La masa de la Luna tiene un promedio de aproximadamente 7.3477 x 10 22 kg.
La luna es el único satélite de la Tierra y el cuerpo celeste más cercano a ella. La fuente del brillo de la luna es el Sol, por lo que siempre observamos solo la parte lunar que mira hacia la gran luminaria. La segunda mitad de la Luna en este momento está inmersa en la oscuridad cósmica, esperando su turno para salir "a la luz". La distancia entre la Luna y la Tierra es de aproximadamente 384,467 km. Entonces, hoy descubriremos cuánto pesa la luna en comparación con otros "habitantes" del sistema solar, y también aprenderemos datos interesantes sobre este misterioso satélite terrestre.
¿Por qué la luna se llama así?
Los antiguos romanos llamaron a la luna la diosa de la luz nocturna, cuyo nombre finalmente fue nombrado la estrella de la noche. Según otras fuentes, la palabra "luna" tiene raíces indoeuropeas y significa "brillante", y por una buena razón, porque en términos de brillo, el satélite de la Tierra ocupa el segundo lugar después del Sol. En griego antiguo, una estrella que brillaba con una luz amarillenta fría en el cielo nocturno recibió su nombre de la diosa Selene.
¿Cuál es el peso de la luna?
La luna pesa alrededor de 7.3477 x 1022 kg.
De hecho, en el plano físico, no existe tal cosa como "el peso del planeta". Después de todo, el peso es la fuerza del cuerpo que actúa sobre una superficie horizontal. Alternativamente, si el cuerpo está suspendido en un hilo vertical, entonces su peso es la fuerza de tracción del cuerpo de este hilo. Está claro que la Luna no está ubicada en la superficie y no está en un estado "suspendido". Entonces, desde un punto de vista físico, la Luna no tiene peso. Por tanto, será más apropiado hablar de la masa de este cuerpo celeste.
El peso de la luna y su movimiento: ¿cuál es la relación?
Durante mucho tiempo, la gente ha tratado de desentrañar el "secreto" del movimiento del satélite de la Tierra. La teoría del movimiento de la luna, desarrollada por primera vez por el astrónomo estadounidense E. Brown en 1895, se ha convertido en la base de los cálculos modernos. Sin embargo, para determinar el movimiento exacto de la luna, se requería conocer su masa, así como varios coeficientes de funciones trigonométricas.
Sin embargo, gracias a los logros de la ciencia moderna, fue posible realizar cálculos más precisos. Con el método de rango láser, puede determinar el tamaño de un cuerpo celeste con un error de solo un par de centímetros. Entonces, los científicos han revelado y probado que la masa de la Luna es 81 veces menor que la masa de nuestro planeta, y el radio de la Tierra es 37 veces más que un parámetro lunar similar.
Por supuesto, tales descubrimientos solo fueron posibles con el advenimiento de la era de los satélites espaciales. Pero los científicos de la época del gran "descubridor" de la ley de la gravitación universal, Newton, determinaron la masa de la luna examinando las mareas causadas por cambios periódicos en la posición de un cuerpo celeste con respecto a la Tierra.
Luna - características y números
- superficie - 38 millones de km 2, que es aproximadamente el 7,4% de la superficie de la Tierra
- volumen - 22 mil millones de m3 (2% del valor de un indicador de tierra similar)
- densidad media - 3,34 g / cm 3 (cerca de la Tierra - 5,52 g / cm 3)
- gravedad - igual a 1/6 de la tierra
La luna es un satélite celeste bastante "pesado", no típico de los planetas terrestres. Si comparamos la masa de todos los satélites planetarios, entonces la Luna ocupará el quinto lugar. Incluso Plutón, que hasta 2006 se consideraba un planeta en toda regla, tiene más de cinco veces menos masa que la Luna. Como saben, Plutón está formado por rocas y hielo, por lo que su densidad es baja, alrededor de 1,7 g / cm 3. Pero Ganímedes, Titán, Calisto e Ío, que son satélites de los planetas gigantes del sistema solar, superan la masa de la luna.
Se sabe que la fuerza de gravedad o gravedad de cualquier cuerpo del Universo consiste en la presencia de una fuerza de atracción entre diferentes cuerpos. A su vez, la magnitud de la fuerza de atracción depende de la masa de los cuerpos y de la distancia entre ellos. Entonces, la Tierra atrae a una persona a su superficie, y no al revés, ya que el planeta es mucho más grande. En este caso, la fuerza de la gravedad es igual al peso de una persona. Intentemos duplicar la distancia entre el centro de la Tierra y una persona (por ejemplo, escalaremos una montaña a 6.500 km sobre la superficie terrestre). ¡Ahora una persona pesa cuatro veces menos!
Pero la Luna es significativamente inferior en masa a la Tierra, por lo tanto, la fuerza gravitacional lunar también es menor que la gravedad terrestre. Así que los astronautas, que aterrizaron por primera vez en la superficie lunar, pudieron realizar saltos inimaginables, incluso con un traje espacial pesado y otros equipos "espaciales". De hecho, en la luna, ¡el peso de una persona disminuye hasta seis veces! El lugar más adecuado para batir récords olímpicos "interplanetarios" en salto de altura.
Entonces, ahora sabemos cuánto pesa la Luna, sus principales características, así como otros datos interesantes sobre la masa de este misterioso satélite terrestre.
La Luna, después del Sol, es el segundo objeto más brillante. Es el quinto objeto más grande del sistema solar. La distancia promedio entre los centros de la Luna y la Tierra es de 384,467 km. La masa de la luna corresponde al valor de 7.33 * 1022 kg.
Desde la antigüedad, la gente ha intentado describir y explicar su movimiento. La base de todos los cálculos modernos es la teoría de Brown, que se creó a finales de los siglos XIX y XX. Para determinar el movimiento exacto de esto, fue necesario no solo la masa de la luna. Se tuvieron en cuenta numerosos coeficientes de funciones trigonométricas. La ciencia moderna es capaz de realizar cálculos más precisos.
El rango láser le permite medir el tamaño de los objetos celestes con un error de solo unos pocos centímetros. Con su ayuda, se encontró que la masa de la Luna es mucho menor que la masa de nuestro planeta (81 veces), y su radio es 37 veces menor. Durante mucho tiempo, no fue posible determinar con precisión este valor, pero el lanzamiento de satélites espaciales abrió nuevas perspectivas. Se sabe un hecho interesante que en la época de Newton la masa de la luna estaba determinada por la magnitud de la marea que provocaba.
Podemos ver la superficie iluminada de este satélite de diferentes formas. La parte visible del disco iluminada por el Sol se llama fase. Hay cuatro fases en total: una superficie completamente oscura de la luna - luna nueva, una luna creciente en crecimiento - el primer cuarto, un disco completamente iluminado - una luna llena, una mitad iluminada desde el segundo lado - el último cuarto. Se expresan en centésimas y décimas de unidad. El cambio de todas las fases lunares es un período sinódico, que es la rotación de la luna desde la fase de luna nueva a la siguiente luna nueva. También se le llama mes sinódico, que dura aproximadamente 29,5 días. Durante este período de tiempo, la Luna podrá recorrer el camino en órbita y tendrá tiempo para visitar la misma fase dos veces. El período orbital sideral, que dura 27,3 días, es la revolución completa de la Luna alrededor de la Tierra.
Es un error pensar que vemos la superficie de la luna de un lado y que no gira. Los movimientos de la luna ocurren en forma de rotación alrededor de su eje y rotación alrededor de la Tierra y el Sol.
Una revolución completa alrededor de su propio eje ocurre en 27 días terrestres y 43 minutos. y las 7 en punto. Una órbita elíptica alrededor de la Tierra (una revolución completa) ocurre al mismo tiempo. Esto está influenciado por las mareas en la corteza lunar, que provocan las mareas en la Tierra, que ocurren bajo la influencia de la atracción lunar.
Al estar a una distancia mayor de la Luna que de la Tierra, el Sol, debido a su enorme masa, atrae a la Luna el doble que a la Tierra. La Tierra distorsiona la trayectoria de la Luna alrededor del Sol. En relación al Sol, su trayectoria es siempre cóncava.
La luna no tiene atmósfera, el cielo sobre ella siempre es negro. Debido al hecho de que las ondas sonoras no se propagan en el vacío, reina un silencio total en este planeta. Bajo los rayos directos durante el día es muchas veces más alta que el agua y por la noche alcanza los -150 C. La luna es la unidad. Su densidad es de solo 3,3 p. mas agua. En su superficie hay enormes llanuras, que están cubiertas de lava solidificada, muchos cráteres se forman cuando la fuerza de gravedad es inferior a la gravedad terrestre, y el peso de la luna es menor que el de la tierra, por lo que una persona puede disminuir 6 veces mientras está en la luna.
A partir de sustancias radiactivas, los científicos han determinado la edad aproximada de la luna, que es de 4.650 millones de años. Según la última hipótesis más plausible, se supone que la formación de la Luna se debió a una colisión gigante con la Tierra joven de un enorme cuerpo celeste. Según otra teoría, la Tierra y la Luna se formaron de forma independiente en partes completamente diferentes del sistema solar.
Cuerpo cósmico. Es el único satélite natural de la Tierra. La órbita de la Luna es elíptica, y la distancia entre la Luna y la Tierra fluctúa, en promedio es de 382 mil kilómetros.
Forma de luna - casi una bola, ligeramente alargada hacia un lado (debido a las fuerzas de las mareas).
Radio lunar - 1737 kilómetros, que es aproximadamente 0,27 del radio ecuatorial de la Tierra.
Masa lunar 81 veces menor que la masa de la Tierra.
Superficie de la luna - una combinación de llanuras, que se denominan mares lunares, crestas en forma de anillo que rodean estas llanuras, numerosos cráteres en forma de copa y cráteres. La profundidad de los cráteres individuales alcanza los 200 kilómetros. Los mares, crestas, cráteres se trazan en el mapa compilado de la Luna, se nombran, por ejemplo: Apeninos, Cáucaso, Alpes, Océano de tormentas, Mar de crisis, Montañas Copérnico, Kepler, etc. El mapa de la cara oculta de la Luna se compiló de acuerdo con los datos que se le enviaron desde satélites y sondas artificiales.
Suelo lunar - el llamado regolito, formado a partir de innumerables colisiones de meteoritos. Se caracteriza por ser "una capa de polvo clástico abigarrado con un espesor de varios metros a varias decenas de metros". La composición de las rocas lunares incluye muchos elementos de la tabla periódica.
La aceleración de la gravedad en la superficie lunar es de 1,6 metros por segundo por segundo, que es 6 veces menor que por. Debido a la pequeña atracción, la Luna no puede mantener una capa de gas a su alrededor y la Luna no tiene atmósfera. También falta la hidrosfera.
Temperatura de la superficie lunar, no protegido por la atmósfera, oscila entre más 110 grados Celsius durante el día y menos 120 grados durante la noche.
Luna se mueve alrededor de la Tierra mientras gira alrededor del eje. El período de rotación de la luna alrededor y el período de rotación de la luna alrededor de su eje coinciden, es de aproximadamente 27 días. Debido a esta coincidencia, los terrícolas solo ven un lado de la luna.
Luna no es un planeta auto-luminoso, y es visible para nosotros debido a su iluminación por los rayos del sol. Si toda la superficie de la parte de la Luna que mira hacia nosotros es visible, entonces esta fase de la Luna se llama luna llena. Cuando ilumina solo el lado invisible de la luna, esto se llama luna nueva. Después de la luna nueva, en uno o dos días, vemos un creciente estrecho de la Luna, luego el creciente aumenta, es decir, la Luna, decimos, "crece". En este momento, además de la media luna iluminada, vemos, por así decirlo, "en la niebla" y el resto de la Luna, ya que también ilumina la Luna, muy débilmente, pero ilumina. Esta es la llamada luz ceniza de la Luna, la luz reflejada por la Luna desde la Tierra. El intervalo entre dos lunas nuevas sucesivas (el llamado mes lunar) es de 29 días. Dado que las fases de la luna - luna nueva, primer cuarto, luna llena y último cuarto son fácilmente observadas por cualquier habitante de la Tierra, este fenómeno sirvió de base para compilar varios sistemas de calendario.
Luna - participante en eclipses solares y lunares. ilumina la luna y, y la luna y la tierra proyectan sombras. Si la Luna y la Tierra en algún momento se convierten en una "fila", entonces ocurre uno de dos eclipses: lunar o solar.
La sombra de la Tierra, que cae sobre la Luna y hace que la Luna sea completamente invisible desde la Tierra, provoca una completa Eclipse de Luna.
La sombra de la lunacaer sobre la Tierra y oscurecerse por completo, crea un eclipse solar total.
La duración de un eclipse solar total es de 7,5 a 12 minutos; luna llena - hasta 1 hora 45 minutos.
Más a menudo, ocurren eclipses no completos, pero parciales, cuando parte de la Luna o para nosotros, los terrícolas, todavía es visible.
Eclipses solares ocurren solo durante las lunas nuevas y las lunares, durante las lunas llenas.
Cada año hay 2-5 eclipses solares y no más de tres eclipses lunares. Es decir, los eclipses ocurren con más frecuencia que los eclipses de luna, pero esto generalmente es para. Y, en particular, la imagen es la siguiente. Los eclipses lunares son visibles en todo el hemisferio frente a la Luna en este momento. Los eclipses solares son visibles no desde todos los puntos de la Tierra, sino solo desde el territorio sobre el que cae la sombra de la luna. Se estima que desde el mismo lugar de la Tierra, un eclipse solar total se puede ver solo una vez cada 300-400 años.
Tanto los eclipses lunares como los solares siempre han causado una gran impresión en los habitantes, cada fenómeno se reflejó en los anales y otros documentos. La comparación de estos registros con las fechas de los eclipses que ocurrieron en el pasado (y los eclipses tienen su propia regularidad, y todas las fechas de los eclipses han sido calculadas por científicos) permite a los historiadores, arqueólogos, astrónomos y muchos otros especialistas restaurar las fechas de eventos que ocurrieron en el pasado distante.
Luna - un objeto espacial, que está siendo observado constantemente por científicos de diversos perfiles utilizando telescopios y naves espaciales lanzadas. El 3 de abril de 1966, la estación interplanetaria automática (AMS) "Luna-10" se convirtió en el primer satélite artificial de la Luna. El 21 de julio de 1969, la gente visitó la Luna por primera vez: los cosmonautas (astronautas) estadounidenses N. Armstrong y E. Aldrin, que llegaron en la nave espacial Apolo 11. En noviembre de 1970, el primer vehículo lunar autopropulsado, Lunokhod-1, fue entregado a la luna. En febrero de 1972, los terrícolas recibieron una muestra de suelo lunar.
Luna considerado un mecenas - uno de los.
La Tierra y la Luna están en rotación continua alrededor de su propio eje y alrededor del Sol. La luna también gira alrededor de nuestro planeta. En este sentido, podemos observar en el cielo numerosos fenómenos asociados a los cuerpos celestes.
El cuerpo espacial más cercano
La luna es un satélite natural de la tierra. Lo vemos como una bola luminosa en el cielo, aunque por sí misma no emite luz, solo la refleja. La fuente de luz es el Sol, cuyo resplandor ilumina la superficie lunar.
Cada vez puedes ver una luna diferente en el cielo, diferentes fases. Este es un resultado directo de la rotación de la luna alrededor de la tierra, que a su vez orbita alrededor del sol.
Exploración de la luna
La Luna fue observada por muchos científicos y astrónomos durante muchos siglos, pero el estudio real, por así decirlo "en vivo", del satélite de la Tierra comenzó en 1959. Entonces la estación automática interplanetaria soviética "Luna-2" alcanzó este cuerpo celeste. Entonces este aparato no pudo moverse a lo largo de la superficie de la luna, pero solo pudo registrar algunos datos con la ayuda de instrumentos. El resultado fue una medición directa del viento solar: el flujo de partículas ionizadas que emanan del Sol. Luego se entregó a la luna un banderín esférico con el escudo de armas de la Unión Soviética.
La nave espacial Luna-3, lanzada un poco más tarde, tomó desde el espacio la primera fotografía del lado lejano de la Luna, que no es visible desde la Tierra. Unos años más tarde, en 1966, otra estación automática llamada Luna-9 aterrizó en un satélite terrestre. Pudo hacer un aterrizaje suave y transmitir panoramas de televisión a la Tierra. Por primera vez, los terrícolas vieron la transmisión directamente desde la Luna. Antes del lanzamiento de esta estación, hubo varios intentos fallidos de precisamente un "aterrizaje" suave. Con la ayuda de estudios realizados por medio de este aparato, se confirmó la teoría de la escoria meteórica sobre la estructura exterior del satélite terrestre.
El viaje de la Tierra a la Luna fue realizado por los estadounidenses. Armstrong y Aldrin fueron las primeras personas en estar en la luna. Este evento ocurrió en 1969. Los científicos soviéticos, sin embargo, deseaban estudiar el cuerpo celeste solo con la ayuda de la automatización, usaron rovers lunares.
Características de la luna
La distancia promedio entre la Luna y la Tierra es de 384 mil kilómetros. Cuando el satélite está más cerca de nuestro planeta, este punto se llama Perigeo, la distancia es de 363 mil kilómetros. Y cuando la distancia máxima entre la Tierra y la Luna (este estado se llama apogeo), es de 405 mil kilómetros.
La órbita de la Tierra tiene una inclinación en relación con la órbita de su satélite natural: 5 grados.
La luna se mueve en su órbita alrededor de nuestro planeta a una velocidad promedio de 1.022 kilómetros por segundo. Y en una hora, vuela aproximadamente 3681 kilómetros.
El radio de la Luna, en contraste con la Tierra (6356), es de aproximadamente 1737 kilómetros. Este es un valor promedio ya que puede variar en diferentes puntos de la superficie. Por ejemplo, en el ecuador lunar, el radio es un poco más que el promedio: 1738 kilómetros. Y en la región del polo es un poco menos: 1735. La luna también es más probablemente un elipsoide que una bola, como si estuviera un poco "aplanada". Nuestra Tierra tiene la misma característica. La forma de nuestro planeta de origen se llama "geoide". Es una consecuencia directa de la rotación alrededor de un eje.
La masa de la Luna en kilogramos es aproximadamente 7,3 * 1022, la Tierra pesa 81 veces más.
Fases de la luna
Las fases de la luna son las diferentes posiciones del satélite terrestre con respecto al sol. La primera fase es la luna nueva. Luego viene el primer trimestre. Después viene la luna llena. Y luego el último cuarto. La línea que separa la parte iluminada del satélite de la oscura se llama terminador.
La Luna Nueva es la fase en la que no hay ningún satélite terrestre en el cielo. La luna no es visible porque está más cerca del sol que nuestro planeta y, en consecuencia, su lado que mira hacia nosotros no está iluminado.
Primer cuarto: la mitad del cuerpo celeste es visible, la estrella ilumina solo su lado derecho. Entre la luna nueva y la luna llena, la luna "crece". Es en este momento cuando vemos una hoz brillante en el cielo y lo llamamos "el mes del crecimiento".
Luna llena: la luna es visible como un círculo brillante que ilumina todo con su luz plateada. La luz del cuerpo celeste en este momento puede ser muy brillante.
El último cuarto: el satélite de la Tierra solo es parcialmente visible. En esta fase, la Luna se llama "vieja" o "menguante", porque solo la mitad izquierda está iluminada.
Es fácil distinguir un mes en crecimiento de una luna menguante. Cuando la luna está menguando, se parece a la letra "C". Y cuando crece, si le pones un palillo al mes, te sale la letra "P".
Rotación
Dado que la Luna y la Tierra están lo suficientemente cerca entre sí, forman un solo sistema. Nuestro planeta es mucho más grande que su satélite, por lo que lo afecta con su gravedad. La luna nos mira con un lado todo el tiempo, por lo que nadie vio el otro lado antes de los vuelos espaciales en el siglo XX. Esto se debe a que la Luna y la Tierra giran sobre su eje en la misma dirección. Y la rotación del satélite alrededor de su eje dura el mismo tiempo que la revolución alrededor del planeta. Además, juntos hacen una revolución alrededor del Sol, que dura 365 días.
Pero al mismo tiempo, es imposible decir en qué dirección giran la Tierra y la Luna. Parecería una pregunta simple, ya sea en sentido horario o antihorario, pero la respuesta solo puede depender del punto de partida. El plano en el que se encuentra la órbita de la Luna está ligeramente inclinado en relación con el de la Tierra, el ángulo de inclinación es de unos 5 grados. Los puntos donde se cruzan las órbitas de nuestro planeta y su satélite se denominan nodos de la órbita lunar.
Mes Sideral y Sinódico
Un mes sideral o sideral es el período de tiempo durante el cual la Luna gira alrededor de la Tierra, regresando al mismo lugar desde donde comenzó a moverse, en relación con las estrellas. Este mes dura 27,3 días en el planeta.
El mes sinódico es el período durante el cual la Luna hace una revolución completa, solo en relación con el Sol (el tiempo durante el cual cambian las fases lunares). Dura 29,5 días terrestres.
El mes sinódico es dos días más largo que el mes sideral debido a la rotación de la Luna y la Tierra alrededor del Sol. Dado que el satélite gira alrededor del planeta, y que, a su vez, gira alrededor de la estrella, resulta que para que el satélite pase por todas sus fases, se necesita tiempo adicional por encima de la revolución completa.
Desde tiempos inmemoriales, la luna ha sido un satélite constante de nuestro planeta y el cuerpo celeste más cercano a él. Naturalmente, una persona siempre quiso ir allí. Pero, ¿qué tan lejos está volar allí y qué tan lejos está?
La distancia de la Tierra a la Luna se mide teóricamente desde el centro de la Luna hasta el centro de la Tierra. Es imposible medir esta distancia con los métodos habituales utilizados en la vida cotidiana. Por tanto, la distancia al satélite terrestre se calculó mediante fórmulas trigonométricas.
Al igual que el Sol, la Luna experimenta un movimiento constante en el cielo de la Tierra cerca de la eclíptica. Sin embargo, este movimiento es significativamente diferente del movimiento del sol. Entonces, los planos de las órbitas del Sol y la Luna difieren en 5 grados. Parecería que como resultado de esto, la trayectoria de la luna en el cielo de la tierra debería ser similar en términos generales a la eclíptica, diferenciándose de ella solo en un cambio de 5 grados:
En esto, el movimiento de la Luna se asemeja al movimiento del Sol, de oeste a este, en la dirección opuesta a la rotación diaria de la Tierra. Pero además, la luna se mueve por el cielo de la tierra mucho más rápido que el sol. Esto se debe al hecho de que la Tierra gira alrededor del Sol en aproximadamente 365 días (año terrestre) y la Luna alrededor de la Tierra en solo 29 días (mes lunar). Esta diferencia se convirtió en un incentivo para dividir la eclíptica en 12 constelaciones zodiacales (en un mes el Sol se desplaza a lo largo de la eclíptica 30 grados). Durante el mes lunar, hay un cambio completo en las fases de la luna:
Además de la trayectoria de la Luna, también se suma el factor de fuerte alargamiento de la órbita. La excentricidad de la órbita de la Luna es 0.05 (a modo de comparación, para la Tierra, este parámetro es 0.017). La diferencia con la órbita circular de la Luna lleva al hecho de que el diámetro aparente de la Luna cambia constantemente de 29 a 32 minutos de arco.
En un día, la Luna se desplaza en relación con las estrellas 13 grados, en una hora aproximadamente 0,5 grados. Los astrónomos modernos a menudo usan las cubiertas lunares para estimar los diámetros angulares de las estrellas cerca de la eclíptica.
¿Qué determina el movimiento de la luna?
Un punto importante en la teoría del movimiento de la luna es el hecho de que la órbita de la luna en el espacio exterior no es invariable y estable. Debido a la masa relativamente pequeña de la Luna, está sujeta a constantes perturbaciones de objetos más masivos del Sistema Solar (principalmente el Sol y la Luna). Además, la órbita de la Luna está influenciada por el aplanamiento del Sol y los campos gravitacionales de otros planetas del Sistema Solar. Como resultado, la magnitud de la excentricidad de la órbita de la Luna fluctúa entre 0.04 y 0.07 con un período de 9 años. La consecuencia de estos cambios fue un fenómeno como una superluna. Supermoon es un fenómeno astronómico durante el cual la luna llena es varias veces mayor en tamaño angular de lo habitual. Entonces, durante la luna llena el 14 de noviembre de 2016, la luna estaba a una distancia cercana récord desde 1948. En 1948, la Luna estaba 50 km más cerca que en 2016.
Además, se observan fluctuaciones en la inclinación de la órbita lunar a la eclíptica: alrededor de 18 minutos de arco cada 19 años.
Lo que es igual
Las naves espaciales tendrán que pasar mucho tiempo en el vuelo hacia el satélite terrestre. No puede volar a la Luna en línea recta: el planeta orbitará alejándose del punto de destino y será necesario corregir la trayectoria. A una segunda velocidad cósmica de 11 km / s (40.000 km / h), el vuelo teóricamente tardará unas 10 horas, pero en realidad tardará más. Esto se debe a que la nave al inicio aumenta gradualmente su velocidad en la atmósfera, llevándola a un valor de 11 km / s para escapar del campo gravitacional de la Tierra. Entonces la nave tendrá que reducir la velocidad al acercarse a la luna. Por cierto, esta velocidad es la máxima que las naves espaciales modernas han logrado alcanzar.
El notorio vuelo de Estados Unidos a la luna en 1969 duró 76 horas, según cifras oficiales. La nave espacial New Horizons de la NASA logró llegar a la Luna más rápido: en 8 horas y 35 minutos. Es cierto que no aterrizó en el planetoide, sino que pasó volando: tenía otra misión.
La luz de la Tierra llegará a nuestro satélite muy rápidamente, en 1.255 segundos. Pero volar a la velocidad de la luz todavía está fuera del ámbito de la fantasía.
Puedes intentar imaginar el camino a la luna en los valores habituales. A pie a una velocidad de 5 km / h, el camino a la Luna tardará unos nueve años. Si vas en coche a una velocidad de 100 km / h, tardarás 160 días en llegar al satélite terrestre. Si los aviones volaran a la luna, el vuelo duraría unos 20 días.
Cómo calculaban los astrónomos de la antigua Grecia la distancia a la luna
La luna se convirtió en el primer cuerpo celeste al que fue posible calcular la distancia desde la Tierra. Se cree que los primeros en hacer esto fueron los astrónomos de la antigua Grecia.
Han tratado de medir la distancia a la luna desde tiempos inmemoriales; el primero en intentarlo fue Aristarco de Samos. Calculó el ángulo entre la Luna y el Sol en 87 grados, por lo que resultó que la Luna está 20 veces más cerca del Sol (el coseno de un ángulo igual a 87 grados es 1/20). El error de medición del ángulo resultó en un error de 20 veces, hoy se sabe que esta relación es en realidad 1 en 400 (el ángulo es de aproximadamente 89,8 grados). El gran error fue causado por la dificultad de estimar la distancia angular exacta entre el Sol y la Luna usando instrumentos astronómicos primitivos del mundo antiguo. Los eclipses solares regulares en ese momento ya habían permitido a los antiguos astrónomos griegos concluir que los diámetros angulares de la Luna y el Sol son aproximadamente iguales. Al respecto, Aristarco concluyó que la Luna es 20 veces más pequeña que el Sol (de hecho, unas 400 veces).
Aristarchus usó un método diferente para calcular el tamaño del Sol y la Luna en relación con la Tierra. Estamos hablando de observar eclipses lunares. En ese momento, los astrónomos antiguos ya habían adivinado las razones de estos fenómenos: la Luna está eclipsada por la sombra de la Tierra.
El diagrama de arriba muestra claramente que la diferencia en las distancias de la Tierra al Sol y a la Luna es proporcional a la diferencia entre los radios de la Tierra y el Sol y los radios de la Tierra y su sombra a la distancia de la Luna. En la época de Aristarco, ya era posible estimar que el radio de la luna es de aproximadamente 15 minutos de arco y el radio de la sombra de la tierra es de 40 minutos de arco. Es decir, el tamaño de la luna resultó ser aproximadamente 3 veces más pequeño que el tamaño de la tierra. Desde aquí, conociendo el radio angular de la Luna, fue fácil estimar que la Luna está a unos 40 diámetros terrestres de la Tierra. Los antiguos griegos solo podían estimar aproximadamente el tamaño de la Tierra. Entonces Eratóstenes de Cirene (276-195 a.C.), basado en las diferencias en la altura máxima del Sol sobre el horizonte en Asuán y Alejandría durante el solsticio de verano, determinó que el radio de la Tierra está cerca de 6287 km (valor moderno de 6371 km). Si sustituimos este valor en la estimación de Aristarco de la distancia a la Luna, entonces corresponderá aproximadamente a 502 mil km (el valor moderno de la distancia promedio de la Tierra a la Luna es 384 mil km).
Un poco más tarde, matemático y astrónomo del siglo II a.C. mi. Hiparco de Nicea calculó que la distancia al satélite terrestre es 60 veces mayor que el radio de nuestro planeta. Sus cálculos se basaron en observaciones del movimiento de la luna y sus eclipses periódicos.
Dado que en el momento del eclipse el Sol y la Luna tendrán las mismas dimensiones angulares, entonces de acuerdo con las reglas de similitud de los triángulos, se puede encontrar la razón de las distancias al Sol y la Luna. Esta diferencia es 400 veces. Aplicando estas reglas nuevamente, solo en relación a los diámetros de la Luna y la Tierra, Hiparco calculó que el diámetro de la Tierra es 2.5 veces mayor que el diámetro de la Luna. Es decir, R l \u003d R s / 2.5.
En un ángulo de 1 ', se puede observar un objeto cuyas dimensiones son 3483 veces más pequeñas que la distancia a él; esta información era conocida por todos en la época de Hiparco. Es decir, con un radio observado de la luna de 15 ′, estará 15 veces más cerca del observador. Aquellos. la relación entre la distancia a la luna y su radio será igual a 3483/15 \u003d 232 o S l \u003d 232R l.
En consecuencia, la distancia a la Luna es 232 * R s / 2.5 \u003d 60 radios terrestres. Esto resulta ser 6 371 * 60 \u003d 382 260 km. Lo más interesante es que las mediciones realizadas con instrumentos modernos confirmaron la veracidad del científico antiguo.
Ahora, la medición de la distancia a la luna se realiza mediante dispositivos láser, que se pueden medir con una precisión de varios centímetros. En este caso, las mediciones se realizan en muy poco tiempo, no más de 2 segundos, durante los cuales la Luna se aleja en órbita a unos 50 metros del punto de envío del pulso láser.
La evolución de los métodos para medir la distancia a la luna.
Solo con la invención del telescopio, los astrónomos pudieron obtener valores más o menos precisos de los parámetros de la órbita de la Luna y la correspondencia de su tamaño con el tamaño de la Tierra.
Un método más preciso para medir la distancia a la luna apareció en relación con el desarrollo del radar. El primer radar de la Luna se realizó en 1946 en Estados Unidos y Gran Bretaña. El radar hizo posible medir la distancia a la luna con una precisión de varios kilómetros.
Un método aún más preciso para medir la distancia a la luna se ha convertido en el rango láser. Para su implementación en la década de 1960, se instalaron varios reflectores de esquina en la Luna. Es interesante notar que los primeros experimentos de alcance láser se llevaron a cabo incluso antes de la instalación de reflectores de esquina en la superficie lunar. En 1962-1963, se llevaron a cabo varios experimentos en el Observatorio de Crimea de la URSS sobre el alcance láser de cráteres lunares individuales utilizando telescopios con un diámetro de 0,3 a 2,6 metros. Estos experimentos pudieron determinar la distancia a la superficie lunar con una precisión de varios cientos de metros. En 1969-1972, los astronautas del Apolo entregaron tres reflectores de esquina a la superficie de nuestro satélite. Entre ellos, el más perfecto fue el reflector de la misión Apolo 15, ya que constaba de 300 prismas, mientras que los otros dos (las misiones Apolo 11 y Apolo 14) tenían solo cien prismas cada uno.
Además, en 1970 y 1973, la URSS entregó a la superficie lunar dos reflectores de esquina franceses más a bordo de los vehículos autopropulsados \u200b\u200bLunokhod-1 y Lunokhod-2, cada uno de los cuales constaba de 14 prismas. El primero de estos reflectores tiene una historia extraordinaria. Durante los primeros 6 meses de funcionamiento del Lunokhod con reflector, fue posible realizar unas 20 sesiones de medición láser. Sin embargo, entonces, debido a la desafortunada posición del rover lunar, no fue posible usar el reflector hasta 2010. Solo las imágenes de la nueva nave espacial LRO ayudaron a aclarar la posición del rover lunar con el reflector, y así retomar las sesiones con él.
En la URSS, el mayor número de sesiones de medición por láser se realizó con el telescopio de 2,6 metros del Observatorio de Crimea. Entre 1976 y 1983, se realizaron 1400 mediciones con este telescopio con un error de 25 centímetros, luego las observaciones se detuvieron debido a la reducción del programa lunar soviético.
En total, desde 1970 hasta 2010, se llevaron a cabo aproximadamente 17 mil sesiones de rango láser de alta precisión en el mundo. La mayoría de ellos estaban asociados con el reflector de esquina Apolonna 15 (como se mencionó anteriormente, es el más perfecto, con un número récord de prismas):
De los 40 observatorios que son capaces de medir con láser la luna, solo unos pocos pueden realizar mediciones de alta precisión:
La mayoría de las mediciones ultraprecisas se realizaron con un telescopio de 2 metros en el Observatorio McDonald en Texas:
Al mismo tiempo, las mediciones más precisas las realiza el instrumento APOLLO, que se instaló en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio Apache Point en 2006. La precisión de sus medidas alcanza el milímetro:
Evolución del sistema de la Luna y la Tierra
El objetivo principal de las mediciones cada vez más precisas de la distancia a la Luna es intentar comprender mejor la evolución de la órbita de la Luna en el pasado lejano y en el futuro lejano. Hasta la fecha, los astrónomos han llegado a la conclusión de que en el pasado la Luna estaba varias veces más cerca de la Tierra y también tenía un período de rotación mucho más corto (es decir, no fue capturada por mareas). Este hecho confirma la versión de impacto de la formación de la Luna a partir de la materia expulsada de la Tierra, que prevalece en nuestro tiempo. Además, el efecto de marea de la luna conduce al hecho de que la velocidad de rotación de la tierra alrededor de su eje se ralentiza gradualmente. La tasa de este proceso es un aumento en el día de la Tierra cada año en 23 microsegundos. En un año, la Luna se aleja de la Tierra una media de 38 milímetros. Se estima que si el sistema Tierra-Luna sobrevive a la transformación del Sol en un gigante rojo, entonces en 50 mil millones de años el día de la Tierra será igual al mes lunar. Como resultado, la Luna y la Tierra siempre estarán giradas entre sí por un solo lado, como ahora se observa en el sistema Plutón-Caronte. En este momento, la Luna se alejará a unos 600 mil kilómetros y el mes lunar aumentará a 47 días. Además, se supone que la evaporación de los océanos de la Tierra en 2.300 millones de años conducirá a una aceleración del proceso de eliminación de la Luna (las mareas de la Tierra ralentizarán significativamente el proceso).
Además, los cálculos muestran que en el futuro la Luna volverá a empezar a acercarse a la Tierra debido a la interacción de las mareas entre sí. Al acercarse a la Tierra por 12 mil km, la Luna será destrozada por las fuerzas de las mareas, los fragmentos de la Luna forman un anillo como los conocidos anillos alrededor de los planetas gigantes del Sistema Solar. Otros satélites conocidos del Sistema Solar repetirán este destino mucho antes. Así que a Phobos se le asignan entre 20 y 40 millones de años, y Tritón tiene unos 2 mil millones de años.
Cada año, la distancia al satélite terrestre aumenta en un promedio de 4 cm. Las razones son el movimiento del planetoide en una órbita en espiral y el poder gradualmente decreciente de la interacción gravitacional de la Tierra y la Luna.
En teoría, todos los planetas del sistema solar pueden ubicarse entre la Tierra y la Luna. Si sumas los diámetros de todos los planetas, incluido Plutón, obtienes una magnitud de 382,100 km.
