วิธีหามวลของดวงจันทร์. ดวงจันทร์: คำอธิบายลักษณะข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

มวลของดวงจันทร์เฉลี่ยประมาณ 7.3477 x 10 22 กก.

ดวงจันทร์เป็นบริวารเพียงดวงเดียวของโลกและเทห์ฟากฟ้าที่อยู่ใกล้ที่สุด แหล่งที่มาของการเรืองแสงของดวงจันทร์คือดวงอาทิตย์ดังนั้นเราจึงสังเกตเฉพาะส่วนของดวงจันทร์ที่หันหน้าไปทางดวงสว่าง ครึ่งหลังของดวงจันทร์ในเวลานี้จมอยู่ในความมืดมิดของจักรวาลรอให้มันออกมา "สู่แสงสว่าง" ระยะห่างระหว่างดวงจันทร์ถึงโลกประมาณ 384,467 กม. ดังนั้นวันนี้เราจะมาดูว่าดวงจันทร์มีน้ำหนักเท่าใดเมื่อเทียบกับ "ผู้อยู่อาศัย" อื่น ๆ ในระบบสุริยะและเราจะศึกษาข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับดาวเทียมโลกลึกลับดวงนี้

ทำไมดวงจันทร์จึงถูกเรียกว่า?

ชาวโรมันโบราณเรียกดวงจันทร์ว่าเทพีแห่งแสงยามค่ำคืนซึ่งในที่สุดชื่อนี้ก็ถูกเรียกว่าดาวกลางคืนนั่นเอง ตามแหล่งข้อมูลอื่น ๆ คำว่า "ดวงจันทร์" มีรากศัพท์แบบอินโด - ยูโรเปียนและแปลว่า "สว่าง" - และด้วยเหตุผลที่ดีเพราะในแง่ของความสว่างดาวเทียมของโลกอยู่ในอันดับที่สองรองจากดวงอาทิตย์ ในภาษากรีกโบราณดาวที่ส่องแสงสีเหลืองนวลบนท้องฟ้ายามค่ำคืนได้รับการตั้งชื่อตามเทพธิดาเซลีน

น้ำหนักของดวงจันทร์คืออะไร?

ดวงจันทร์มีน้ำหนักประมาณ 7.3477 x 1022 กก.

แท้จริงแล้วในระนาบทางกายภาพไม่มี "น้ำหนักของดาวเคราะห์" ท้ายที่สุดแล้วน้ำหนักคือแรงของร่างกายที่กระทำบนพื้นผิวแนวนอน หรืออีกวิธีหนึ่งถ้าร่างกายถูกแขวนไว้บนด้ายแนวตั้งน้ำหนักของมันก็คือแรงดึงของร่างกายของด้ายนี้ เป็นที่ชัดเจนว่าดวงจันทร์ไม่ได้ตั้งอยู่บนพื้นผิวและไม่อยู่ในสถานะ "หยุดนิ่ง" ดังนั้นจากมุมมองทางกายภาพดวงจันทร์จึงไม่มีน้ำหนัก ดังนั้นจึงจะเหมาะสมกว่าที่จะพูดถึงมวลของเทห์ฟากฟ้านี้

น้ำหนักของดวงจันทร์และการเคลื่อนที่ - ความสัมพันธ์คืออะไร?

เป็นเวลานานที่ผู้คนพยายามที่จะคลี่คลาย "ความลึกลับ" ของการเคลื่อนที่ของดาวเทียมโลก ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ซึ่งพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่ออีบราวน์ในปี พ.ศ. 2438 ได้กลายเป็นพื้นฐานของการคำนวณสมัยใหม่ อย่างไรก็ตามในการตรวจสอบการเคลื่อนที่ที่แน่นอนของดวงจันทร์จำเป็นต้องทราบมวลของมันรวมทั้งสัมประสิทธิ์ต่างๆของฟังก์ชันตรีโกณมิติด้วย

อย่างไรก็ตามด้วยความสำเร็จของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ทำให้สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ด้วยวิธีการวัดระยะด้วยแสงเลเซอร์คุณสามารถกำหนดขนาดของวัตถุท้องฟ้าโดยมีข้อผิดพลาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้เปิดเผยและพิสูจน์ว่ามวลของดวงจันทร์น้อยกว่ามวลของโลกเราถึง 81 เท่าและรัศมีของโลกมากกว่าพารามิเตอร์ดวงจันทร์ที่คล้ายกัน 37 เท่า

แน่นอนว่าการค้นพบดังกล่าวเกิดขึ้นได้เฉพาะกับการถือกำเนิดของยุคของดาวเทียมอวกาศ แต่นักวิทยาศาสตร์ในยุคของ "ผู้ค้นพบ" กฎแห่งความโน้มถ่วงสากลที่ยิ่งใหญ่ได้กำหนดมวลของดวงจันทร์โดยการตรวจสอบกระแสน้ำที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้าที่สัมพันธ์กับโลกเป็นระยะ

ดวงจันทร์ - ลักษณะและตัวเลข

• พื้นผิว - 38 ล้านกม. 2 ซึ่งเป็นประมาณ 7.4% ของพื้นผิวโลก
• ปริมาตร - 22 พันล้าน m3 (2% ของมูลค่าตัวบ่งชี้ดินที่คล้ายกัน)
• ความหนาแน่นเฉลี่ย - 3.34 g / cm 3 (ใกล้โลก - 5.52 g / cm 3)
• แรงโน้มถ่วง - เท่ากับ 1/6 ของโลก

ดวงจันทร์เป็นบริวารของท้องฟ้าที่ค่อนข้าง "หนัก" ไม่ใช่เรื่องปกติสำหรับดาวเคราะห์บนบก ถ้าเราเปรียบเทียบมวลของดาวเทียมดาวเคราะห์ทั้งหมดดวงจันทร์จะอยู่ในอันดับที่ห้า แม้แต่ดาวพลูโตซึ่งจนถึงปี 2549 ถือเป็นดาวเคราะห์บริบูรณ์ แต่ก็มีมวลน้อยกว่าดวงจันทร์ถึงห้าเท่า ดังที่คุณทราบดาวพลูโตประกอบด้วยหินและน้ำแข็งดังนั้นความหนาแน่นจึงต่ำ - ประมาณ 1.7 กรัม / ซม. 3 แต่แกนีมีดไททันคาลลิสโตและไอโอซึ่งเป็นดาวเทียมของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะมีมวลมากกว่าดวงจันทร์

เป็นที่ทราบกันดีว่าแรงโน้มถ่วงหรือแรงโน้มถ่วงของร่างกายใด ๆ ในจักรวาลประกอบด้วยแรงที่น่าดึงดูดระหว่างร่างกายที่แตกต่างกัน ในทางกลับกันขนาดของแรงดึงดูดขึ้นอยู่กับมวลของร่างกายและระยะห่างระหว่างพวกมัน ดังนั้นโลกจึงดึงดูดคนมาที่พื้นผิว - ไม่ใช่ในทางกลับกันเนื่องจากดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่กว่ามาก ในกรณีนี้แรงโน้มถ่วงจะเท่ากับน้ำหนักของคน ลองเพิ่มระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของโลกกับคนเป็นสองเท่า (ตัวอย่างเช่นเราจะปีนภูเขาสูงจากพื้นผิวโลก 6,500 กม.) ตอนนี้คนมีน้ำหนักน้อยกว่าสี่เท่า!

แต่ดวงจันทร์มีมวลน้อยกว่าโลกอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์จึงน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกด้วย ดังนั้นนักบินอวกาศที่ลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งแรกสามารถกระโดดได้อย่างไม่น่าเชื่อแม้จะใช้ชุดอวกาศที่มีน้ำหนักมากและอุปกรณ์ "อวกาศ" อื่น ๆ แท้จริงแล้วบนดวงจันทร์น้ำหนักของคนจะลดลงมากถึงหกเท่า! สถานที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างสถิติโอลิมปิก "ดาวเคราะห์" ด้วยการกระโดดสูง

ดังนั้นตอนนี้เรารู้แล้วว่าดวงจันทร์มีน้ำหนักเท่าใดลักษณะสำคัญของมันรวมถึงข้อเท็จจริงที่น่าสนใจอื่น ๆ เกี่ยวกับมวลของดาวเทียมโลกลึกลับดวงนี้

ดวงจันทร์รองจากดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่สว่างเป็นอันดับสอง เป็นวัตถุที่ใหญ่เป็นอันดับที่ 5 ในระบบสุริยะ ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างจุดศูนย์กลางของดวงจันทร์และโลกคือ 384,467 กม. มวลของดวงจันทร์สอดคล้องกับค่า 7.33 * 1022 กก.

ตั้งแต่สมัยโบราณผู้คนพยายามอธิบายและอธิบายการเคลื่อนไหวของมัน พื้นฐานของการคำนวณสมัยใหม่ทั้งหมดคือทฤษฎีของบราวน์ซึ่งสร้างขึ้นในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ XIX - XX เพื่อตรวจสอบการเคลื่อนที่ที่แน่นอนของสิ่งนี้ไม่เพียง แต่จำเป็นต้องมีมวลของดวงจันทร์เท่านั้น นำค่าสัมประสิทธิ์จำนวนมากของฟังก์ชันตรีโกณมิติมาพิจารณา วิทยาศาสตร์สมัยใหม่สามารถคำนวณได้แม่นยำมากขึ้น

ระยะเลเซอร์ช่วยให้คุณวัดขนาดของวัตถุท้องฟ้าโดยมีข้อผิดพลาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร ด้วยความช่วยเหลือของมันพบว่ามวลของดวงจันทร์น้อยกว่ามวลของโลกเรามาก (81 เท่า) และรัศมีของมันน้อยกว่า 37 เท่า เป็นเวลานานแล้วที่ไม่สามารถระบุค่านี้ได้อย่างแม่นยำ แต่การเปิดตัวดาวเทียมอวกาศได้เปิดโอกาสใหม่ ๆ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเป็นที่ทราบกันดีว่าในช่วงเวลาของนิวตันมวลของดวงจันทร์ถูกกำหนดโดยขนาดของกระแสน้ำที่เกิดขึ้น

เราสามารถมองเห็นพื้นผิวที่ส่องสว่างของดาวเทียมดวงนี้ได้หลายวิธี ส่วนที่มองเห็นได้ของดิสก์ที่ส่องโดยดวงอาทิตย์เรียกว่าเฟส มีทั้งหมดสี่ขั้นตอน: พื้นผิวที่มืดสนิทของดวงจันทร์ - ดวงจันทร์ใหม่, พระจันทร์เสี้ยวที่กำลังเติบโต - ไตรมาสแรก, แผ่นดิสก์ที่ส่องสว่างเต็มที่ - พระจันทร์เต็มดวง, ครึ่งดวงที่ส่องสว่างจากด้านที่สอง - ไตรมาสที่แล้ว โดยจะแสดงเป็นหน่วยที่ร้อยและสิบของหน่วย การเปลี่ยนแปลงของระยะทางจันทรคติทั้งหมดเป็นช่วงเวลาซินโนดิกซึ่งเป็นการหมุนของดวงจันทร์จากระยะของดวงจันทร์ใหม่ไปยังดวงจันทร์ใหม่ถัดไป เรียกอีกอย่างว่าเดือน Synodic ซึ่งมีระยะเวลาประมาณ 29.5 วัน ในช่วงเวลานี้ดวงจันทร์จะสามารถโคจรผ่านเส้นทางในวงโคจรและมีเวลาเยี่ยมชมระยะเดียวกันสองครั้ง คาบการโคจรด้านข้างซึ่งกินเวลา 27.3 วันเป็นการปฏิวัติโดยสมบูรณ์ของดวงจันทร์รอบโลก

เป็นความเข้าใจผิดที่เรามองเห็นพื้นผิวของดวงจันทร์จากด้านเดียวและไม่หมุน การเคลื่อนที่ของดวงจันทร์เกิดขึ้นในรูปแบบของการหมุนรอบแกนและการหมุนรอบโลกและดวงอาทิตย์

การปฏิวัติรอบแกนของตัวเองโดยสมบูรณ์เกิดขึ้นใน 27 วันโลก 43 นาที และ 7 นาฬิกา วงโคจรรูปไข่รอบโลก (การปฏิวัติสมบูรณ์หนึ่งครั้ง) เกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้ได้รับอิทธิพลจากกระแสน้ำในเปลือกโลกดวงจันทร์ทำให้กระแสน้ำบนโลกเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงดึงดูดของดวงจันทร์

ดวงอาทิตย์อยู่ในระยะที่ไกลจากดวงจันทร์มากกว่าโลกเนื่องจากมีมวลมากจึงดึงดูดดวงจันทร์ได้มากกว่าโลกถึงสองเท่า โลกบิดเบือนวิถีของดวงจันทร์รอบดวงอาทิตย์ ในความสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์วิถีของมันจะเว้าเสมอ

ดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศท้องฟ้าเบื้องบนเป็นสีดำเสมอ เนื่องจากความจริงที่ว่าคลื่นเสียงไม่แพร่กระจายในสุญญากาศความเงียบที่สมบูรณ์จึงครอบงำบนโลกใบนี้ ภายใต้รังสีโดยตรงในเวลากลางวันสูงกว่าน้ำหลายเท่าและในเวลากลางคืนถึง -150 องศาเซลเซียสดวงจันทร์เป็นเอกภาพ ความหนาแน่นเพียง 3.3 p น้ำมากขึ้น บนพื้นผิวของมันมีที่ราบขนาดใหญ่ซึ่งปกคลุมไปด้วยลาวาที่แข็งตัวหลุมอุกกาบาตจำนวนมากก่อตัวขึ้นเมื่อแรงโน้มถ่วงน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกและน้ำหนักของดวงจันทร์น้อยกว่าโลกดังนั้นคนจึงลดลงได้ 6 เท่าในขณะที่อยู่บนดวงจันทร์

จากสารกัมมันตภาพรังสีนักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดอายุโดยประมาณของดวงจันทร์ซึ่งก็คือ 4.65 พันล้านปี ตามสมมติฐานสุดท้ายที่เป็นไปได้มากที่สุดสันนิษฐานว่าการก่อตัวของดวงจันทร์เกิดจากการชนกันของยักษ์กับโลกเล็กของวัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่ ตามทฤษฎีอื่นโลกและดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นอย่างอิสระในส่วนที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงของระบบสุริยะ

ร่างกายจักรวาล เป็นดาวเทียมธรรมชาติดวงเดียวของโลก วงโคจรของดวงจันทร์เป็นวงรีและระยะห่างระหว่างดวงจันทร์และโลกมีความผันผวนโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 382,000 กิโลเมตร

รูปพระจันทร์ - เกือบเป็นลูกบอลยาวไปทางด้านข้างเล็กน้อย (เนื่องจากแรงคลื่น)

รัศมีดวงจันทร์ - 1737 กิโลเมตรซึ่งประมาณ 0.27 ของรัศมีเส้นศูนย์สูตรของโลก

มวลดวงจันทร์ น้อยกว่ามวลของโลก 81 เท่า

พื้นผิวของดวงจันทร์ - การรวมกันของที่ราบซึ่งเรียกว่าทะเลดวงจันทร์สันเขารูปวงแหวนที่ล้อมรอบที่ราบเหล่านี้หลุมอุกกาบาตรูปถ้วยและหลุมอุกกาบาตจำนวนมาก ความลึกของหลุมอุกกาบาตแต่ละแห่งสูงถึง 200 กิโลเมตร ทะเล, สันเขา, หลุมอุกกาบาตถูกพล็อตบนแผนที่ที่รวบรวมของดวงจันทร์ซึ่งมีการตั้งชื่อไว้เช่น Apennines, Caucasus, Alps, Ocean of Storms, Sea of \u200b\u200bCrises, Copernicus Mountains, Kepler เป็นต้น แผนที่ด้านไกลของดวงจันทร์ได้รับการรวบรวมตามข้อมูลที่เปิดใช้จากดาวเทียมและยานสำรวจเทียม

ดวงจันทร์ดิน - สิ่งที่เรียกว่า Regolith ซึ่งเกิดจากการชนกันของอุกกาบาตนับไม่ถ้วน มีลักษณะเป็น "ชั้นที่มีฝุ่นละอองต่างกันซึ่งมีความหนาหลายเมตรถึงหลายสิบเมตร" องค์ประกอบของหินดวงจันทร์ประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่างของตารางธาตุ

ความเร่งของแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวดวงจันทร์คือ 1.6 เมตรต่อวินาทีต่อวินาทีซึ่งน้อยกว่าโดย 6 เท่า เนื่องจากมีแรงดึงดูดน้อยดวงจันทร์จึงไม่สามารถกักเก็บเปลือกก๊าซไว้รอบตัวได้และดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ก็หายไปด้วย

อุณหภูมิพื้นผิวดวงจันทร์ซึ่งไม่ได้รับการปกป้องจากชั้นบรรยากาศมีตั้งแต่ 110 องศาเซลเซียสในตอนกลางวันถึงลบ 120 องศาในเวลากลางคืน

ดวงจันทร์ เคลื่อนที่รอบโลกขณะหมุนรอบแกน ช่วงเวลาของการปฏิวัติของดวงจันทร์รอบ ๆ และระยะเวลาการหมุนของดวงจันทร์รอบแกนของมันตรงกันประมาณ 27 วัน ด้วยเหตุบังเอิญนี้มนุษย์โลกจึงมองเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียว

ดวงจันทร์ ไม่ใช่ดาวเคราะห์ที่ส่องสว่างในตัวเองและเรามองเห็นได้เนื่องจากการส่องสว่างของดวงอาทิตย์ ถ้ามองเห็นพื้นผิวทั้งหมดของส่วนของดวงจันทร์ที่หันหน้าเข้าหาเราระยะนี้ของดวงจันทร์จะเรียกว่าพระจันทร์เต็มดวง เมื่อส่องสว่างเฉพาะด้านที่มองไม่เห็นของดวงจันทร์จะเรียกว่าดวงจันทร์ดวงใหม่ หลังจากดวงจันทร์ใหม่ในหนึ่งหรือสองวันเราจะเห็นเสี้ยววงเดือนแคบ ๆ ของดวงจันทร์จากนั้นจันทร์เสี้ยวก็เพิ่มขึ้นนั่นคือดวงจันทร์เราพูดว่า "โตขึ้น" ในเวลานี้นอกจากจันทร์เสี้ยวที่ส่องสว่างแล้วเรายังเห็น "ในหมอก" และดวงจันทร์ที่เหลืออีกด้วยเนื่องจากดวงจันทร์ยังส่องสว่างด้วยแสงน้อยมาก แต่ส่องสว่าง นี่คือสิ่งที่เรียกว่าแสงเถ้าของดวงจันทร์ - แสงที่สะท้อนจากดวงจันทร์จากโลก ช่วงเวลาระหว่างดวงจันทร์ใหม่สองดวงต่อเนื่องกัน (เดือนจันทรคติที่เรียกว่า) คือ 29 วัน เนื่องจากช่วงของดวงจันทร์ - ดวงจันทร์ใหม่ไตรมาสแรกพระจันทร์เต็มดวงและไตรมาสสุดท้ายเป็นสิ่งที่สังเกตได้ง่ายโดยผู้อยู่อาศัยในโลกปรากฏการณ์นี้จึงเป็นพื้นฐานในการรวบรวมระบบปฏิทินต่างๆ

ดวงจันทร์ - ผู้เข้าร่วมในจันทรุปราคาและสุริยุปราคา ทำให้ดวงจันทร์สว่างขึ้นและดวงจันทร์และโลกทำให้เกิดเงา หากดวงจันทร์และโลกในบางจุดกลายเป็น "แถว" เดียวกันจะมีหนึ่งในสองสุริยุปราคาเกิดขึ้น ได้แก่ ดวงจันทร์หรือสุริยจักรวาล

เงาของโลกตกลงบนดวงจันทร์และทำให้ดวงจันทร์มองไม่เห็นจากโลกอย่างสมบูรณ์ทำให้เกิดความสมบูรณ์ จันทรุปราคา.

เงาของดวงจันทร์ตกลงมาบนโลกและบดบังอย่างสมบูรณ์ทำให้เกิดสุริยุปราคาทั้งหมด

ระยะเวลาของสุริยุปราคาทั้งหมดคือ 7.5–12 นาที; จันทรคติเต็ม - นานถึง 1 ชั่วโมง 45 นาที

บ่อยครั้งที่ไม่สมบูรณ์ แต่มีสุริยุปราคาบางส่วนเกิดขึ้นเมื่อยังคงมองเห็นเป็นส่วนหนึ่งของดวงจันทร์หรือสำหรับเรา

สุริยุปราคา เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงดวงจันทร์ใหม่และดวงจันทร์ - ในช่วงดวงจันทร์เต็มดวง

ทุกปีจะมีสุริยุปราคา 2-5 ครั้งและจันทรุปราคาไม่เกินสามครั้ง นั่นคือสุริยุปราคาเกิดขึ้นบ่อยกว่าสุริยุปราคาของดวงจันทร์ แต่โดยทั่วไปแล้วสำหรับ และโดยเฉพาะภาพมีดังนี้ จันทรุปราคาสามารถมองเห็นได้ทั่วซีกโลกที่หันหน้าเข้าหาดวงจันทร์ในเวลานี้ สุริยุปราคาไม่สามารถมองเห็นได้จากทุกจุดของโลก แต่จะมองเห็นได้จากบริเวณที่เงาของดวงจันทร์ตกเท่านั้น คาดว่าจากที่เดียวกันบนโลกสุริยุปราคาทั้งหมดสามารถเห็นได้เพียงครั้งเดียวในทุกๆ 300-400 ปี

ทั้งจันทรุปราคาและสุริยุปราคาสร้างความประทับใจให้กับผู้อาศัยอยู่เสมอปรากฏการณ์แต่ละอย่างสะท้อนให้เห็นในพงศาวดารและเอกสารอื่น ๆ การเปรียบเทียบบันทึกเหล่านี้กับวันที่ของสุริยุปราคาที่เกิดขึ้นในอดีต (และสุริยุปราคามีความสม่ำเสมอของตัวเองและวันที่ของสุริยุปราคาทั้งหมดได้รับการคำนวณโดยนักวิทยาศาสตร์) ช่วยให้นักประวัติศาสตร์นักโบราณคดีนักดาราศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญอื่น ๆ สามารถเรียกคืนวันที่ของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอดีตอันไกลโพ้นได้

ดวงจันทร์ - วัตถุอวกาศซึ่งนักวิทยาศาสตร์หลายคนสังเกตเห็นอยู่ตลอดเวลาโดยใช้กล้องโทรทรรศน์และยานอวกาศ เมื่อวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2509 สถานีอวกาศอัตโนมัติ (AMS) "Luna-10" ได้กลายเป็นดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกของดวงจันทร์ เมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 ผู้คนไปเยี่ยมชมดวงจันทร์เป็นครั้งแรก - นักบินอวกาศชาวอเมริกัน (นักบินอวกาศ) เอ็นอาร์มสตรองและอีอัลดรินซึ่งเดินทางมาถึงยานอพอลโล 11 ในเดือนพฤศจิกายน 1970 Lunokhod-1 ยานดวงจันทร์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองลำแรกได้ถูกส่งไปยังดวงจันทร์ ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2515 มนุษย์ดินได้รับตัวอย่างดินดวงจันทร์

ดวงจันทร์ ถือว่าเป็นผู้มีพระคุณ - หนึ่งใน.

โลกและดวงจันทร์หมุนรอบแกนของตัวเองและรอบดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง ดวงจันทร์ยังหมุนรอบโลกของเรา ในเรื่องนี้เราสามารถสังเกตเห็นปรากฏการณ์มากมายที่เกี่ยวข้องกับวัตถุท้องฟ้าบนท้องฟ้า

ร่างกายอวกาศที่ใกล้ที่สุด

ดวงจันทร์เป็นบริวารของโลกตามธรรมชาติ เรามองว่ามันเป็นลูกบอลเรืองแสงบนท้องฟ้าแม้ว่ามันจะไม่เปล่งแสงออกมา แต่เพียงสะท้อนกลับเท่านั้น แหล่งที่มาของแสงคือดวงอาทิตย์ซึ่งมีแสงส่องสว่างบนพื้นผิวดวงจันทร์

แต่ละครั้งที่คุณสามารถมองเห็นดวงจันทร์บนท้องฟ้าแต่ละช่วงจะแตกต่างกัน นี่เป็นผลโดยตรงจากการหมุนของดวงจันทร์รอบโลกซึ่งจะโคจรรอบดวงอาทิตย์

การสำรวจดวงจันทร์

นักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์หลายคนสังเกตเห็นดวงจันทร์มาหลายศตวรรษแล้ว แต่ในความเป็นจริงแล้วการศึกษาดาวเทียมของโลกเริ่มขึ้นในปีพ. ศ. 2502 จากนั้นสถานีอัตโนมัติระหว่างดาวเคราะห์ของโซเวียต "Luna-2" ก็มาถึงร่างสวรรค์นี้ จากนั้นอุปกรณ์นี้ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของดวงจันทร์ได้ แต่สามารถบันทึกข้อมูลได้เพียงบางส่วนด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือ ผลที่ได้คือการวัดโดยตรงของลมสุริยะ - การไหลของอนุภาคไอออไนซ์ที่เล็ดลอดออกมาจากดวงอาทิตย์ จากนั้นชายธงทรงกลมที่มีแขนเสื้อของสหภาพโซเวียตก็ถูกส่งไปยังดวงจันทร์

ยานอวกาศ Luna-3 ซึ่งเปิดตัวในเวลาต่อมาได้ถ่ายภาพแรกของด้านไกลของดวงจันทร์จากอวกาศซึ่งมองไม่เห็นจากโลก ไม่กี่ปีต่อมาในปีพ. ศ. 2509 สถานีอัตโนมัติอีกแห่งที่เรียกว่า Luna-9 ได้ลงจอดบนดาวเทียมโลก เธอสามารถลงจอดอย่างนุ่มนวลและส่งภาพพาโนรามาทางทีวีมายังโลกได้ เป็นครั้งแรกที่ Earthlings ได้เห็นการถ่ายทอดสดจากดวงจันทร์โดยตรง ก่อนการเปิดตัวสถานีนี้มีความพยายามหลายครั้งที่ "ลงจอด" อย่างนุ่มนวลไม่ประสบความสำเร็จ ด้วยความช่วยเหลือของการศึกษาที่ดำเนินการโดยเครื่องมือนี้จึงได้รับการยืนยันทฤษฎีตะกรันอุกกาบาตเกี่ยวกับโครงสร้างด้านนอกของดาวเทียมโลก

การเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์ดำเนินการโดยชาวอเมริกัน อาร์มสตรองและอัลดรินเป็นคนกลุ่มแรกที่อยู่บนดวงจันทร์ เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในปีพ. ศ. 2512 อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์โซเวียตต้องการศึกษาร่างกายสวรรค์ด้วยความช่วยเหลือของระบบอัตโนมัติเท่านั้นพวกเขาใช้ยานสำรวจดวงจันทร์

ลักษณะของดวงจันทร์

ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างดวงจันทร์และโลกคือ 384,000 กิโลเมตร เมื่อดาวเทียมอยู่ใกล้โลกของเรามากที่สุดจุดนี้เรียกว่า Perigee ระยะทาง 363,000 กิโลเมตร และเมื่อระยะห่างสูงสุดระหว่างโลกกับดวงจันทร์ (สถานะนี้เรียกว่า apogee) คือ 40,000 กิโลเมตร

วงโคจรของโลกมีความเอียงสัมพันธ์กับวงโคจรของดาวเทียมธรรมชาติ - 5 องศา

ดวงจันทร์เคลื่อนที่ในวงโคจรรอบโลกของเราด้วยความเร็วเฉลี่ย 1.022 กิโลเมตรต่อวินาที และในหนึ่งชั่วโมงบินได้ประมาณ 3681 กิโลเมตร

รัศมีของดวงจันทร์ตรงกันข้ามกับโลก (6356) อยู่ที่ประมาณ 1737 กิโลเมตร นี่คือค่าเฉลี่ยเนื่องจากอาจแตกต่างกันไปตามจุดต่างๆบนพื้นผิว ตัวอย่างเช่นที่เส้นศูนย์สูตรดวงจันทร์รัศมีจะใหญ่กว่าค่าเฉลี่ยเล็กน้อย - 1738 กิโลเมตร และในบริเวณขั้วโลกนั้นมีค่าน้อยกว่าเล็กน้อย - 1735 ดวงจันทร์มีแนวโน้มที่จะเป็นทรงรีมากกว่าลูกบอลราวกับว่ามัน "แบน" เล็กน้อย โลกของเรามีคุณลักษณะเดียวกัน รูปร่างของดาวเคราะห์บ้านเราเรียกว่า "geoid" เป็นผลโดยตรงของการหมุนรอบแกน

มวลของดวงจันทร์มีหน่วยเป็นกิโลกรัมโดยประมาณ 7.3 * 1022 โลกมีน้ำหนักมากกว่า 81 เท่า

ขั้นตอนของดวงจันทร์

ขั้นตอนของดวงจันทร์เป็นตำแหน่งที่แตกต่างกันของดาวเทียมโลกเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ ระยะแรกคือดวงจันทร์ใหม่ ไตรมาสแรกมาแล้ว หลังจากพระจันทร์เต็มดวง และไตรมาสสุดท้ายแล้ว เส้นที่แยกส่วนที่ส่องสว่างของดาวเทียมออกจากความมืดเรียกว่าเทอร์มิเนเตอร์

นิวมูนเป็นระยะที่ไม่มีดาวเทียมของโลกบนท้องฟ้า มองไม่เห็นดวงจันทร์เนื่องจากอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลกของเราดังนั้นด้านที่หันเข้าหาเราจึงไม่สว่าง

ไตรมาสแรก - ครึ่งหนึ่งของร่างกายสวรรค์สามารถมองเห็นได้ดาวจะส่องสว่างทางด้านขวาเท่านั้น ระหว่างดวงจันทร์ใหม่และพระจันทร์เต็มดวงดวงจันทร์ "โตขึ้น" ในเวลานี้เองที่เราเห็นเคียวส่องแสงบนท้องฟ้าและเรียกมันว่า "เดือนที่เติบโต"

พระจันทร์เต็มดวง - ดวงจันทร์สามารถมองเห็นได้เป็นวงกลมที่สว่างไสวซึ่งส่องสว่างทุกสิ่งด้วยแสงสีเงิน แสงของร่างกายสวรรค์ในเวลานี้สามารถสว่างมาก

ไตรมาสที่แล้ว - ดาวเทียมของโลกสามารถมองเห็นได้เพียงบางส่วน ในระยะนี้ดวงจันทร์เรียกว่า "แก่" หรือ "ข้างแรม" เนื่องจากมีการส่องสว่างเพียงครึ่งซ้าย

เป็นเรื่องง่ายที่จะแยกแยะเดือนที่กำลังเติบโตจากข้างขึ้นข้างแรม เมื่อดวงจันทร์ข้างแรมจะมีลักษณะคล้ายตัวอักษร "C" และเมื่อมันโตขึ้นถ้าคุณเอาไม้ไปใส่เดือนคุณจะได้ตัวอักษร "P"

การหมุน

เนื่องจากดวงจันทร์และโลกอยู่ใกล้กันมากพอจึงรวมกันเป็นระบบเดียว ดาวเคราะห์ของเรามีขนาดใหญ่กว่าดาวเทียมมากดังนั้นจึงส่งผลกระทบต่อแรงโน้มถ่วงของมัน ดวงจันทร์หันหน้าเข้าหาเราด้านเดียวตลอดเวลาดังนั้นจึงไม่มีใครเห็นอีกด้านหนึ่งก่อนการบินอวกาศในศตวรรษที่ยี่สิบ เนื่องจากดวงจันทร์และโลกหมุนบนแกนในทิศทางเดียวกัน และการปฏิวัติของดาวเทียมรอบแกนของมันกินเวลาเดียวกับการปฏิวัติรอบโลก นอกจากนี้พวกเขายังร่วมกันทำการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์ซึ่งกินเวลา 365 วัน

แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าโลกและดวงจันทร์หมุนไปในทิศทางใด ดูเหมือนคำถามง่ายๆไม่ว่าจะตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา แต่คำตอบจะขึ้นอยู่กับจุดเริ่มต้นเท่านั้น ระนาบที่วงโคจรของดวงจันทร์ตั้งอยู่นั้นเอียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับโลกมุมเอียงจะอยู่ที่ประมาณ 5 องศา จุดที่วงโคจรของโลกและดาวเทียมตัดกันเรียกว่าโหนดของวงโคจรดวงจันทร์

เดือน Sidereal และ Synodic

เดือนไซด์เรียลหรือไซด์เรียล - นี่คือช่วงเวลาที่ดวงจันทร์หมุนรอบโลกและกลับไปยังสถานที่เดิมที่ดวงจันทร์เริ่มเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กับดวงดาว เดือนนี้กินเวลา 27.3 วันบนโลก

เดือน Synodic คือช่วงเวลาที่ดวงจันทร์เกิดการปฏิวัติเต็มรูปแบบโดยสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์เท่านั้น (เวลาที่ช่วงของดวงจันทร์เปลี่ยนไป) กินเวลา 29.5 วันโลก

เดือน Synodic ยาวกว่าเดือนข้างเคียงสองวันเนื่องจากการหมุนของดวงจันทร์และโลกรอบดวงอาทิตย์ เนื่องจากดาวเทียมหมุนรอบโลกและในทางกลับกันก็หมุนรอบดาวฤกษ์ปรากฎว่าเพื่อให้ดาวเทียมผ่านไปทุกขั้นตอนจำเป็นต้องใช้เวลาเพิ่มเติมเหนือการปฏิวัติเต็มรูปแบบ

จากกาลเวลาที่ผ่านมาดวงจันทร์เป็นบริวารที่คงที่ของโลกของเราและเป็นวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ใกล้ที่สุด โดยธรรมชาติแล้วคน ๆ หนึ่งมักอยากไปที่นั่น แต่จะบินไปที่นั่นได้ไกลแค่ไหนและไกลแค่ไหน?

ระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์วัดได้ตามทฤษฎีจากศูนย์กลางของดวงจันทร์ถึงใจกลางโลก เป็นไปไม่ได้ที่จะวัดระยะทางนี้ด้วยวิธีการปกติที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ดังนั้นระยะทางไปยังดาวเทียมโลกจึงคำนวณโดยใช้สูตรตรีโกณมิติ

เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ดวงจันทร์มีประสบการณ์การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องบนท้องฟ้าของโลกใกล้กับสุริยุปราคา อย่างไรก็ตามการเคลื่อนไหวนี้แตกต่างจากการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นระนาบการโคจรของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์จึงต่างกัน 5 องศา ดูเหมือนว่าด้วยเหตุนี้วิถีของดวงจันทร์ในท้องฟ้าของโลกจึงควรมีความคล้ายคลึงกันในแง่ทั่วไปกับสุริยุปราคาโดยแตกต่างจากการเลื่อน 5 องศาเท่านั้น:

ในกรณีนี้การเคลื่อนที่ของดวงจันทร์จะคล้ายกับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ - จากตะวันตกไปตะวันออกในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของโลกในแต่ละวัน แต่นอกจากนี้ดวงจันทร์ยังเคลื่อนผ่านท้องฟ้าโลกเร็วกว่าดวงอาทิตย์มาก เนื่องจากโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ในเวลาประมาณ 365 วัน (ปีโลก) และดวงจันทร์รอบโลกในเวลาเพียง 29 วัน (เดือนจันทรคติ) ความแตกต่างนี้กลายเป็นแรงจูงใจในการสลายสุริยุปราคาออกเป็นกลุ่มดาว 12 จักรราศี (ในหนึ่งเดือนดวงอาทิตย์เคลื่อนไปตามสุริยุปราคา 30 องศา) ในช่วงเดือนจันทรคติมีการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนของดวงจันทร์โดยสิ้นเชิง:

นอกจากวิถีของดวงจันทร์แล้วยังเพิ่มปัจจัยของการยืดตัวที่แข็งแกร่งของวงโคจรด้วย ความเยื้องศูนย์ของวงโคจรของดวงจันทร์คือ 0.05 (สำหรับการเปรียบเทียบสำหรับโลกพารามิเตอร์นี้คือ 0.017) ความแตกต่างจากวงโคจรของดวงจันทร์นำไปสู่ความจริงที่ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางที่ชัดเจนของดวงจันทร์มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาจาก 29 เป็น 32 อาร์กนาที

ในหนึ่งวันดวงจันทร์จะเลื่อนเมื่อเทียบกับดวงดาวโดย 13 องศาในหนึ่งชั่วโมงประมาณ 0.5 องศา นักดาราศาสตร์สมัยใหม่มักใช้สิ่งปกคลุมดวงจันทร์เพื่อประมาณขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงดาวที่อยู่ใกล้กับสุริยุปราคา

สิ่งที่กำหนดการเคลื่อนไหวของดวงจันทร์

จุดสำคัญในทฤษฎีการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์คือความจริงที่ว่าวงโคจรของดวงจันทร์ในอวกาศไม่เปลี่ยนแปลงและมีเสถียรภาพ เนื่องจากดวงจันทร์มีมวลค่อนข้างน้อยจึงอาจถูกรบกวนอย่างต่อเนื่องจากวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าในระบบสุริยะ (ส่วนใหญ่คือดวงอาทิตย์และดวงจันทร์) นอกจากนี้วงโคจรของดวงจันทร์ยังได้รับอิทธิพลจากการแบนของดวงอาทิตย์และสนามโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ เป็นผลให้ค่าของความเยื้องศูนย์ของวงโคจรของดวงจันทร์มีความผันผวนระหว่าง 0.04 ถึง 0.07 โดยมีระยะเวลา 9 ปี ผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้คือปรากฏการณ์ซูเปอร์มูน ซูเปอร์มูนเป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ในช่วงที่พระจันทร์เต็มดวงมีขนาดเชิงมุมใหญ่กว่าปกติหลายเท่า ดังนั้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวงในวันที่ 14 พฤศจิกายน 2559 ดวงจันทร์อยู่ในระยะใกล้เป็นประวัติการณ์นับตั้งแต่ปีพ. ศ. 2491 ในปีพ. ศ. 2491 ดวงจันทร์อยู่ใกล้กว่าปี 2559 50 กม.

นอกจากนี้ยังสังเกตเห็นความผันผวนของความเอียงของวงโคจรดวงจันทร์กับสุริยุปราคาโดยประมาณ 18 อาร์กนาทีทุก 19 ปี

สิ่งที่เท่าเทียมกัน

ยานอวกาศจะต้องใช้เวลามากในการบินไปยังดาวเทียมของโลก คุณไม่สามารถบินไปดวงจันทร์เป็นเส้นตรงได้ - ดาวเคราะห์จะโคจรห่างจากจุดปลายทางและเส้นทางจะต้องได้รับการแก้ไข ที่ความเร็วจักรวาลที่สองที่ 11 กม. / วินาที (40,000 กม. / ชม.) ในทางทฤษฎีการบินจะใช้เวลาประมาณ 10 ชั่วโมง แต่ในความเป็นจริงแล้วจะใช้เวลานานกว่านั้น นี่เป็นเพราะยานที่เริ่มต้นจะค่อยๆเพิ่มความเร็วในชั้นบรรยากาศทำให้มีค่า 11 กม. / วินาทีเพื่อหนีจากสนามแรงโน้มถ่วงของโลก จากนั้นเรือจะต้องลดความเร็วลงเมื่อเข้าใกล้ดวงจันทร์ อย่างไรก็ตามความเร็วนี้เป็นค่าสูงสุดที่ยานอวกาศสมัยใหม่สามารถทำได้

เที่ยวบินที่โด่งดังของอเมริกาในปี 1969 ไปยังดวงจันทร์ใช้เวลา 76 ชั่วโมงตามตัวเลขอย่างเป็นทางการ ยานอวกาศ New Horizons ของ NASA สามารถไปถึงดวงจันทร์ได้เร็วที่สุด - ใน 8 ชั่วโมง 35 นาที จริงอยู่เขาไม่ได้ลงจอดบนดาวเคราะห์น้อย แต่บินผ่านมา - เขามีภารกิจอื่น

แสงจากโลกมายังดาวเทียมของเราจะมาถึงเร็วมาก - ใน 1.255 วินาที แต่การบินด้วยความเร็วแสงยังคงอยู่นอกขอบเขตแห่งจินตนาการ

คุณสามารถลองจินตนาการเส้นทางไปยังดวงจันทร์ในค่าปกติ เดินด้วยความเร็ว 5 กม. / ชม. ถนนสู่ดวงจันทร์จะใช้เวลาประมาณเก้าปี หากคุณเดินทางโดยรถยนต์ด้วยความเร็ว 100 กม. / ชม. จะใช้เวลา 160 วันในการไปยังดาวเทียมของโลก หากเครื่องบินบินไปดวงจันทร์เที่ยวบินจะใช้เวลาประมาณ 20 วัน

นักดาราศาสตร์ในกรีกโบราณคำนวณระยะทางไปยังดวงจันทร์อย่างไร

ดวงจันทร์กลายเป็นวัตถุท้องฟ้าดวงแรกที่สามารถคำนวณระยะทางจากโลกได้ เชื่อกันว่านักดาราศาสตร์เป็นกลุ่มแรกที่ทำสิ่งนี้ในกรีกโบราณ

พวกเขาพยายามวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์มาตั้งแต่ไหน แต่ไร - คนแรกที่พยายามทำสิ่งนี้คือ Aristarchus of Samos เขาประมาณมุมระหว่างดวงจันทร์กับดวงอาทิตย์ที่ 87 องศาดังนั้นปรากฎว่าดวงจันทร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น 20 เท่า (โคไซน์ของมุมเท่ากับ 87 องศาคือ 1/20) ข้อผิดพลาดในการวัดมุมทำให้เกิดข้อผิดพลาด 20 เท่าปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอัตราส่วนนี้คือ 1 ใน 400 (มุมประมาณ 89.8 องศา) ข้อผิดพลาดขนาดใหญ่เกิดจากความยากในการประมาณระยะห่างเชิงมุมที่แน่นอนระหว่างดวงอาทิตย์และดวงจันทร์โดยใช้เครื่องมือทางดาราศาสตร์ดั้งเดิมของโลกโบราณ สุริยุปราคาปกติในเวลานี้ทำให้นักดาราศาสตร์ชาวกรีกโบราณสามารถสรุปได้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์มีค่าใกล้เคียงกันโดยประมาณ ในเรื่องนี้ Aristarchus สรุปว่าดวงจันทร์มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์ 20 เท่า (อันที่จริงประมาณ 400 เท่า)

Aristarchus ใช้วิธีการอื่นในการคำนวณขนาดของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ที่สัมพันธ์กับโลก เรากำลังพูดถึงการสังเกตจันทรุปราคา เมื่อถึงเวลานี้นักดาราศาสตร์ในสมัยโบราณได้เดาสาเหตุของปรากฏการณ์เหล่านี้แล้ว: ดวงจันทร์ถูกบดบังด้วยเงาของโลก

แผนภาพด้านบนแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความแตกต่างของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เป็นสัดส่วนกับความแตกต่างระหว่างรัศมีของโลกกับดวงอาทิตย์และรัศมีของโลกและเงาที่ระยะห่างของดวงจันทร์ ในช่วงเวลาของอริสตาร์คัสมีความเป็นไปได้ที่จะประมาณได้ว่ารัศมีของดวงจันทร์อยู่ที่ประมาณ 15 อาร์กลิปดาและรัศมีของเงาของโลกคือ 40 อาร์กลิปดา นั่นคือขนาดของดวงจันทร์จะเล็กกว่าขนาดของโลกประมาณ 3 เท่า จากที่นี่เมื่อทราบรัศมีเชิงมุมของดวงจันทร์จึงง่ายต่อการประมาณว่าดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกประมาณ 40 เส้นผ่านศูนย์กลางของโลก ชาวกรีกโบราณสามารถประมาณขนาดของโลกได้โดยประมาณเท่านั้น ดังนั้น Eratosthenes of Cyrene (276 - 195 ปีก่อนคริสตกาล) โดยอาศัยความแตกต่างของความสูงสูงสุดของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าในอัสวานและอเล็กซานเดรียในช่วงฤดูร้อนอายันกำหนดว่ารัศมีของโลกอยู่ใกล้ 6287 กม. (ค่าปัจจุบัน 6371 กม.) หากเราแทนที่ค่านี้เป็นค่าประมาณของระยะทางไปยังดวงจันทร์ของอริสตาร์คัสมันจะสอดคล้องกับประมาณ 50,000,000 กม. (ค่าปัจจุบันของระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงจันทร์คือ 384,000 กม.)

หลังจากนั้นไม่นานนักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช อี Hipparchus of Nicaea คำนวณว่าระยะทางไปยังดาวเทียมของโลกนั้นมากกว่ารัศมีของโลกถึง 60 เท่า การคำนวณของเขาขึ้นอยู่กับการสังเกตการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์และสุริยุปราคาเป็นระยะ

เนื่องจากในช่วงเวลาของการเกิดคราสดวงอาทิตย์และดวงจันทร์จะมีขนาดเชิงมุมเท่ากันดังนั้นตามกฎของความคล้ายคลึงกันของรูปสามเหลี่ยมสามารถหาอัตราส่วนของระยะทางกับดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ได้ ความแตกต่างนี้คือ 400 ครั้ง ใช้กฎเหล่านี้อีกครั้งโดยสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์และโลกเท่านั้น Hipparchus คำนวณว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกเท่ากับ 2.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์ นั่นคือ R l \u003d R s / 2.5

ที่มุม 1 'เราสามารถสังเกตวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าระยะทางถึง 3483 เท่า - ข้อมูลนี้เป็นที่รู้กันทุกคนในสมัยของ Hipparchus นั่นคือด้วยรัศมีที่สังเกตได้ของดวงจันทร์ 15 ′มันจะอยู่ใกล้กับผู้สังเกตมากขึ้น 15 เท่า เหล่านั้น อัตราส่วนของระยะทางไปยังดวงจันทร์ถึงรัศมีจะเท่ากับ 3483/15 \u003d 232 หรือ S l \u003d 232R l

ดังนั้นระยะทางไปยังดวงจันทร์คือ 232 * R s / 2.5 \u003d 60 รัศมีโลก นี่กลายเป็น 6 371 * 60 \u003d 382 260 กม. สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือการวัดที่ทำด้วยเครื่องมือสมัยใหม่ยืนยันความถูกต้องของนักวิทยาศาสตร์โบราณ

ตอนนี้การวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์ทำได้โดยใช้อุปกรณ์เลเซอร์ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยความแม่นยำหลายเซนติเมตร ในกรณีนี้การวัดจะเกิดขึ้นในเวลาอันสั้น - ไม่เกิน 2 วินาทีในระหว่างที่ดวงจันทร์เคลื่อนที่ออกไปในวงโคจรประมาณ 50 เมตรจากจุดที่ส่งพัลส์เลเซอร์

วิวัฒนาการของวิธีการวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์

ด้วยการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์นักดาราศาสตร์สามารถรับค่าพารามิเตอร์ของวงโคจรของดวงจันทร์ได้แม่นยำมากขึ้นหรือน้อยลงและความสอดคล้องของขนาดกับขนาดของโลก

วิธีการที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์ปรากฏขึ้นโดยเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเรดาร์ เรดาร์แรกของดวงจันทร์ดำเนินการในปีพ. ศ. 2489 ในสหรัฐอเมริกาและบริเตนใหญ่ เรดาร์ทำให้สามารถวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์ได้อย่างแม่นยำหลายกิโลเมตร

วิธีการวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นได้กลายเป็นเลเซอร์ที่หลากหลาย สำหรับการใช้งานในปี 1960 มีการติดตั้งแผ่นสะท้อนแสงหลายมุมบนดวงจันทร์ เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าการทดลองเลเซอร์ช่วงแรกได้ดำเนินการก่อนการติดตั้งแผ่นสะท้อนแสงมุมบนพื้นผิวดวงจันทร์ ในปีพ. ศ. 2505-2506 ได้มีการทดลองหลายครั้งที่หอดูดาวไครเมียของสหภาพโซเวียตเกี่ยวกับแสงเลเซอร์ของหลุมอุกกาบาตดวงจันทร์แต่ละดวงโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ถึง 2.6 เมตร การทดลองเหล่านี้สามารถกำหนดระยะทางไปยังพื้นผิวดวงจันทร์ได้อย่างแม่นยำหลายร้อยเมตร ในปีพ. ศ. 2512-2515 นักบินอวกาศอพอลโลได้ส่งตัวสะท้อนแสงสามมุมไปยังพื้นผิวของดาวเทียมของเรา ในบรรดาสิ่งที่สมบูรณ์แบบที่สุดคือตัวสะท้อนของภารกิจ Apollo 15 เนื่องจากประกอบด้วยปริซึม 300 ชิ้นในขณะที่อีกสองชิ้น (ภารกิจ Apollo 11 และ Apollo 14) มีเพียงหนึ่งร้อยปริซึม

นอกจากนี้ในปี 1970 และ 1973 สหภาพโซเวียตได้ส่งแผ่นสะท้อนแสงมุมฝรั่งเศสอีกสองตัวไปยังพื้นผิวดวงจันทร์บนยานพาหนะขับเคลื่อนด้วยตัวเอง Lunokhod-1 และ Lunokhod-2 ซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยปริซึม 14 อัน ตัวสะท้อนแสงตัวแรกเหล่านี้มีประวัติที่ไม่ธรรมดา ในช่วง 6 เดือนแรกของการทำงานของ Lunokhod ด้วยตัวสะท้อนแสงสามารถใช้เลเซอร์ได้ประมาณ 20 ครั้ง อย่างไรก็ตามเนื่องจากตำแหน่งที่โชคร้ายของรถแลนด์โรเวอร์ดวงจันทร์จึงไม่สามารถใช้ตัวสะท้อนแสงได้จนถึงปี 2010 มีเพียงภาพของยานอวกาศ LRO รุ่นใหม่เท่านั้นที่ช่วยชี้แจงตำแหน่งของยานสำรวจดวงจันทร์ด้วยตัวสะท้อนแสงและทำให้การประชุมต่อไป

ในสหภาพโซเวียตมีการใช้เลเซอร์ส่องสว่างจำนวนมากที่สุดโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ 2.6 เมตรของหอดูดาวไครเมีย ระหว่างปีพ. ศ. 2519 ถึง พ.ศ. 2526 มีการวัดค่าด้วยกล้องโทรทรรศน์นี้ได้ 1,400 ครั้งโดยมีข้อผิดพลาด 25 เซนติเมตรจากนั้นการสังเกตการณ์ก็หยุดลงเนื่องจากการลดลงของโปรแกรมดวงจันทร์ของสหภาพโซเวียต

โดยรวมตั้งแต่ปี 1970 ถึง 2010 มีการใช้เลเซอร์ความแม่นยำสูงประมาณ 17,000 ครั้งทั่วโลก ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับตัวสะท้อนมุม Apolonna 15 (ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นมันสมบูรณ์แบบที่สุด - ด้วยจำนวนปริซึมที่บันทึกไว้):

จากหอดูดาว 40 แห่งที่สามารถส่องแสงเลเซอร์ได้ตั้งแต่ดวงจันทร์มีเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่สามารถทำการวัดที่มีความแม่นยำสูงได้:

การวัดที่แม่นยำเป็นพิเศษส่วนใหญ่ทำด้วยกล้องโทรทรรศน์ 2 เมตรที่หอดูดาวแมคโดนัลด์ในเท็กซัส:

ในเวลาเดียวกันการวัดที่แม่นยำที่สุดจะดำเนินการโดยเครื่องมือ APOLLO ซึ่งติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์ 3.5 เมตรของ Apache Point Observatory ในปี 2549 ความแม่นยำของการวัดถึงหนึ่งมิลลิเมตร:

วิวัฒนาการของระบบดวงจันทร์และโลก

เป้าหมายหลักของการวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นคือการพยายามทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของวงโคจรของดวงจันทร์ในอดีตอันไกลโพ้นและในอนาคตอันไกลโพ้น จนถึงปัจจุบันนักดาราศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าในอดีตดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากขึ้นหลายเท่าและยังมีระยะเวลาการหมุนที่สั้นกว่ามาก (นั่นคือมันไม่ได้ถูกจับด้วยคลื่น) ข้อเท็จจริงนี้ยืนยันรูปแบบผลกระทบของการก่อตัวของดวงจันทร์จากสสารที่พุ่งออกมาจากโลกซึ่งมีชัยในยุคของเรา นอกจากนี้ผลกระทบของกระแสน้ำของดวงจันทร์ยังนำไปสู่ความจริงที่ว่าความเร็วของการหมุนของโลกรอบแกนของมันค่อยๆช้าลง อัตราของกระบวนการนี้เพิ่มขึ้นในแต่ละวันของโลกทุกปีโดย 23 ไมโครวินาที ในหนึ่งปีดวงจันทร์เคลื่อนห่างจากโลกโดยเฉลี่ย 38 มิลลิเมตร มีการคาดการณ์ว่าหากระบบโลก - ดวงจันทร์ยังคงอยู่รอดจากการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์เป็นดาวยักษ์แดงจากนั้นในอีก 50 พันล้านปีวันของโลกจะเท่ากับเดือนจันทรคติ ด้วยเหตุนี้ดวงจันทร์และโลกจะหันเข้าหากันเพียงด้านเดียวเสมอดังที่สังเกตได้ในระบบพลูโต - ชารอน เมื่อถึงเวลานี้ดวงจันทร์จะเคลื่อนออกไปประมาณ 600,000 กิโลเมตรและเดือนตามจันทรคติจะเพิ่มเป็น 47 วัน นอกจากนี้สันนิษฐานว่าการระเหยของมหาสมุทรโลกใน 2.3 พันล้านปีจะนำไปสู่การเร่งกระบวนการกำจัดดวงจันทร์ (กระแสน้ำของโลกทำให้กระบวนการช้าลงอย่างมาก)

นอกจากนี้การคำนวณแสดงให้เห็นว่าในอนาคตดวงจันทร์จะเริ่มเข้าใกล้โลกอีกครั้งเนื่องจากกระแสน้ำที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน เมื่อเข้าใกล้โลกเป็นระยะทาง 12,000 กม. ดวงจันทร์จะถูกฉีกออกจากกันด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลงชิ้นส่วนของดวงจันทร์ก่อตัวเป็นวงแหวนเหมือนกับวงแหวนที่รู้จักกันดีรอบดาวเคราะห์ยักษ์ของระบบสุริยะ ดาวเทียมอื่น ๆ ที่รู้จักกันดีของระบบสุริยะจะซ้ำรอยชะตากรรมนี้เร็วกว่ามาก โฟบอสถูกกำหนดให้ 20-40 ล้านปีและไทรทันมีอายุประมาณ 2 พันล้านปี

ในแต่ละปีระยะห่างจากดาวเทียมของโลกจะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 4 ซม. สาเหตุมาจากการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์น้อยในวงโคจรแบบเกลียวและพลังที่ลดลงเรื่อย ๆ ของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของโลกและดวงจันทร์

ในทางทฤษฎีดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะสามารถอยู่ระหว่างโลกและดวงจันทร์ได้ หากคุณบวกเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ทั้งหมดรวมทั้งดาวพลูโตด้วยคุณจะได้ขนาด 382,100 กม.