формы. Заметим, что отдельные возвышения над Землей достигают высот более 8000 метров над поверхностью океана. Известно, что поверхность Мирового океана (МО) занимает 71 %, суша – 29 %; средняя глубина МО (Мирового океана) 3800м, а средняя высота суши – 875 м. Общая площадь земной поверхности равна 510 х 106 км2. Из приведенных данных следует, большая часть Земли покрыта водой, что дает основание принять ее за уровенную поверхность (УП)и, в конечном итоге, за общую фигуру Земли. Фигуру Земли можно представить, вообразив поверхность, в каждой точке которой сила тяжести направлена по нормали к ней (по отвесной линии).
Сложную фигуру Земли, ограниченную уровенной поверхностью, являющуюся началом отчета высот, принято называть геоидом. Иначе, поверхность геоида, как эквипотенциальная поверхность, фиксируется поверхностью океанов и морей, находящихся в спокойном состоянии. Под материками поверхность геоида определяется как поверхность, перпендикулярная силовым линиям (рис. 3-1).
P.S. Название фигуры Земли – геоид – предложено немецким ученым –физиком И.Б. Листигом (1808 – 1882 г.г.). При картографировании земной поверхности, на основании многолетних исследований ученых, сложную фигуру геоида без ущерба для точности, заменяют математически более простой – эллипсоидом вращения . Эллипсоид вращения – геометрическое тело, образующееся в результате вращения эллипса вокруг малой оси.
Эллипсоид вращения близко подходит к телу геоида (уклонение не превышает 150 метров в некоторых местах). Размеры земного эллипсоида определялись многими учеными мира.
Фундаментальные исследования фигуры Земли, выполненные русскими учеными Ф.Н. Красовским и А.А. Изотовым, позволили развить идею о трехосном земном эллипсоиде с учетом крупных волн геоида, в результате были получены его основные параметры.
В последние годы (конец XX и начало XXI в.в.) параметры фигуры Земли и внешнего гравитационного потенциала определены с использованием космических объектов и применением астрономо–геодезических и гравиметрических методов исследований так надежно, что теперь речь идет об оценке их измерений во времени.
Трехосный земной эллипсоид, характеризующий фигуру Земли, подразделяют на общеземной эллипсоид (планетарный), подходящий для решения глобальных задач картографии и геодезии и референц – эллипсоид, который используют в отдельных регионах, странах мира и их частях. Эллипсо́ид враще́ния (сферо́ид) - это поверхность вращения в трёхмерном пространстве, образованная при вращении эллипса вокруг одной из его главных осей. Эллипсоид вращения – геометрическое тело, образующееся в результате вращения эллипса вокруг малой оси.

Геоид - фигура Земли, ограниченная уровенной поверхностью потенциала силы тяжести, совпадающей в океанах со средним уровнем океана и продолженной под континенты (материки и острова) так, что эта поверхность всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. Поверхность геоида более сглажена, чем физическая поверхность Земли.

Форма геоида не имеет точного математического выражения, и для построения картографических проекций подбирается правильная геометрическая фигура, которая мало отличается от геоида. Лучшим приближением геоида служит фигура, получающаяся в результате вращения эллипса вокруг короткой оси (эллипсоид)

Термин «геоид» был предложен в 1873 году немецким математиком Иоганном Бенедиктом Листингом для обозначения геометрической фигуры, более точно, чем эллипсоид вращения, отражающей уникальную форму планеты Земля.

Крайне сложная фигура - геоид. Она существует лишь теоретически, однако на практике ее нельзя ни пощупать, ни увидеть. Можно представить себе геоид в виде поверхности, сила земного притяжения в каждой точке которой направлена строго вертикально. Если бы наша планета была правильным шаром, заполненным равномерно каким-либо веществом, то отвес в любой ее точке смотрел бы в центр шара. Но ситуация осложняется тем, что неоднородной является плотность нашей планеты. В одних местах имеются тяжелые горные породы, в других пустоты, горы и впадины разбросаны по всей поверхности, так же неравномерно распределены равнины и моря. Все это меняет в каждой конкретной точке гравитационный потенциал. В том, что форма земного шара - геоид, виноват также эфирный ветер, который обдувает нашу планету с севера.

Орбита Луны претерпевает регулярные изменения, чтобы обеспечивать динамическую стабилизацию земной оси в положении, необходимом для поддержания условий существования разумной белковой жизни на планете.

Если замеченный эффект присутствует в действительности, то несогласованное изменение параметров лунной орбиты, например, в результате бомбардировки Луны крупным астероидом, может привести к изменению наклона оси вращения Земли , что неизбежно приведет к изменениям климата на планете.

Исследование движения точек нулевого склонения Луны.

Узлами лунной орбиты принято считать точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой. Существует, однако, и другое определение узлов: они рассматриваются как «точки, в которых орбита планеты пересекает плоскость эклиптики, а орбита Луны или искусственного спутника Земли - плоскость земного экватора» . Луна пересекает плоскость земного экватора в точках, где ее склонение обращается в ноль. Анализ лунных эфемерид, взятых с сайта Лаборатории реактивного движения NASA , позволяет построить зависимость прямого восхождения точек, где склонение Луны равно нулю, от времени (Рис.1, 2).

Рис.1. Зависимость прямого восхождения точки нулевого склонения Луны от времени
(нисходящее движение).

Период дрейфа точек нулевого склонения составляет 6800 суток, т.е. 18,61 года. При этом стоит отметить, что скорость дрейфа в первой половине цикла выше, чем во второй.

Рис.2. Зависимость прямого восхождения точки нулевого склонения Луны от времени
(восходящее движение).

Склонение Луны связано с наклоном лунной орбиты по отношению к экваториальной плоскости. “Орбита Солнца” имеет наклон 23,43° к экваториальной плоскости Земли. Орбита Луны также имеет средний наклон 23,43° и периодическую составляющую наклона с амплитудой 5,145°(Рис. 3).

Рис. 3. Изменение склонения Луны за 21 год.

Зависимость склонения Луны от времени с достаточной точностью (Рис. 4) можно аппроксимировать функцией вида

A1 sin(2π(t-t 0)/T1)+ A2 sin(2π(t-t 0)/T2) ,
где А1=23.43
А2=5.145
T1=27.32166 - сидерический период Луны,
Т2=27.21222 - драконический период Луны,
t 0 = 5703.58сут - нулевая точка, начало отсчета.
Период огибающей, рассчитанный на основе значений T1 и T2, составляет 6794 сут (ровно 230 синодических месяцев), т.е. очень близок к 6800 сут или 18.61 года - принятому в настоящее время значению длительности цикла обращения лунных узлов по эклиптике.

Рис. 4. Аппроксимация зависимости склонения Луны от времени.

Именно "эклиптические" лунные узлы просчитаны с большой точностью, поскольку вблизи них происходят затмения. Однако Луна является спутником Земли, а любой спутник, будь он искусственный или естественный, плоскостью отсчета должен иметь небесный экватор. Это логично. Но не для Луны. Тем не менее, проанализировав экваториальные координаты Луны за достаточно большой период, можно получить картину эволюции таких параметров лунной орбиты, как долгота восходящего узла и наклонение орбиты, но уже не к эклиптике, а к небесному экватору (Рис 5.)

Рис. 5. Эволюции орбиты Луны относительно плоскости небесного экватора.

Период изменения максимального склонения Луны равен периоду движения точек пересечения орбиты Луны и эклиптики (узлов в классическом понимании). Узлы лунной орбиты в ином понимании (точки нулевого склонения) совершают дрейф +/-15° около точек весеннего и осеннего равноденствий. При этом максимальное склонение изменяется от +18,3° до +28,6°.
Взаимное расположение точек нулевого склонения и точки максимального склонения определяет направление вектора нормали к плоскости лунной орбиты. Этот вектор коллинеарен вектору орбитального момента Луны. Введем правую систему координат с осью Х, направленной от точки осеннего равноденствия к точке весеннего равноденствия (Рис. 5), и осью Y направленной вправо. Изменение взаимного расположения вышеназванных точек с течением времени происходит согласованно, синфазно (Рис.6).

Рис. 6. Движение точек нулевого склонения и точки

максимального склонения Луны.

Зная координаты трех точек, не трудно найти вектор нормали к плоскости. Движение вектора в пространстве представить несколько сложнее. Конец вектора орбитального момента Луны вычерчивает на плоскости XОY (плоскости небесного экватора) замкнутую кривую, показанную на Рис.7.

Рис. 7. Визуализация изменения положения вектора

орбитального момента Луны в пространстве.

Вектор момента совершает прецессионное движение в сторону убывания прямого восхождения и испытывает при этом нутационные пульсации. Период цикла равен периоду обращения узлов. Среднее за 21 год значение наклона вектора момента к оси вращения Земли составляет 21.9°, что меньше ожидаемого значения 23.43°.
Момент инерции Земли как сферы равен 9,70х10 37 кг м 2 , момент инерции Луны на орбите равен 1,09х10 40 кг м 2 . Таким образом, орбитальный момент инерции Луны почти в 112 раз больше земного осевого момента.Частота вращения Луны вокруг Земли, в 27.32 раза меньше частоты вращения Земли, поэтому момент импульса Луны в орбитальном движении только в 4.1 раза превышает момент импульса Земли в ее осевом вращении. Однако, по-видимому, этого достаточно, чтобы стабилизировать ось вращения Земли в том положении, в котором она пребывает, а именно 23.43° к эклиптической нормали. Механизм стабилизации, возможно, заключается во вращении вектора лунного орбитального момента, подобно тому, как маятник с подвижной точкой подвеса (маятник Капицы). может иметь точку динамического равновесия в верхнем вертикальном положении или как велосипедист, раскачиваясь из стороны в сторону, придает устойчивое положение велосипеду даже на очень малой скорости.
Итак, анализ лунных эфемерид показал, что узлы лунной орбиты (точки нулевого склонения) «привязаны» к узлам «орбиты Солнца» - точкам весеннего и осеннего равноденствия. Вращение вектора лунного орбитального момента, вероятно, стабилизирует угол наклона земной оси, а может быть вызывает и саму прецессию земной оси. Если этот эффект присутствует в действительности, то несогласованное изменение параметров лунной орбиты, например в результате бомбардировки Луны крупным астероидом, может привести к изменению наклона оси вращения Земли, что неизбежно приведет к изменениям климата на планете.

Большой энциклопедический словарь (http://www.vedu.ru/BigEncDic/64938)
http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi
Ландау. Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика: Т.1. Механика. -4-е изд., испр. -М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1988.
Капица П. Л. «Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса» ЖЭТФ, т. 21, вып. 5. с. 588—597 (1951)

kolkov_ivan

Ingus пишет:

Дни 4, 20, 21, 29 весьма хороши для землетрясений.

Ingus пишет:

В лунные дни 6, 12 жди беды, зато в полнолуние - тишина.

Немножко разные данные... Чему верить?

Ingus пишет:

Экстремальное удаление Луны заставляет Землю содрогаться! Напротив, экстремальное приближение успокаивает Землю.

Ingus пишет:

P1 и почему-то P12 - ООчень подходят для тряски земли.

Опять разные данные. Через P1 Вы ведь обозначили перигей лунной орбиты? А в первом утверждении говорится, что «экстремальное приближение успокаивает Землю ».

Или я что-то где-то неправильно понял?

Были взяты разные выборки и получены несколько разные частотные зависимости. Полина выложила весь мой ЖЖ на эту тему. Это мои заблуждения в их развитии) В целом итог таков: Луна НИКАК не влияет на количество и интенсивность землетрясений. В зависимости от фильтров выборки (по интенсивности например) будут получаться разнообразные не похожие друг на друга зависимости. Есть правда слабое подозрение, что перигей P1 и апогей -P12, то есть экстремальные расстояния особенно, когда это еще и сизигии (три тела в линию) больше подходят для землетрясений... Но похоже, что Луна не имеет отношения к землетрясениям, так же как и к приливам (при внимательном и честном рассмотрении данных).

Ingus пишет:

Похоже, что Луна не имеет отношения к землетрясениям...

Жаль... Мне кажется - должна иметь.

Ingus пишет:

Так же как и к приливам (при внимательном и честном рассмотрении данных).

А вот это - интересно! Поясните, пожалуйста. Ведь, вроде как, доказано обратное.

По поводу землетрясений... Статистика показывает, что ни расстояние до Луны, ни фаза не коррелируют с частотой землетрясений. С большой натяжкой можно сказать, что на перигее землетрясения происходят чаще. Можно сделать фантастическое предположение, что землетрясения происходят, когда орбита Луны подвергается КОРРЕКЦИИ. Ее параметры далеко не случайны, продуманы, и дожны находиться в пределах согласно техническому заданию. Луна повторяет путь Солнца в земном небе, ее точки нулевого склонения зачем-то привязаны к точкам весеннего и осеннего равноденствия, большая полуось ее орбиты пульсирует с периодом 7 синодических месяцев (не полгода). Чтобы все работало как ЧАСЫ, иногда требуется коррекция).

По приливам та же картина. Нужно хорошую статистику по приливам сопоставить с фазами и расстоянием до Луны и все встанет на свои места. Я собираюсь это сделать. А пока вот ссыка:

Ученые предлагают добровольцам искать на Луне следы инопланетян

МОСКВА, 26 дек — РИА Новости. Американские ученые предлагают подключить пользователей интернета к поиску инопланетных артефактов и следов чужих баз и кораблей на высококачественных фотографиях поверхности Луны, полученных американским зондом LRO, говорится в статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica.

Пол Дейвис (Paul Davies) и Роберт Вагнер (Robert Wagner) из университета штата Аризона в городе Тусон (США) полагают, что их предложение хорошо дополняет существующую программу поиска внеземной жизни SETI и при этом не требует существенных финансовых вливаний.

Несмотря на мизерные шансы того, что инопланетяне оставили свои следы в виде артефактов или искусственных форм рельефа, у этой идеи есть свои преимущества — близость к Земле и практически «вечная» сохранность таких следов, — пишут ученые.

Астрономы обратили внимание на то, что человечество накопило огромные базы данных по рельефу, минеральному составу и другим свойствам Луны.

В частности, автоматическая межпланетная станция LRO непрерывно делает высококачественные снимки поверхности Луны с разрешением 50 сантиметров на пиксель. С момента запуска в июне 2009 года зонд обработал четверть поверхности спутника Земли. Общее число снимков уже достигает 340 тысяч, их количество должно достигнуть миллиона к концу срока работы аппарата на орбите Луны.

Дейвис и Вагнер полагают, что пристально изучить и обработать все эти изображений нельзя даже силами относительно крупных научных коллективов. Они предлагают два варианта решения этой проблемы, и оба они связаны с интернетом.

Первый включает в себя организацию и поддержку сети распределенных вычислений — централизованной сетевой структуры, использующей вычислительные мощности компьютеров пользователей для решения разных однотипных задач. Это не единственный проект, в котором ученые пытаются задействовать силы добровольцев для решения сложных и ресурсоемких вычислительных задач. К примеру, наиболее популярная на сегодня вычислительная сеть BOINC, организованная калифорнийским институтом Беркли в 1999 году, используется для решения целого спектра задач, в том числе, обнаружения внеземного разума (проект SETI@home) и определения пространственной структуры сложных белков на основании заранее известной последовательности аминокислот (Rosetta@Home).

Второй путь для поиска следов внеземной жизни на Луне предполагает подключение усилий самих добровольцев, а не их компьютеров. Авторы статьи предлагают отправлять по несколько фотографий астрономам-любителям, которые будут отмечать самые подозрительные места на снимках поверхности Луны и дискутировать об их, возможно, внеземном происхождении.

И эта идея также не нова: подобный подход используется НАСА для выбора самого интересного тела в поясе Койпера — самой далекой части Солнечной системы, населенной небольшими каменистыми телами.

Как считают астрономы, такой метод лучше всего подходит для обнаружения артефактов, которые их предыдущие хозяева могли оставить на Луне специально для других разумных существ. Кроме того, обе стратегии пригодны для обнаружения возможных лунных баз пришельцев в сетях из так называемых лавовых трубок — системы полых тоннелей под поверхностью спутника Земли, оставленных потоками лавы в бурном прошлом Луны.

http://news.mail.ru/society/7700698/

Два спутника NASA по программе GRAIL вышли на орбиту Луны. Только в марте начнутся первые эксперименты. Непростым был и путь кораблей. Три месяца полета вместо трех суток. Издалека зашли. Первые фото доступны уже сейчас, но не всем. В марте тысячи отфотошопленных фоток разлетятся по миру. Каждый школьник сможет заглянуть в таинственный мир волшебной планеты и попытаться найти загадочные артефакты среди профессиональной ретуши.

из Вики

"...Третьи считают, что сказание о Граале связано с тайным оккультным обществом, основанным в незапамятные времена и обладающим сокровенным знанием, которое передается из поколения в поколение "

Итак, NASA названием своей миссии недвусмысленно дает понять, сокровенное знание существует, и миссия ГРААЛЬ имеет своей целью его сокрытие..

Неожиданный комментарий:

В марте тысячи отфотошопленных фоток разлетятся по миру. Каждый школьник сможет заглянуть в таинственный мир волшебной планеты и попытаться найти загадочные артефакты среди профессиональной ретуши.

Эта информация из достоверных источников или предположение? Учитывая, что вопрос "Были ли американцы на Луне?" до сих пор обсуждается, это будет в любом случае интересно.

Уважаемый Ingus!

Я по диагонали посмотрел Ваш материал. У меня сразу возникает замечание.

Из законов небесной механики ниоткуда не следует, что линия узлов орбиты небесного тела должна быть перпендикулярна линия апсид. Орбита может быть ориентирована в пространстве произвольным образом. Это Ваше утверждение совершенно непонятно.

Второе. При внешних воздействиях на движение Луны, в основном со стороны Солнца, поворачивается и плоскость орбиты вокруг Земли, и ее линия апсид. Причем скорости этих движений разные. Например, для искусственных спутников Земли одним из основных воздействий является несферичность Земли. За счет этой несферичности поворачиваются и плоскость орбиты (т.е. долгота восходящего узла), и линия апсид (аргумент перигея), причем с разными скоростями. При этом искусственность спутников здесь никакой роли не играет. Поэтому неясно, что именно в изменениях параметров орбиты Луны Вас настораживает. Хотя теория движения Луны достаточно сложна, но выявленные Вами закономерности имеют естественную природу.

Уважаемый zhvictorm!

Я весьма благодарен Вам за выявленную мою оплошность относительно перпендикулярности линий узлов и апсид, которую Вы упорно именуете линией АСПИД.

Второе. В пертурбациях плоскости орбиты ИСЗ принято винить несферичность Земли, а в дрейфе параметров лунной орбиты-Солнце. Это логично. Луна притягивется Солнцем сильнее, чем Землей. В 2 раза. (Это шутка. Но подставновка масс и расстояний в формулу для гравитационной силы дает именно такой результат)

Поворот плоскости лунной орбиты, точнее ее эллипсоподобной незамкнутой! траектории в пространстве возможен вокруг трех осей. Не правда ли? Но по отношению к какой базовой плоскости мы должны считать эйлеровы углы? К эклиптике? Или все же к экватору? Вот главный вопрос, который я поднимаю в статье. Настораживает в изменениях парамеров орбиты Луны пожалуй их стабильность и числовая стройность, гармоничность. Как например Вы объясните период колебания размера большой полуоси в 207 суток, что составляет РОВНО 7 синодичских месяцев?

Итак, орбита Луны подвергается коррекции. Имено это факт является причиной, "достаточно сложной" теории движения Луны. Это ИСЗ. Им управляют. Управление преследует вполне разумные цели.

Уважаемый Ingus! Спасибо за указание на ошибку в написании слова апсид. Я как-то редко его ипользую, так что вкралась систематическая ошибка. На счет притяжения Солнцем Луны. Здесь никакой шутки. Солце притягивает Луну сильнее, чем Земля. Поворот плоскости орбиты за счет несферичности Земли для искусственных спутников всегда происходит вокруг оси вращения Земли, поскольку проекция момента импульса на эту ось сохраняется в поле геоида (первом приближении). Что же касается Луны, то здесь все сложнее. Но резонансность параметров орбиты и вращения Луны с параметрами вращения и орбиты Земли объясняется диссипативными процессами в недрах Луны и Земли за счет приливных сил.

Долгое время астрономы не могли понять, почему множество параметров орбит и вращательного движения отдельных планет и их спутников находятся в резонансных отношениях. Ответ был дан сравнительно недавно. Насколько я помню, где-то в 60-х годах XX века нынешним директором ГАИШ Черепащуком. Как я уже сказал, дело в диссипации энергии в недрах планет за счет приливных возмущений. Поэтому резонансность параметров Луны вызвана скорее всего теми же причинами.

Черепащук главный борец с лженаукой. А Луна вообще насквозь лженаучна. Скользкая она. Я так и не понял, есть у кого-нибудь динамическая теория ее движения? Ну хотя бы в нулевом приближении- "сферического коня в вакууме":)

Хотелось бы посмотреть его работу по диссипации однако... Поищу.

Уважаемый Ingus, меня заинтересовала ваша уверенность и настойчивость в продвижении своих идей и расчетов. При выставлении вашей статьи я не заметила продолжения темы

РЕКУРСИНУС August 20th, 1:44

Из Вики: "Рекурсия — процесс повторения чего-либо самоподобным способом. Например, вложенные отражения, производимые двумя точно параллельными друг другу зеркалами, являются одной из форм бесконечной рекурсии."
Колебания нелинейного маятнка нелегко выразить аналитическими функциями... Появляются Синусы Якоби, не всем понятные.
Предлагаю аппроксимировать полученные численные решения нелинейного дифура математического маятника раскачанного почти до 180 гр, т.е. крайне нелинейного, рекурентной тригонометрической функцией вложенного синуса ("рекурсинуса" - автор термина Колков И.Е.). Например, угол отклонения маятника раскачанного до 173 гр. аппроксимируется семикратно вложенным синусом с амплитудой А=5.41 и частотой w=1.166, при этом погрешность не привысит по модулю 0.025 .

НЕЛИНЕЙЩИНА July 31st, 1:01

Возьмем математический маятник и раскачаем его градусов на 80... Дифур нелинейный. Траектория отличается от синуса. Для описания нужен синус Якоби (якобы синус)..Тот же синус только более крутой) и более тупой вершинами)

Если тень от маятника подвергнем быстрому Фурье получим спектр, в котором вместо одной несущей частоты 3,13 классического кило-метрового маятника с периодом 2 с появятся две - 2.7 и 8.345. Вот она нелинейщина во всей красе -две резонансные частоты вместо одной собственной.

Здравствуйте дорогие читатели сайта! Еще 4 года назад, зимними ночами разглядывая Луну, пришел к выводу что она весьма забавно движется по небосклону. Тогда я не был знаком с небесной механикой, и понятия не имел о том что ее орбита наклонена к эклиптике на 5.6 градуса, да и вообще астрономия в худ лицее была включена в физику и ей отвели 4 часа. Но уже тогда стало ясно что орбитальное движение Луны вовсе не идет по кругу, как мы упрощено себе представляем. Позже потрясли снимки с луноходов, и окончательно заставили уделить внимание теме Луны. Сейчас я уже учусь на планетолога, параллельно поглощая тонны информаций сопутствующих. Хочу поделится с читателем весьма интересными информациями по небесной механике в частности нашего спутника Луны. Современные астрономы склонны рассматривать систему земля-луна как единый конгломерат, высказывается обоснованное мнение считать систему двойной планетой. Весьма обоснованно, невозможно движение и взаимодействие с пространством и другими небесными телами хозяйки ночи рассматривать обособленно от ее владычицы Земли. Что бы лучше понимать вопрос приведу схемы движения Луны вокруг Земли, движения системы вокруг солнца, а также опишу в вкратце 13 движений земли в которых участвует Луна, и причиной некоторых она является.

Существует больше чем 13 движений земли, в данном вопросе мы коснемся даже не всех 13-ти. Первое что следует знать это то, что периоды обращения Луны вокруг своей оси и период обращения вокруг Земли синхронизированы и мы всегда видим одну сторону Луны. Второе заключается в том что строго говоря вокруг солнца по орбите системы земля-луна летит центр масс, а субъекты системы кружат вокруг него.

Итак движения Земли по порядку, в них участвует и Луна. В той или иной степени все факторы обоих субъектов системы земля-луна взаимоотражаются. 1) Первое движение Земли - вращение планеты вокруг собственной оси
2) Второе движение Земли - обращение планеты по орбите около Солнца 3) Третье движение Земли - прецессия 4) Четвертое движение Земли - нутация 5) Пятое движение Земли - изменение наклона эклиптики 6) Шестое движение Земли - изменение эксцентриситета земной орбиты 7) Седьмое движение Земли - вековое изменение перигелия 8) Восьмое движение Земли - параллактическое неравенство Солнца 9) Девятое движение Земли - "парад планет" 10) Десятое движение Земли - действия притяжения планет: "возмущения" или "пертурбации" 11) Одиннадцатое движение Земли - вызвано поступательным движением Солнца в сторону Веги 12) Двенадцатое движение Земли - движение вокруг галактического ядра 13) Тринадцатое движение Земли - движение относительно центра скопления ближайших галактик. Безусловно коснемся лишь самых выраженных аспектов влияющих на непростое движение по орбите. Астрономы знают о так называемых 13 движениях Земли и учитывают их в уточнении орбиты Луны. Напомню современная наука рассматривает движение системы луна-земля по орбите как единое целое. Луна участвует силой обстоятельств во всех 13 движениях Земли, являясь причиной некоторых из них, но и Земля заставляет Луну "плясать под свою дудку". При чем именно она и солнце заставляют Луну либрировать, ускорятся к перигею и замедлятся к аппогею по орбите. Менять положение большой полуоси орбиты Луны по отношению к солнцу, что меняет качество затмений-полные и кольцевые. Если в момент затмения Луна в перигее тогда мы видим полное затмение в центре ее тени. Напротив когда Луна в узлах орбиты ближе афелия, и конус ее тени не касается земли, мы в центре полутени увидим кольцевое затмение. Орбита Луны не является строго круговой имея легкий эксцентритет что является причиной изменения ее орбитальной скорости и суперлуний. Такие ускорения и торможения по орбите являются причиной либраций физических и оптических, благодаря чему мы видим 59% поверхности Луны. Различают либрации по широте и долготе, действительно кружа в пространстве Луна покачивается. Если бы глаза стороннего наблюдателя были в плоскости эклиптики, он бы увидел странный "пьяный" танец Луны и Земли. Старушка Земля странно покачиваясь пришлепывала бы в этом вальсе, в то время как бледная подруга описывала бы восьмерки неправильной формы вокруг нее. Покачиваясь и убыстряясь в малой петле восьмерки и замедляясь в большой. Середина восьмерки точно совпадает с узлами лунной орбиты. Узлы орбиты-точки прохождения лунной орбиты сквозь плоскость эклиптики. Если наблюдатель будет глядеть например с северного полюса увидит не менее странную картину. Условный эллипс орбиты будет нарисован несколько волнистой зигзагообразной линией со сглаженными волнами в перигее и выраженными в апогее, а описанная фигура Луной будет несколько напоминать грушу, где широкая часть плода апогей орбиты. Впрочем фигура будет иметь особенности в зависимости от того приходится ли точка перигея например на новолуние или полнолуние, солнце своей гравитацией дорисует странностей в описанную фигуру. Все во вселенной находится в непрерывном движении и все взаимосвязано, на рисунок Лунной орбиты также окажет влияние такое движение, как парад планет в сочетании с положением относительно солнца. Тоже касается перигея и афелия земной орбиты относительно солнца и множества описанных здесь сочетаний. Надеюсь читателю понравится данная астрономическая зарисовка.

Естественным спутником Земли является Луна — несветящееся тело, которое отражает солнечный свет.

Изучение Луны началось в 1959 г., когда советский аппарат «Луна-2» впервые сел на Луну, а с аппарата «Луна-3» впервые были сделаны из космоса снимки обратной стороны Луны.

В 1966 г. аппарат «Луна-9» совершил посадку на Луну и установил прочную структуру грунта.

Первыми, кто побывал на Луне, стали американцы Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин. Это произошло 21 июля 1969 г. Советские ученые для дальнейшего изучения Луны предпочли использовать автоматические аппараты — луноходы.

Общие характеристики Луны

Масса Луны составляет 1/81 массы Земли. Положение Луны на орбите соответствует той или иной фазе (рис. 1).

Рис. 1. Фазы Луны

Фазы Луны — различные положения относительно Солнца — новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть. В полнолуние виден освещенный диск Луны, так как Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли. В новолуние Луна находится на стороне Солнца, поэтому сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается.

К Земле Луна обращена всегда одной стороной.

Линию, которая отделяет освещенную часть Луны от неосвещенной, называют терминатором.

В первой четверти Луна видна на угловом расстоянии 90" от Солнца, и солнечные лучи освещают лишь правую половину обращенной к нам Луны. В остальных фазах Луна видна нам в виде серпа. Поэтому, чтобы отличить растущую Луну от старой, надо помнить: старая Луна напоминает букву «С», а если Луна растущая, то можно мысленно перед Луной провести вертикальную линию и получится буква «Р».

Из-за близости Луны к Земле и ее большой массы они образуют систему «Земля-Луна». Луна и Земля вращаются вокруг своих осей в одну сторону. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 5°9".

Места пересечения орбит Земли и Луны называют узлами лунной орбиты.

Сидерический (от лат. сидерис — звезда) месяц — это период вращения Земли вокруг своей оси и одинакового положения Луны на небесной сфере по отношению к звездам. Он составляет 27,3 земных суток.

Синодическим (от греч. синод — соединение) месяцем называют период полной смены лунных фаз, т. е. период возвращения Луны в первоначальное положение относительно Луны и Солнца (например, от новолуния до новолуния). Он составляет в среднем 29,5 земных суток. Синодический месяц на двое суток длиннее сидерического, так как Земля и Луна вращаются вокруг своих осей в одну сторону.

Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше силы тяжести на Земле.

Рельеф спутника Земли хорошо изучен. Видимые темные участки на поверхности Луны названы «морями» — это обширные безводные низменные равнины (самая крупная — «Оксан Бурь»), а светлые участки — «материками» — это гористые, возвышенные участки. Основные же планетарные структуры лунной поверхности — кольцевые кратеры диаметром до 20-30 км и многокольцевые цирки диаметром от 200 до 1000 км.

Происхождение у кольцевых структур различное: метеоритное, вулканическое и ударно-взрывное. Кроме этого, на поверхности Луны имеются трещины, сдвиги, купола и системы разломов.

Исследования космических аппаратов «Луна-16», «Луна-20», «Луна-24» показали, что поверхностные обломочные породы Луны сходны с земными магматическими породами — базальтами.

Значение Луны в жизни Земли

Хотя масса Луны в 27 млн раз меньше массы Солнца, она в 374 раза ближе к Земле и оказывает на нес сильное влияние, вызывая поднятия воды (приливы) в одних местах и отливы в других. Это происходит каждые 12 ч 25 мин, так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 24 ч 50 мин.

Из-за гравитационного воздействия Луны и Солнца на Землю возникают приливы и отливы (рис. 2).

Рис. 2. Схема возникновения приливов и отливов на Земле

Наиболее отчетливы и важны по своим следствиям прилив- но-отливные явления в волной оболочке. Они представляют собой периодические подъемы и опускания уровня океанов и морей, вызываемые силами притяжения Луны и Солнца (в 2,2 раза меньше лунной).

В атмосфере приливно-отливные явления проявляются в полусуточных изменениях атмосферного давления, а в земной коре — в деформации твердого вещества Земли.

На Земле наблюдаются 2 прилива в ближайшей и удаленной от Луны точке и 2 отлива в точках, находящихся на угловом расстоянии 90° от линии Луна — Земля. Выделяют сигизийные приливы, которые возникают в новолуние и полнолуние и квадратурные — в первой и последней четверти.

В открытом океане приливно-отливные явления невелики. Колебания уровня воды достигает 0,5-1 м. Во внутренних морях (Черное, Балтийское и др.) они почти не ощущаются. Однако в зависимости от географической широты и очертаний береговой линии материков (особенно в узких заливах) вода во время приливов может подниматься до 18 м (залив Фанди в Атлантическом океане у берегов Северной Америки), 13 м на западном побережье Охотского моря. При этом образуются приливно-отливные течения.

Основное значение приливных волн заключается в том, что, перемешаясь с востока на запад вслед за видимым движением Луны, они тормозят осевое вращение Земли и удлиняют сутки, изменяют фигуру Земли с помощью уменьшения полярного сжатия, вызывают пульсацию оболочек Земли, вертикальные смещения земной поверхности, полусуточные изменения атмосферного давления, изменяют условия органической жизни в прибрежных частях Мирового океана и, наконец, влияют на хозяйственную деятельность приморских стран. В целый ряд портов морские суда могут заходить только во время прилива.

Через определенный промежуток времени на Земле повторяются солнечные и лунные затмения. Увидеть их можно, когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной линии.

Затмение — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.

Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещенной стороной, перед затмением всегда бывает новолуние, т. е. Луна не видна. Создается впечатление, что Солнце закрывается черным диском; наблюдающий с Земли видит это явление как солнечное затмение (рис. 3).

Рис. 3. Солнечное затмение (относительные размеры тел и расстояния между ними условны)

Лунное затмение наступает, когда Луна, находясь на одной прямой с Солнцем и Землей, попадает в конусообразную тень, отбрасываемую Землей. Диаметр пятна тени Земли равен минимальному расстоянию Луны от Земли — 363 000 км, что составляет около 2,5 диаметра Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком (см. рис. 3).

Лунные ритмы — это повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов. Существуют лунно-месячные (29,4 сут) и лунно-суточные (24,8 ч) ритмы. Многие животные, растения размножаются в определенную фазу лунного цикла. Лунные ритмы свойственны многим морским животным и растениям прибрежной зоны. Так, у людей замечено изменение самочувствия в зависимости от фаз лунного цикла.