چگونه می توان جرم ماه را پیدا کرد. ماه: توصیف ، ویژگی ها ، حقایق جالب

جرم ماه به طور متوسط \u200b\u200bدر حدود 7347 x 10 22 کیلوگرم است.

ماه تنها ماهواره زمین و نزدیکترین جسم آسمانی به آن است. منبع درخشش ماه خورشید است ، بنابراین ما همیشه فقط قسمت قمری رو به نور بزرگ را مشاهده می کنیم. نیمه دوم ماه در این زمان در تاریکی کیهانی غوطه ور است و منتظر است تا نوبت "به نور" بیرون بیاید. فاصله ماه و زمین تقریباً 384،467 کیلومتر است. بنابراین ، امروز خواهیم فهمید که ماه در مقایسه با "ساکنان" دیگر چقدر وزن دارد منظومه شمسیو همچنین مطالعه کنید حقایق جالب در مورد این ماهواره مرموز زمینی.

چرا ماه را چنین می نامند؟

رومیان باستان ماه را الهه نور شب می نامیدند که نام آن به مرور زمان خود ستاره شب نامگذاری شد. طبق منابع دیگر ، کلمه "ماه" ریشه هند و اروپایی دارد و به معنای "روشن" است - و دلیل خوبی هم دارد ، زیرا از نظر روشنایی ، ماهواره زمین در مکان دوم پس از خورشید است. در یونان باستان ، ستاره ای را که با نور زرد مایل به زرد در آسمان شب می درخشید ، نام الهه سلین نامیدند.

وزن ماه چقدر است؟

وزن ماه حدود 1034/7 34 3477 کیلوگرم است.

در واقع ، در صفحه فیزیکی ، چیزی به عنوان "وزن کره زمین" وجود ندارد. از این گذشته ، وزن همان نیرویی است که بدن روی یک سطح افقی وارد می کند. متناوباً ، اگر بدنه روی یک نخ عمودی معلق باشد ، وزن آن نیروی کششی بدنه این نخ است. واضح است که ماه در سطح قرار ندارد و در حالت "معلق" نیست. بنابراین ، از نظر فیزیکی ، ماه هیچ وزنی ندارد. بنابراین ، مناسب تر خواهد بود که در مورد جرم این جرم آسمانی صحبت کنیم.

وزن ماه و حرکت آن - رابطه چیست؟

مدتهاست که مردم سعی در کشف "راز" حرکت ماهواره زمین دارند. تئوری حرکت ماه ، که برای اولین بار توسط ستاره شناس آمریکایی ای. براون در سال 1895 ایجاد شد ، اساس محاسبات مدرن شده است. با این حال ، برای تعیین حرکت دقیق ماه ، لازم بود جرم آن و همچنین ضرایب مختلف توابع مثلثاتی را بدانیم.

با این حال ، به لطف دستاوردهای دانش مدرن ، انجام محاسبات دقیق تر امکان پذیر شد. با استفاده از روش لیزر ، می توانید اندازه یک جرم آسمانی را فقط با خطای چند سانتی متر تعیین کنید. بنابراین ، دانشمندان شناسایی و ثابت کردند که جرم ماه 81 برابر کمتر از جرم سیاره ما است و شعاع زمین 37 برابر بیشتر از همان پارامتر ماه است.

البته چنین کشف هایی فقط با ظهور عصر ماهواره های فضایی امکان پذیر شد. و اینجا دانشمندان عصر نیوتن ، "کاشف" بزرگ قانون جاذبه جهانی ، جرم ماه را با بررسی جزر و مد های ناشی از تغییرات دوره ای در موقعیت یک جرم آسمانی نسبت به زمین ، تعیین کرد.

ماه - مشخصات و اعداد

• سطح - 38 میلیون کیلومتر مربع ، که تقریبا 7.4 درصد از سطح زمین است
• حجم - 22 میلیارد متر مکعب (2٪ مقدار یک شاخص زمین مشابه)
• تراکم متوسط \u200b\u200b- 3.34 گرم در سانتی متر 3 (در نزدیکی زمین - 5.52 گرم در سانتی متر 3)
• گرانش - برابر با 1/6 زمین است

ماه یک ماهواره آسمانی نسبتاً "سنگین" است و برای سیارات زمینی معمول نیست. اگر جرم همه ماهواره های سیاره ای را مقایسه کنیم ، ماه در مکان پنجم قرار دارد. حتی پلوتو که تا سال 2006 یک سیاره تمام عیار قلمداد می شد ، جرم آن بیش از پنج برابر ماه است. همانطور که می دانید ، پلوتون از سنگ و یخ تشکیل شده است ، بنابراین چگالی آن کم است - حدود 1.7 گرم در سانتی متر مکعب. اما گانیمد ، تیتان ، کالیستو و آیو که ماهواره های سیارات غول پیکر منظومه شمسی هستند ، از جرم ماه فراتر می روند.

شناخته شده است که نیروی جاذبه یا جاذبه هر جسمی در جهان وجود نیروی جذاب بین اجسام مختلف است. به نوبه خود ، میزان نیروی جذب به جرم اجسام و فاصله بین آنها بستگی دارد. بنابراین ، زمین یک شخص را به سطح خود جذب می کند - و نه برعکس ، زیرا اندازه این سیاره بسیار بزرگتر است. در این حالت ، نیروی جاذبه برابر با وزن شخص است. بیایید سعی کنیم فاصله مرکز زمین و یک شخص را دو برابر کنیم (به عنوان مثال از کوه 6500 کیلومتری بالاتر صعود کنید) سطح زمین) حالا وزن یک نفر چهار برابر کمتر است!

اما ماه از نظر جرم به طور قابل توجهی از زمین پایین تر است ، بنابراین نیروی جاذبه ماه نیز کمتر از گرانش زمین است. بنابراین فضانوردانی که برای اولین بار بر روی سطح ماه فرود آمدند می توانند جهش های غیرقابل تصوری - حتی با لباس فضایی سنگین و سایر تجهیزات "فضایی" انجام دهند. به هر حال ، در ماه ، وزن فرد به اندازه شش برابر کاهش می یابد! مناسب ترین مکان برای ثبت رکوردهای المپیک "بین سیاره ای" در پرش ارتفاع.

بنابراین ، اکنون ما می دانیم که وزن ماه ، ویژگی های اصلی آن و همچنین سایر حقایق جالب در مورد جرم این ماهواره مرموز زمینی چیست.

ماه ، بعد از خورشید ، دومین جسم درخشان است. این پنجمین شی بزرگ در منظومه شمسی است. میانگین فاصله بین مراکز ماه و زمین 384،467 کیلومتر است. جرم ماه با ارزش 7.33 * 1022 کیلوگرم مطابقت دارد.

از زمان های بسیار قدیم ، مردم سعی در توصیف و توضیح حرکت آن داشتند. اساس کلیه محاسبات مدرن نظریه براون است که در اوایل قرن XIX - XX ایجاد شده است. نه تنها جرم ماه برای تعیین حرکت دقیق این مورد لازم بود. ضرایب متعددی از توابع مثلثاتی در نظر گرفته شد. علم مدرن قادر است محاسبات دقیق تری انجام دهد.

محدوده لیزر به شما امکان می دهد اندازه اجرام آسمانی را با خطای فقط چند سانتی متر اندازه بگیرید. با کمک آن مشخص شد که جرم ماه بسیار کمتر از جرم سیاره ما است (81 برابر) و شعاع آن 37 برابر کمتر است. برای مدت زمان طولانی ، تعیین دقیق این مقدار امکان پذیر نبود ، اما پرتاب ماهواره های فضایی چشم اندازهای جدیدی را ایجاد کرد. یک واقعیت جالب شناخته شده است که در زمان نیوتن ، جرم ماه با توجه به میزان جزر و مدی که ایجاد کرده تعیین می شود.

ما می توانیم سطح روشن شده این ماهواره را به روش های مختلف ببینیم. قسمت قابل مشاهده دیسک که توسط خورشید روشن می شود ، فاز نامیده می شود. در مجموع چهار مرحله وجود دارد: یک سطح کاملا تاریک ماه - ماه جدید ، یک هلال ماه در حال رشد - سه ماهه اول ، یک دیسک کاملاً روشن - یک ماه کامل ، یک نیمه روشن از سمت دوم - سه ماهه آخر. آنها در صدها و دهم واحد بیان می شوند. تغییر از همه مراحل قمری - دوره synodic ، که نشان دهنده چرخش ماه از مرحله ماه جدید به ماه جدید است. همچنین به آن ماه سینودیک گفته می شود که تقریباً 29.5 روز است. در این دوره زمانی ، ماه قادر خواهد بود مدار خود را طی کرده و دو بار در همان مرحله قرار بگیرد. دوره مداری جانبی ، که 27.3 روز به طول می انجامد ، انقلاب کامل ماه در اطراف زمین است.

این جمله که سطح ماه را از یک طرف می بینیم و نمی چرخد \u200b\u200bبه اشتباه گسترش یافته است. حرکت های ماه به صورت چرخش به دور محور آن و چرخش به دور زمین و خورشید اتفاق می افتد

یک انقلاب کامل در اطراف محور خودش در 27 روز زمینی 43 دقیقه رخ می دهد. و ساعت 7 یک مدار بیضوی به دور زمین (یک چرخش کامل) در همان زمان اتفاق می افتد. این امر تحت تأثیر جزر و مد در پوسته ماه قرار دارد و باعث می شود که جزر و مد در کره زمین تحت تأثیر جاذبه ماه اتفاق بیفتد.

خورشید با فاصله زیاد از ماه ، از نظر جرم عظیم ، ماه را دو برابر زمین به خود جلب می کند. زمین مسیر ماه را به دور خورشید تحریف می کند. در رابطه با خورشید ، مسیر آن همیشه مقعر است.

ماه جو ندارد ، آسمان بالای آن همیشه سیاه است. با توجه به اینکه امواج صوتی در خلا منتشر نمی شوند ، سکوت کامل بر این کره خاکی حاکم است. در معرض اشعه مستقیم در روز چندین برابر بیشتر از آب است و در شب به 150 درجه سانتیگراد می رسد. ماه یک است. تراکم آن فقط 3.3 p است. آب بیشتر. در سطح آن دشتهای عظیمی وجود دارد که با گدازه های جامد پوشانده شده است ، بسیاری از دهانه ها هنگامی که نیروی جاذبه از نیروی جاذبه زمین پایین تر باشد و وزن ماه تشکیل می شوند زمین کمتر، بنابراین ، یک شخص می تواند 6 بار در حالی که روی ماه است ، کوچک شود.

دانشمندان از مواد رادیواکتیو سن تقریبی ماه را معادل 4.65 میلیارد سال تعیین کرده اند. طبق آخرین فرضیه معقول ، فرض بر این است که تشکیل ماه به دلیل برخورد عظیم با زمین جوان یک جرم عظیم آسمانی بوده است. طبق نظریه دیگری ، زمین و ماه به طور کامل و به طور مستقل تشکیل شده اند قسمتهای مختلف منظومه شمسی.

بدن کیهانی. این تنها ماهواره طبیعی کره زمین است. مدار ماه بیضوی است و فاصله ماه و زمین در نوسان است و به طور متوسط \u200b\u200b382 هزار کیلومتر است.

شکل ماه - تقریباً یک توپ ، کمی کشیده به پهلو (به دلیل نیروهای جزر و مدی).

شعاع ماه - 1737 کیلومتر ، که تقریباً 0.27 شعاع استوایی زمین است.

جرم ماه 81 برابر کمتر از جرم زمین.

سطح ماه - ترکیبی از دشت ها ، که به آنها دریاهای ماه ، برجستگی های حلقه ای شکل اطراف این دشت ها ، دهانه ها و دهانه های حجامت شده متعدد گفته می شود. عمق دهانه های جداگانه به 200 کیلومتر می رسد. دریاها ، پشته ها ، دهانه ها بر روی نقشه تنظیم شده ماه رسم شده اند ، آنها به عنوان مثال نامیده می شوند: آپنین ، قفقاز ، آلپ ، اقیانوس طوفان ها ، دریای بحران ها ، کوه های کوپرنیک ، کپلر و غیره. نقشه قسمت دور ماه براساس اطلاعات پرتاب شده از ماهواره های مصنوعی و کاوشگرها تهیه شده است.

خاک ماه - به اصطلاح رگولیت ، که از برخورد بی شماری شهاب سنگ ایجاد شده است. به عنوان "یک لایه متنوع و غبارآلود و گرد و غبار با ضخامت چند متر تا چند ده متر" مشخص می شود. ترکیب سنگهای قمری شامل بسیاری از عناصر جدول تناوبی است.

شتاب جاذبه در سطح ماه 1.6 متر بر ثانیه است که 6 برابر کمتر از. به دلیل جاذبه کوچک ، ماه نمی تواند پوسته گاز را در اطراف خود نگه دارد و ماه فاقد جو است. هیدروسفر نیز وجود ندارد.

دمای سطح ماه، توسط جو محافظت نمی شود ، از 110 درجه سانتیگراد در روز تا منفی 120 درجه در شب متغیر است.

ماه در حالی که به دور محور می چرخد \u200b\u200b، به دور زمین حرکت می کند. دوره چرخش ماه به دور و دوره چرخش ماه به دور محور خود همزمان می شود ، تقریباً 27 روز است. به دلیل همین همزمانی ، زمینی ها فقط یک طرف ماه را می بینند.

ماه سیاره ای خود نورانی نیست و به لطف تابش اشعه خورشید برای ما قابل مشاهده است. اگر تمام سطح قسمت ماه رو به روی ما قابل مشاهده باشد ، آنگاه این مرحله از ماه را ماه کامل می نامند. وقتی فقط جنبه نامرئی ماه را روشن کند ، این ماه جدید نامیده می شود. بعد از ماه جدید ، در طی یکی دو روز ، هلال باریکی از ماه را می بینیم ، سپس هلال افزایش می یابد ، یعنی ماه ، می گوییم "رشد می کند". در این زمان ، علاوه بر هلال نورانی ، می بینیم "در مه" و بقیه ماه ، همانطور که ماه را نیز بسیار روشن می کند ، اما بسیار روشن است. این به اصطلاح نور خاکستر ماه است - نوری که ماه از زمین منعکس می کند. فاصله بین دو قمر جدید متوالی (به اصطلاح ماه قمری) 29 روز است. از آنجا که مراحل ماه - ماه جدید ، ماه اول ، ماه کامل و سه ماهه آخر توسط هر ساکن زمین به راحتی مشاهده می شود ، این پدیده به عنوان پایه ای برای تدوین سیستم های مختلف تقویم عمل می کند.

ماه - شرکت کننده در ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی. ماه را روشن می کند و ماه و زمین سایه می اندازند. اگر ماه و زمین در برهه ای از یک ردیف قرار بگیرند ، پس یکی از دو گرفتگی رخ می دهد: قمری یا خورشیدی.

سایه زمین ، افتادن روی ماه و ماه را کاملاً از زمین غیر قابل مشاهده می کند ، باعث ایجاد یک حالت کامل می شود ماه گرفتگی.

سایه ماهسقوط بر روی زمین و کاملاً مبهم بودن ، یک خورشید گرفتگی کامل ایجاد می کند.

مدت زمان کسوف کامل خورشید 7.5–12 دقیقه است. ماه کامل - حداکثر تا 1 ساعت و 45 دقیقه.

بیشتر اوقات ، کامل نیست ، اما کسوف جزئی رخ می دهد ، زمانی که بخشی از ماه یا برای ما ، زمینی ها ، هنوز قابل مشاهده است.

خورشید گرفتگی فقط در ماههای جدید و ماهها - در ماههای کامل اتفاق می افتد.

هر سال 2-5 خورشید گرفتگی رخ می دهد و بیش از سه ماه گرفتگی وجود ندارد. این است که ، خورشید گرفتگی بیشتر از ماه گرفتگی رخ می دهد ، اما این به طور کلی برای است. و به طور خاص ، تصویر به شرح زیر است. در این زمان خورشید گرفتگی در سراسر نیمکره رو به ماه قابل مشاهده است. خورشید گرفتگی نه از همه نقاط زمین بلکه فقط از سرزمینی که سایه ماه روی آن قرار می گیرد قابل مشاهده است. تخمین زده می شود که از یک مکان روی زمین ، خورشید گرفتگی کامل فقط هر 300-400 سال یک بار دیده شود.

ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی همیشه تأثیر زیادی بر ساکنان گذاشته اند ، هر پدیده ای در سالنامه و سایر اسناد منعکس شده است. مقایسه این سوابق با تاریخ گرفتگی هایی که در گذشته اتفاق افتاده است (و گرفتها نظم خاص خود را دارند و همه تاریخ های گرفتگی توسط دانشمندان محاسبه شده است) به مورخان ، باستان شناسان ، ستاره شناسان و بسیاری دیگر از متخصصان اجازه می دهد تاریخ وقایع را بازیابی کنند که در گذشته های دور اتفاق افتاده است

ماه - یک جسم فضایی ، که به طور مداوم توسط دانشمندان از مشخصات مختلف با استفاده از تلسکوپ و فضاپیماهای پرتاب شده مشاهده می شود. در تاریخ 3 آوریل 1966 ، ایستگاه خودکار بین سیاره ای (AMS) "Luna-10" اولین ماهواره مصنوعی ماه شد. در 21 ژوئیه 1969 ، مردم برای اولین بار از ماه بازدید کردند - کیهان نوردان آمریکایی (فضانوردان) N. آرمسترانگ و E. Aldrin ، که به سفینه Apollo 11 وارد شدند. در نوامبر 1970 ، اولین وسیله نقلیه ماه قمری ، Lunokhod-1 ، به ماه تحویل داده شد. در فوریه 1972 ، زمینی ها نمونه ای از خاک ماه را دریافت کردند.

ماه حامی مقدس را در نظر گرفت - یکی از.

زمین و ماه در حول محور خود و به دور خورشید در حال چرخش مداوم هستند. ماه همچنین به دور سیاره ما می چرخد. در همین راستا ، می توانیم در آسمان پدیده های متعددی را که با اجرام آسمانی مرتبط هستند ، مشاهده کنیم.

نزدیکترین بدنه فضایی

ماه یک ماهواره طبیعی زمین است. ما آن را به عنوان یک توپ درخشان در آسمان می بینیم ، اگرچه به خودی خود نور ساطع نمی کند ، بلکه فقط آن را منعکس می کند. منبع نور خورشید است که تابش آن سطح ماه را روشن می کند.

هر بار که می توانید ماه متفاوتی را در آسمان مشاهده کنید ، مراحل مختلف آن است. این نتیجه مستقیم چرخش ماه به دور زمین است که به نوبه خود به دور خورشید می چرخد.

اکتشاف ماه

قرن ها توسط بسیاری از دانشمندان و ستاره شناسان ماه مشاهده می شد ، اما مطالعه واقعی ، به اصطلاح "زنده" ماهواره زمین از سال 1959 آغاز شد. سپس ایستگاه اتوماتیک بین سیاره ای شوروی "Luna-2" به این بدنه آسمانی رسید. سپس این دستگاه قادر به حرکت در امتداد سطح ماه نبود ، اما فقط می توانست برخی از داده ها را با کمک ابزار ضبط کند. نتیجه آن اندازه گیری مستقیم باد خورشیدی بود - جریان ذرات یونیزه شده از خورشید. سپس یک پرچم کروی با نشانهای اتحاد جماهیر شوروی به ماه تحویل داده شد.

فضاپیمای Luna-3 که کمی بعد به فضا پرتاب شد ، اولین عکس از قسمت دور ماه را که از زمین قابل مشاهده نیست ، از فضا گرفت. چند سال بعد ، در سال 1966 ، ایستگاه اتوماتیک دیگری به نام Luna-9 روی ماهواره زمینی فرود آمد. او توانست فرود نرم و پانورامای تلویزیونی را به زمین منتقل کند. برای اولین بار ، زمینی ها پخش مستقیم تلویزیونی را از ماه مشاهده کردند. قبل از راه اندازی این ایستگاه ، چندین تلاش ناموفق برای دقیق "فرود" نرم صورت گرفت. با کمک مطالعات انجام شده توسط این دستگاه ، تئوری سرباره هوا در مورد ساختار خارجی ماهواره زمین تأیید شد.

سفر از زمین به ماه توسط آمریکایی ها انجام شد. آرمسترانگ و آلدرین اولین افرادی بودند که به ماه سفر کردند. این واقعه در سال 1969 اتفاق افتاد. دانشمندان شوروی ، با این حال ، مایل به تحقیق در مورد بدن آسمانی تنها با کمک اتوماسیون بودند ، آنها از مریخ نوردان ماه استفاده کردند.

ویژگی های ماه

میانگین فاصله ماه و زمین 384 هزار کیلومتر است. هنگامی که ماهواره به سیاره ما نزدیک ترین است ، این نقطه Perigee نامیده می شود ، فاصله 363 هزار کیلومتر است. و هنگامی که حداکثر فاصله بین زمین و ماه (به این حالت آپوژ گفته می شود) 405 هزار کیلومتر است.

مدار زمین نسبت به مدار ماهواره طبیعی خود تمایل دارد - 5 درجه.

ماه در مدار خود به دور سیاره ما با سرعت متوسط \u200b\u200b1.022 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. و در یک ساعت ، او حدود 3681 کیلومتر پرواز می کند.

شعاع ماه ، در مقابل زمین (6356) ، تقریباً 1737 کیلومتر است. این یک مقدار متوسط \u200b\u200bاست ، زیرا ممکن است در نقاط مختلف سطح متفاوت باشد. به عنوان مثال ، در استوای قمر ، شعاع کمی بیشتر از متوسط \u200b\u200bاست - 1738 کیلومتر. و در ناحیه قطب کمی کمتر است - 1735. همچنین احتمال دارد ماه بیضی از یک توپ باشد ، مثل اینکه کمی "صاف" شده باشد. زمین ما نیز همین ویژگی را دارد. شکل سیاره خانه ما "geoid" نامیده می شود. این نتیجه مستقیم چرخش به دور محور است.

جرم ماه بر حسب کیلوگرم تقریباً 3/7 * 1022 است ، وزن زمین 81 برابر بیشتر است.

فازهای ماه

فازهای ماه موقعیت های مختلف ماهواره زمین نسبت به خورشید است. فاز اول ماه جدید است. سپس سه ماهه اول فرا می رسد. پس از آن ماه کامل می آید. و سپس سه ماهه آخر. خطی که قسمت روشن ماهواره را از ماه تاریک جدا می کند ، ترمیناتور نامیده می شود.

ماه جدید فاز زمانی است که هیچ ماهواره زمینی در آسمان وجود ندارد. ماه قابل مشاهده نیست زیرا از سیاره ما به خورشید نزدیکتر است و بر این اساس ، سمت آن که رو به ما است روشن نیست.

ربع اول - نیمی از جرم آسمانی قابل مشاهده است ، ستاره فقط سمت راست خود را روشن می کند. بین ماه جدید و ماه کامل ، ماه "رشد می کند". در این زمان است که ما یک داس درخشان در آسمان می بینیم و آن را "ماه رشد" می نامیم.

ماه کامل - ماه به عنوان یک دایره روشن قابل مشاهده است که همه چیز را با نور نقره ای خود روشن می کند. نور بدن آسمانی در این زمان می تواند بسیار روشن باشد.

سه ماهه آخر - ماهواره زمین فقط به طور جزئی قابل مشاهده است. در این مرحله ، ماه "قدیمی" یا "رو به زوال" نامیده می شود ، زیرا فقط نیمه چپ آن روشن است.

تشخیص یک ماه در حال رشد از یک ماه در حال کم شدن آسان است. وقتی ماه کم می شود ، شبیه حرف "C" است. و وقتی رشد کرد ، اگر یک چوب به ماه بچسبانید ، حرف "P" را دریافت می کنید.

چرخش

از آنجا که ماه و زمین به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک هستند ، یک سیستم واحد تشکیل می دهند. سیاره ما بسیار بزرگتر از ماهواره است ، بنابراین با گرانش خود بر آن تأثیر می گذارد. ماه دائماً با یک طرف به سمت ما است ، بنابراین کسی قبل از پروازهای فضایی در قرن بیستم طرف دیگر را ندیده است. این بدان دلیل است که ماه و زمین در محور خود در یک جهت می چرخند. و چرخش ماهواره به دور محور خود همزمان با انقلاب در اطراف کره زمین ادامه دارد. علاوه بر این ، آنها با هم یک دور خورشید ایجاد می کنند ، که 365 روز طول می کشد.

اما همزمان نمی توان گفت زمین و ماه در چه جهتی می چرخند. به نظر می رسد یک سوال ساده ، چه در جهت عقربه های ساعت و چه در خلاف جهت عقربه های ساعت به نظر می رسد ، اما پاسخ فقط می تواند به نقطه مرجع بستگی داشته باشد. صفحه ای که مدار کره ماه نسبت به زمین کمی کج شده است ، زاویه شیب حدود 5 درجه است. به نقاط تلاقی مدار سیاره ما و ماهواره آن گره های مدار ماه می گویند.

ماه Sidereal و ماه Synodic

ماه Sidereal یا Sidereal - این دوره زمانی است که ماه به دور زمین می چرخد \u200b\u200bو به همان مکان از جایی که شروع به حرکت می کند ، نسبت به ستاره ها بازگشت. این ماه در کره زمین 27.3 روز طول می کشد.

ماه سینودیک دوره ای است که در آن ماه یک انقلاب کامل انجام می شود ، فقط نسبت به خورشید (زمانی که فازهای ماه تغییر می کند). 29.5 روز زمینی طول می کشد.

ماه همزمانی به دلیل چرخش ماه و زمین به دور خورشید ، دو روز بیشتر از ماه واقعی است. از آنجا که ماهواره به دور سیاره می چرخد \u200b\u200b، و این ، به نوبه خود ، به دور ستاره می چرخد \u200b\u200b، معلوم می شود برای اینکه ماهواره تمام مراحل خود را طی کند ، به زمان اضافی بیش از انقلاب کامل نیاز دارد.

از زمان های بسیار قدیم ، ماه یک ماهواره ثابت از سیاره ما و نزدیکترین جرم آسمانی به آن بوده است. طبیعتاً یک فرد همیشه می خواست به آنجا برود. اما پرواز در آنجا چقدر فاصله دارد و فاصله آن چقدر است؟

فاصله زمین تا ماه از نظر تئوری از مرکز ماه تا مرکز زمین اندازه گیری می شود. اندازه گیری این فاصله با روشهای معمول مورد استفاده در زندگی روزمره غیرممکن است. بنابراین ، فاصله تا ماهواره زمین با استفاده از فرمول های مثلثاتی محاسبه شد.

ماه مانند خورشید ، حرکت مداوم را در آسمان زمین نزدیک به دایره البروج تجربه می کند. با این حال ، این حرکت تفاوت چشمگیری با حرکت خورشید دارد. بنابراین صفحات مدار خورشید و ماه 5 درجه متفاوت هستند. به نظر می رسد که در نتیجه این ، مسیر حرکت ماه در آسمان زمین باید مشابه باشد طرح کلی به دایره البروج ، فقط با تغییر 5 درجه متفاوت است:

در این حالت ، حرکت ماه شبیه حرکت خورشید است - از غرب به شرق ، در جهت مخالف چرخش روزانه زمین. اما علاوه بر این ، ماه در سرتاسر آسمان زمین بسیار سریعتر از خورشید حرکت می کند. این به دلیل این واقعیت است که زمین در حدود 365 روز (سال زمین) به دور خورشید می چرخد \u200b\u200b، و ماه فقط در 29 روز (ماه قمری) به دور زمین می چرخد. این اختلاف انگیزه ای برای تجزیه دایره البروج به 12 صورت فلکی زودیاک شد (در یک ماه خورشید 30 درجه در امتداد دایره البروج تغییر می کند). در طول ماه قمری ، یک تغییر کامل در مراحل ماه وجود دارد:

علاوه بر مسیر حرکت ماه ، فاکتور افزایش طول مدار نیز اضافه می شود. خارج از مرکز بودن مدار ماه 0.05 است (برای مقایسه ، برای زمین ، این پارامتر 0.017 است). تفاوت از مدار دایره ای ماه منجر به این واقعیت می شود که قطر آشکار ماه به طور مداوم از 29 دقیقه به 32 دقیقه قوس در حال تغییر است.

در یک روز ، ماه نسبت به ستارگان 13 درجه ، و در یک ساعت حدود 0.5 درجه تغییر مکان می دهد. ستاره شناسان مدرن غالباً از پوشش ماه برای تخمین قطر زاویه ای ستارگان نزدیک به دایره البروج استفاده می کنند.

آنچه حرکت ماه را تعیین می کند

نکته مهم در نظریه حرکت ماه این واقعیت است که مدار ماه در فضا تغییرناپذیر و پایدار نیست. به دلیل جرم نسبتاً کم ماه ، در معرض آشفتگی های مداوم از اجرام عظیم تری در منظومه شمسی (در درجه اول خورشید و ماه) قرار دارد. علاوه بر این ، مدار ماه تحت تأثیر پهن شدن خورشید و میدانهای گرانشی سایر سیارات در منظومه شمسی قرار دارد. در نتیجه ، مقدار خارج از مرکز مدار ماه بین 04/0 تا 07/0 و با یک دوره 9 ساله در نوسان است. نتیجه این تغییرات چنین پدیده ای به عنوان ابرماه بود. ابرماه یک پدیده نجومی است که طی آن ماه کامل در اندازه زاویه ای چندین برابر بزرگتر از حد معمول است. بنابراین در طول ماه کامل در 14 نوامبر 2016 ، ماه از سال 1948 در یک فاصله نزدیک رکورد بود. در سال 1948 ، ماه 50 کیلومتر نزدیک به سال 2016 بود.

علاوه بر این ، نوسانات تمایل ماه به دایره البروج مشاهده می شود: هر 19 سال حدود 18 دقیقه قوس.

چه چیزی برابر است

فضاپیماها باید زمان زیادی را برای پرواز به ماهواره زمین بگذرانند. شما نمی توانید به صورت مستقیم به ماه پرواز کنید - این سیاره دور از نقطه مقصد می چرخد \u200b\u200bو مسیر باید اصلاح شود. با سرعت دوم کیهانی 11 کیلومتر در ثانیه (40 هزار کیلومتر در ساعت) ، پرواز از نظر تئوریک حدود 10 ساعت طول خواهد کشید ، اما در واقعیت این مدت زمان بیشتری طول خواهد کشید. این بدان دلیل است که کشتی در آغاز حرکت به تدریج سرعت خود را در جو افزایش می دهد و برای فرار از میدان گرانشی زمین ، آن را به مقدار 11 کیلومتر بر ثانیه می رساند. سپس کشتی باید هنگام نزدیک شدن به ماه سرعت خود را کم کند. اتفاقاً این سرعت حداکثر فضاپیمای مدرن است که توانسته است به آن دست یابد.

پرواز بدنام آمریکایی ها به ماه در سال 1969 ، طبق آمار رسمی ، 76 ساعت طول کشید. فضاپیمای New Horizons ناسا موفق شد سریع ترین سرعت را طی 8 ساعت و 35 دقیقه به ماه برساند. درست است که او روی سیاره سیاره فرود نیامد ، اما از کنار پرواز کرد - او ماموریت دیگری داشت.

نور از زمین به ماهواره ما خیلی سریع می رسد - در 1.255 ثانیه. اما پرواز با سرعت کم هنوز از قلمرو خیال خارج است.

می توانید سعی کنید مسیر رسیدن به ماه را در مقادیر معمول تصور کنید. پیاده با سرعت 5 کیلومتر در ساعت ، جاده به ماه حدود نه سال طول خواهد کشید. اگر با سرعت 100 کیلومتر در ساعت با ماشین بروید ، 160 ماه طول می کشد تا به ماهواره زمین برسید. اگر هواپیماها به ماه پرواز کنند ، پرواز به سمت آن حدود 20 روز طول می کشد.

چگونه ستاره شناسان فاصله تا ماه را در یونان باستان محاسبه کردند

ماه اولین جرم آسمانی شد که محاسبه فاصله از زمین به آن امکان پذیر بود. اعتقاد بر این است که اولین کسانی که این کار را انجام دادند ستاره شناسان در یونان باستان بودند.

آنها از زمان بسیار قدیم سعی کرده اند فاصله تا ماه را اندازه بگیرند - اولین کسی که برای انجام این کار تلاش کرده است ، آریستارخوس از ساموس بوده است. وی زاویه بین ماه و خورشید را 87 درجه تخمین زد ، بنابراین معلوم شد که ماه 20 برابر خورشید نزدیکتر است (کسینوس زاویه برابر 87 درجه 1/20 است). خطای اندازه گیری زاویه منجر به یک خطای 20 برابر شده است ؛ امروزه مشخص شده است که این نسبت در واقع 1 در 400 است (زاویه تقریبا 89.8 درجه است). اشتباه بزرگ مشکل تخمین فاصله دقیق زاویه ای بین خورشید و ماه با استفاده از ابزارهای نجومی بدوی بود از جهان باستان... خورشید گرفتگی منظم در این زمان به منجمان یونان باستان اجازه داده است تا نتیجه بگیرند که قطرهای زاویه ای ماه و خورشید تقریباً یکسان هستند. در این رابطه ، آریستارخوس نتیجه گرفت که ماه 20 برابر از خورشید کوچکتر است (در واقع ، حدود 400 برابر).

برای محاسبه اندازه خورشید و ماه نسبت به زمین ، آریستارخوس از روش دیگری استفاده کرد. ما در مورد مشاهده ماه گرفتگی صحبت می کنیم. در این زمان ، ستاره شناسان باستان دلایل این پدیده ها را حدس زده بودند: ماه تحت سایه زمین گرفتگی می یابد.

نمودار فوق به وضوح نشان می دهد که تفاوت در فاصله های زمین تا خورشید و ماه با اختلاف شعاع زمین و خورشید با شعاع زمین و سایه آن در فاصله ماه متناسب است. . در زمان آریستارخوس ، برآورد شده بود که شعاع ماه تقریباً 15 دقیقه قوس و شعاع سایه زمین 40 دقیقه قوس است. یعنی معلوم شد که اندازه ماه حدود 3 برابر است کوچکتر زمین. از اینجا ، با دانستن شعاع زاویه ای ماه ، تخمین زدن ماه نسبت به زمین 40 قطر زمین آسان بود. یونانیان باستان فقط می توانستند اندازه زمین را تخمین بزنند. بنابراین Eratosthenes از Cyrene (276 - 195 قبل از میلاد) ، بر اساس تفاوت در حداکثر ارتفاع خورشید در افق در اسوان و اسکندریه در طول انقلاب تابستانی ، تعیین کرد که شعاع زمین نزدیک به 6287 کیلومتر است (مقدار فعلی 6371 کیلومتر است). اگر این مقدار را در برآورد فاصله ماه تا آریستارخوس جایگزین کنیم ، آنگاه تقریباً 502 هزار کیلومتر مطابقت دارد (مقدار فعلی میانگین فاصله زمین تا ماه 384 هزار کیلومتر است).

کمی بعد ، یک ریاضیدان و ستاره شناس قرن 2 قبل از میلاد. ه هیپارخوس نیکیه محاسبه کرد که فاصله ماهواره زمینی 60 برابر بیشتر از شعاع سیاره ما است. محاسبات وی براساس مشاهدات حرکت ماه و گرفتهای دوره ای آن صورت گرفت.

از آنجا که در زمان کسوف خورشید و ماه ابعاد زاویه ای یکسانی دارند ، بنابراین مطابق قوانین شباهت مثلث ها ، نسبت فواصل خورشید و ماه را می توان یافت. این اختلاف 400 برابر است. با استفاده از این قوانین یک بار دیگر ، فقط در رابطه با قطرهای ماه و زمین ، هیپارخوس محاسبه کرد که قطر زمین 2.5 برابر قطر ماه است. یعنی R l \u003d R s / 2.5.

با زاویه 1 ′ می توانید شیئی را مشاهده کنید که ابعاد آن 3 483 برابر کوچکتر از فاصله آن است - این اطلاعات در زمان هیپارخوس برای همه شناخته شده بود. یعنی با شعاع مشاهده شده ماه 15 it ، 15 برابر به ناظر نزدیکتر خواهد بود. آنهایی که نسبت فاصله ماه تا شعاع آن برابر با 3483/15 \u003d 232 یا S l \u003d 232R l خواهد بود.

بر این اساس ، فاصله تا ماه 232 * R s / 2.5 \u003d 60 شعاع زمین است. به نظر می رسد 6 371 * 60 \u003d 382 260 کیلومتر باشد. جالب ترین چیز این است که اندازه گیری های انجام شده با ابزار مدرن صحت دانشمند باستان را تأیید کرده است.

اکنون اندازه گیری فاصله تا ماه با کمک دستگاه های لیزر انجام می شود ، که اندازه گیری آن را با دقت چند سانتی متر امکان پذیر می کند. در این حالت ، اندازه گیری ها در یک زمان بسیار کوتاه انجام می شود - بیش از 2 ثانیه ، که طی آن ماه در مدار حدود 50 متر از نقطه ارسال نبض لیزر دور می شود.

تکامل روشهای اندازه گیری فاصله تا ماه

تنها با اختراع تلسکوپ ، ستاره شناسان توانستند مقادیر کم و بیش دقیقی از پارامترهای مدار ماه و مطابقت اندازه آن با اندازه زمین بدست آورند.

روش دقیق تری برای اندازه گیری فاصله تا ماه در ارتباط با توسعه رادار ظاهر شد. اولین رادار ماه در سال 1946 در ایالات متحده آمریکا و انگلیس انجام شد. رادار امکان اندازه گیری فاصله تا ماه را با دقت چند کیلومتر فراهم کرد.

حتی یک روش دقیق تر برای اندازه گیری فاصله تا ماه ، به لیزر تبدیل شده است. برای اجرای آن در دهه 1960 ، چندین بازتابنده گوشه ای روی ماه نصب شد. جالب است بدانید که اولین آزمایشات مربوط به دامنه لیزر حتی قبل از نصب بازتابنده های گوشه ای روی سطح ماه انجام شده است. در سال 1962-1963 ، چندین آزمایش در رصدخانه کریمه اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی بر روی لیزر دهانه های قمری منفرد با استفاده از تلسکوپ هایی به قطر 0.3 تا 2.6 متر انجام شد. این آزمایش ها توانستند فاصله تا سطح ماه را با دقت چند صد متر تعیین کنند. در سال 1969-1972 ، فضانوردان آپولو سه بازتابنده گوشه ای به سطح ماهواره ما تحویل دادند. در بین آنها ، عالی ترین بازتابنده مأموریت آپولو 15 بود ، زیرا از 300 منشور تشکیل شده بود ، در حالی که دو مأموریت دیگر (مأموریت های آپولو 11 و آپولو 14) هر کدام فقط یکصد منشور بودند.

علاوه بر این ، در سال 1970 و 1973 ، اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی دو منعکس کننده گوشه فرانسوی دیگر را بر روی وسایل نقلیه خودران Lunokhod-1 و Lunokhod-2 تحویل داد ، که هر یک از 14 منشور تشکیل شده بود. استفاده از اولین این بازتابنده ها سابقه خارق العاده ای دارد. در طی 6 ماه اول فعالیت Lunokhod با بازتابنده ، انجام حدود 20 جلسه لیزر امکان پذیر بود. با این وجود ، به دلیل موقعیت ناخوشایند مریخ نورد ماه ، استفاده از بازتابنده تا سال 2010 امکان پذیر نبود. فقط تصاویر فضاپیمای جدید LRO به روشن شدن موقعیت مریخ نورد ماه با بازتابنده کمک کرده و بنابراین جلسات را با آن از سر می گیرد.

در اتحاد جماهیر شوروی بیشترین تعداد جلسات لیزر در تلسکوپ 2.6 متری رصدخانه کریمه انجام شد. بین سالهای 1976 و 1983 ، 1400 اندازه گیری با این تلسکوپ با خطای 25 سانتی متر انجام شد ، سپس مشاهدات به دلیل محدود شدن برنامه ماه قمر شوروی متوقف شد.

در کل ، از سال 1970 تا 2010 ، حدود 17 هزار جلسه با دقت بالا با لیزر در جهان انجام شده است. بیشتر آنها با بازتابنده گوشه Apolonna 15 مرتبط بودند (همانطور که در بالا ذکر شد ، عالی ترین است - با تعداد رکورد منشورها):

از 40 رصدخانه قادر به اندازه گیری لیزر ماه ، فقط تعداد کمی می توانند اندازه گیری های با دقت بالا انجام دهند:

بیشترین اندازه گیری های بسیار دقیق با تلسکوپ 2 متری در رصدخانه مک دونالد در تگزاس انجام شده است:

در عین حال دقیق ترین اندازه گیری ها توسط ابزار APOLLO انجام می شود که در سال 2006 بر روی تلسکوپ 3.5 متری رصدخانه آپاچی نصب شد. دقت اندازه گیری های آن به یک میلی متر می رسد:

تکامل سیستم ماه و زمین

هدف اصلی از اندازه گیری دقیق و فزاینده فاصله از ماه تلاش برای درک بهتر تحول مدار ماه در گذشته های دور و در آینده دور است. تا به امروز ، ستاره شناسان به این نتیجه رسیده اند که در گذشته ماه چندین بار به زمین نزدیکتر بوده و همچنین دوره چرخش بسیار کمتری نیز داشته است (یعنی به طور مرتب دستگیر نشده است). این واقعیت ، نسخه تأثیر شکل گیری ماه از ماده خارج شده زمین را تأیید می کند ، که در زمان ما غالب است. علاوه بر این ، اثر جزر و مدی ماه منجر به این واقعیت می شود که سرعت چرخش زمین به دور محور خود به تدریج کند می شود. میزان این فرآیند هر روز 23 میکروثانیه افزایش روز زمین است. در یک سال ، ماه به طور متوسط \u200b\u200b38 میلی متر از زمین دور می شود. تخمین زده می شود اگر سیستم زمین و ماه از تبدیل خورشید به یک غول سرخ زنده بماند ، پس از 50 میلیارد سال روز زمین برابر با ماه قمری خواهد بود. در نتیجه ، ماه و زمین همیشه فقط با یک طرف به یکدیگر چرخانده می شوند ، همانطور که اکنون در سیستم پلوتو-شارون مشاهده شده است. در این زمان ، ماه به حدود 600 هزار کیلومتر دور می شود و ماه قمری به 47 روز افزایش می یابد. علاوه بر این ، فرض بر این است که تبخیر اقیانوس های کره زمین در 2.3 میلیارد سال منجر به تسریع روند حذف ماه خواهد شد (جزر و مد زمین به طور قابل توجهی روند را کند می کند).

علاوه بر این ، محاسبات نشان می دهد که در آینده ، ماه به دلیل فعل و انفعالات جزر و مدی با یکدیگر ، دوباره شروع به نزدیک شدن به زمین می کند. هنگام نزدیک شدن به زمین در 12 هزار کیلومتری ، ماه توسط نیروهای جزر و مد پاره خواهد شد ، قطعات ماه حلقه ای مانند حلقه های معروف اطراف سیارات غول پیکر منظومه شمسی تشکیل می دهند. دیگر ماهواره های معروف منظومه شمسی این سرنوشت را خیلی زودتر تکرار می کنند. بنابراین فوبوس 40-20 میلیون سال تعیین شده است و تریتون حدود 2 میلیارد سال عمر دارد.

هر ساله ، فاصله تا ماهواره زمین به طور متوسط \u200b\u200b4 سانتی متر افزایش می یابد که دلایل آن حرکت سیاره در مدار مارپیچ و کاهش تدریجی قدرت تعامل گرانشی زمین و ماه است.

از لحاظ نظری می توان تمام سیارات منظومه شمسی را بین زمین و ماه قرار داد. اگر قطرهای تمام سیارات از جمله پلوتو را جمع کنید ، بزرگی 382100 کیلومتر بدست می آورید.