Расстояние от Земли до Луны пытались измерить еще древние греки.
До нас дошло только сочинение Аристарха Самосского «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» (III в. до н. э.), где он впервые в истории науки попытался установить расстояния до этих небесных тел и их размеры.
К решению этого вопроса Аристарх подошел очень остроумно. Он исходил из предположения, что Луна имеет форму шара и светит отраженным от Солнца светом. В этом случае, в те моменты, когда Луна имеет вид полудиска, она образует прямоугольный треугольник с Землей и Солнцем:
Если в этот момент точно определить угол между направлениями с Земли на Луну и на Солнце (CAB), можно из простых геометрических соотношений найти, во сколько раз катет (расстояние от Земли до Луны AB) меньше гипотенузы (расстояния от Земли до Солнца AC). По Аристарху, CAB=87°; следовательно, соотношение этих сторон 1:19.
Аристарх ошибся приблизительно в 20 раз: в действительности расстояние до Луны меньше, чем до Солнца, почти в 400 раз. Загвоздка заключается в том, что точно определить момент, когда Луна оказывается в вершине прямого угла, лишь на основе наблюдений невозможно. Малейшая же неточность влечет за собой огромное отклонение от истинного значения.
Величайший астроном древности Гиппарх Никейский в середине II века до н. э. с большой уверенностью определил расстояние до Луны и ее размеры, приняв за единицу радиус земного шара.
В своих вычислениях Гиппарх исходил из правильного понимания причины лунных затмений: Луна попадает в земную тень, имеющую форму конуса с вершиной, находящейся где-то в стороне Луны.
Схема, поясняющая определение радиуса Луны по методу Аристарха.
Византийская копия X века.
Посмотрите на рисунок. Он показывает положение Солнца, Земли и Луны во время лунного затмения. Из подобия треугольников следует, что расстояние от Земли до Солнца AB во столько раз больше расстояния от Земли до Луны BC, во сколько раз разность радиусов Солнца и Земли (AE - BF) больше разности радиусов Земли и ее тени на расстоянии Луны (BF - CG).
Из наблюдений при помощи простейших угломерных инструментов следовало, что радиус Луны составляет 15", а радиус тени приблизительно 40", то есть радиус тени больше радиуса Луны почти в 2,7 раза. Приняв расстояние от Земли до Солнца за единицу, можно было установить, что радиус Луны почти в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
Уже было известно, что под углом в 1" наблюдается предмет, расстояние до которого превосходит его размеры в 3 483 раза. Следовательно, рассуждал Гиппарх, под углом в 15" наблюдаемый предмет будет в 15 раз ближе. Значит, Луна находится от нас на расстоянии, в 230 раз (3 483: 15) превосходящем ее радиус. А если радиус Земли составляет приблизительно 3,5 радиуса Луны, то расстояние до Луны равно 230: 3,5 ~ 60 радиусов Земли, или около 30 земных диаметров (это около 382 тыс. километров).
В наше время измерение расстояния от земли до Луны было выполнено с помощью метода лазерной локации. Суть этого метода заключается в следующем. На поверхности Луны устанавливается уголковый отражатель. С Земли с помощью лазера на зеркало отражателя направляется лазерный луч. При этом точно фиксируется время, когда сигнал был излучён. Отражённый от прибора на Луне свет в течение примерно одной секунды возвращается в телескоп. Определив точное время, за которое луч света проходит расстояние от Земли до Луны и обратно, можно установить расстояние от источника излучения до отражателя.
С помощью этого метода расстояние от земли до Луны определено с точностью до нескольких километров (максимальная точность измерения в настоящее время - 2-3 сантиметра!): в среднем оно составляет 384 403 км . «В среднем» не потому, что это расстояние взято из разных или приблизительных результатов измерений, а потому, что орбита Луны представляет собой не окружность, а эллипс. В апогее (наиболее удаленная от Земли точка орбиты) расстояние от центра Земли до Луны 406 670 км, в перигее (наиболее близкая точка орбиты) - 356 400 км.
Луна представляет собой скалистое космическое тело сферической формы. На ней отсутствует атмосфера и любые признаки жизни. По сравнению с нашей планетой, единственным спутником которой она является. Диаметр спутника равен примерно четвёртой части диаметра Земли. Задолго до начала всевозможных исследований люди поняли, что Луна полна загадок и тайн.
Она стоит в одном ряду с самыми крупными естественными спутниками планет солнечной системы. Плотность грунта относительно мала, а пробы, взятые с поверхности для детального анализа, приводят учёных в замешательство по сей день. По теории возникновения она «родилась» приблизительно 4,1 миллиарда лет назад.
Движение
Среднее расстояние от Луны до Земли составляет 384400 км, эта цифра приближенно включает в себя 60 радиусов нашей планеты. В зависимости от момента движения единственного спутника Земли по эллиптической орбите меняется степень её близости к планете и видимые наблюдателем размеры. При нахождении в перигее спутник от Земли отделяют 363104 километра. Когда небесное тело достигает апогея, кратчайшее расстояние между центрами Земли и Луны равно 406696 километров. Диапазон разности расстояний достигает 43592 км.
При наблюдении за движением этого небесного тела по небосводу можно попасть под влияние обмана зрения. Когда это оно находится высоко и окружено бесконечным пространством, его размеры воспринимаются значительно меньше, чем это есть в действительности. В непосредственной близости к горизонту Земли может показаться, что Луна обладает большим диаметром.
Ввиду того, что спутник то приближается к планете, то отдаляется от неё, варьируется и яркость поверхности Луны. Исследования доказывают, что спутник не создаёт свечения, а отражает порядка семи процентов рассеянного солнечного света. Эта особенность характеризуется реголитовым слоем, возникшим от столкновения с метеоритами. Частицы обломков имеют размеры от мельчайших до крупных и могут покрывать поверхность от нескольких микрон до десятков метров.
От чего зависит движение
Движение Луны по орбите обусловлено влиянием на неё притяжением Земли и Солнца. Причём Солнце притягивает ее к себе в гораздо большей степени, чем наша планета. Помимо самой яркой звезды Солнечной системы, движение Луны есть совокупность многих параметров:
Перемещение Луны по орбите можно сравнить со спиралью, которая постепенно раскручивается.
Расстояние между Землёй и Луной
Расстояние между Землёй и Луной величина непостоянная. Древний учёный Гиппарх Никейский во втором веке до нашей эры сумел вычислить это расстояние. У него получилась цифра, равная тридцати земным диаметрам, то есть 384000 километров.
Величину диаметра смог измерить иной древнегреческий математик и астроном Эратосфен Киренский. Он установил шест в вертикальном положении около здания библиотеки и измерил длину отбрасываемой от него тени. Затем он определил наименьший угол, который образовывает солнечный луч, падая на шест. Получился градус, равный семи. Располагая знаниями о том, что в день летного солнцестояния в городе Сиене Солнце находится в зените, а расстояние от Сиены до Александрии составляет 5000 стадиев, Эратосфен сделал вывод: 5000 стадиев – это 7 градусов меридиана Земли. Полный меридиан равен 360 градусов, или примерно 250000 стадиев.
Как узнать расстояние до спутника
Существует несколько методов измерения расстояния от Земли до Луны :
- Самый простой – на основании их угловых размеров.
Эти размеры одинаковы, так как во время полного солнечного затмения солнечный диск целиком заслоняется лунным. Для измерения подойдёт обычная лучинка. Если расположить лучинку в вытянутой руке, то отношение её ширины к длине до глаза есть угловой размер Луны в радианах. Данная величина равна 0,0087. При переведении радианов в градусы получится приблизительно 0,5. Зная радиус Земли и угловой размер нашего спутника, легко выяснить расстояние до небесного тела . Путём геометрических вычислений найдётся расстояние равное 30 диаметрам нашей планеты.
- Методом лазерной локации.
С поверхности Земли на рефлекторные отражатели, установленные на Луне астронавтами более сорока лет назад, направляется лазерный луч. Он движется с известной скоростью света и, достигнув рефлектора, возвращается назад. Путь луча составляет примерно одну секунду. Учёные фиксируют конкретное время и вычисляют точное расстояние до нашего спутника. Этот способ измерения помог установить, что меняет траекторию движения в сторону удаления от планеты на несколько сантиметров в год.
- Методом триангуляции (из двух равноудалённых на поверхности Земли точек).
Среднее расстояние до Луны: википедия
Ближайшая точка орбиты Луны расположена в среднем на расстоянии 362000 километров. Самая удалённая точка лунной орбиты находится на расстоянии 405000 километров.
Не менее двух раз в год в новолуние, когда спутник приближается максимально к узлу (точке пересечения с эклиптикой), имеет место солнечное затмение. В остальное время его движение осуществляется под Солнцем либо над ним. В полнолуния случаются лунные затмения, и естественный спутник Земли должен также быть рядом с узлом.
Прямая линия, соединяющая узлы, оборачивается вокруг нашей планеты каждые 18 лет и 224 дня. Направление вращения в данном случае противоположно ходу Луны.
Послесловие
За столетие продолжительность земных суток увеличивается на одну тысячную долю секунды. Данное явление вызывает ближайшее к Земле небесное тело
в результате действия сил гравитации. В мировом океане возникают отливы и приливы из-за гравитационного притяжения Луны, и эти процессы тормозят земное вращение.
Гравитационное поле оказало влияние на форму небесного тела. На обращённой к Земле стороне присутствует деформация, хотя не исключается, что последняя возникла благодаря строению внутренних слоёв спутника.
Воздействие на Луну, производимое Землёй и Солнцем, модификации в траектории её движения по эллиптической орбите через миллионы лет отдалят таинственное небесное тело и оптически его уменьшат. Легендой станут и полные солнечные затмения.
Кто не засматривался ясным погожим вечером на вечную спутницу Земли - таинственную и притягательную Луну? Издалека она кажется ровной и почти белой, но какая она на самом деле, какое расстояние до Луны? Она представляет собой естественный спутник Земли, который имеет шаровидную форму и диаметр 3480 км. Если прибегнуть к помощи телескопа, можно разглядеть ее поверхность, сплошь покрытую скалами. Учеными доказано, что на Луне полностью отсутствует атмосфера, а значит, исключена какая-либо жизнь. Гипотез достаточно много, но к однозначному решению ученые еще не пришли. Возможно, что собранные факты постепенно приоткроют завесу тайны.
Расстояние от Земли до Луны, рассчитанное между их центрами, составляет 384 399 километров или 0,00257 астрономических единиц. Если сравнить его с диаметром нашей планеты, то путь до спутника составит 30 диаметров Земли. Интересен факт, что в отличие от Луны эллиптическая, поэтому расстояние до Луны периодически меняет свою величину.
Во 2 веке об этом свойстве планеты уже знал ученый Гиппарх. Ему удалось вычислить среднее расстояние до Луны, причем почти соответствующее современному значению. Он первый рассчитал, что оно равно 30 диаметрам Земли. Другой ученый, в своих сочинениях «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» еще в III в. до нашей эры попытался вычислить расстояния между этими небесными телами. Он взял за основу тот факт, что Луна имеет форму, приближенную к шаровидной, и что она светит светом, отраженным от Солнца. Он считал, когда Луна находится в определенной фазе и имеет вид полудиска, она образует геометрическую форму в виде треугольника с прямым углом. Но, к сожалению, ученый ошибся в расчетах в 20 раз, так как оказалось невозможным определить, когда именно Луна расположится в самой вершине прямого угла.
Сегодня расстояние до Луны определяется несколькими точными способами. Известен метод триангуляции из двух, самых удаленных точек на Земле. Другой метод основан на применении лазера и заключается в том, что измеряется время лазерного сигнала, посланного до Луны, а затем полученного обратно. Суть его в том, что на Луне ученые используют специально установленный уголковый отражатель. Лазерный сигнал посылают с поверхности Земли на отражатель, при этом точно устанавливается время его отправки. Посланный и отраженный на Луне свет за определенное время возвращается в телескоп. Вычислив точное время, в течение которого луч прошел расстояние от Земли до Луны и вернулся обратно, определяется расстояние от источника излучения до отражателя.
Например, в ближайшей к Земле точке орбиты расстояние до Луны составляет 363 104 км, а при удалении, точнее в апогее, оно равно 405 696 км. В итоге расстояние может отличаться почти на 12 %.
Земля и Луна не точечные тела, поэтому для определения наименьшего расстояния между ними делаем следующий расчет: из расстояния в перигее вычитаем сумму радиусов, которые равны 6378 и 1738 км. Получаемый результат и есть искомое наименьшее расстояние между точками поверхности Луны и Земли, которое равно 354 988 км.
Если бы мы отправились пешком в путь, равный расстоянию от Земли до Луны, шагая со скоростью 5 км/час без остановки, то преодолели бы его только через 9 лет. Полет на самолете со скоростью 800 км/час был бы короче, он позволил бы нам попасть на Луну через 20 дней.
В реальности преодолели расстояние до Луны американские астронавты на космическом корабле «Аполлон». Это были первые люди, которые прошлись по Луне, а произошло это значимое событие 20 июля 1969. Для этого им понадобились 3 суток. Самый быстрый способ - это лететь со скоростью света, которая равна 300 тыс. км/с, при станет досягаемой через 1,25 световой секунды.
Согласитесь, Космос, чужие планеты, звездные скопления - это весьма и весьма волнующая тема. Вот, например, какое расстояние до Луны? Наверняка многие из вас когда-то задавались этим вопросом! Или каково ее происхождение? И из чего она состоит? А может быть, там даже кто-то живет? Ну, хотя бы микроорганизмы? Расстояние до Луны интересовало человечество всегда.
Развитие представлений о Луне
Этот небесный объект привлекал внимание людей еще с глубокой древности. И на заре развития астрономии Луна стала одним из первых объектов для наблюдения и изучения. Сведения о попытках проследить закономерность ее передвижения по небесному своду и объяснить их восходят к шумерской, вавилонской культурам, древнекитайской и египетской цивилизациям. И, конечно же, к античной Греции. Первая известная попытка вычислить расстояние до Луны (а также до Солнца) была предпринята Аристархом Самосским.
на наш спутник первых людей, сделал это чуть более, чем за три дня. Впрочем, здесь проблема не только в скорости самого аппарата, сколько в необходимости рассчитать движение Луны, пролететь по определенной дуге и приземлиться в необходимом месте. Таким образом, путь проходит по дуге, а не по прямой. Рекордный срок, за который космический аппарат, созданный человеком, достигал спутника, на сегодняшний день составляет 8 часов и 35 минут. Это был аппарат «Новые горизонты», запущенный NASA.
Расстояние от Земли до Луны увеличивается?
Да! Это действительно так. Наш спутник движется как бы по спиральной орбите. И каждый год расстояние до него увеличивается примерно на 4 сантиметра. Это совсем немного для отдельного наблюдателя. Однако наши далекие предки будут видеть Луну значительно меньше. Более того, ослабевающее гравитационное взаимодействие с ней повлечет за собой снижение активности приливов и отливов на Земле и существенно преобразует климатические условия на нашей планете.
