Орбитата на Луната. Влиянието на Луната върху Земята

Луната е спътник на нашата планета, от незапомнени времена, привлечени от очите на учените и просто любопитни хора. В древния свят астролозите и астрономите посветиха впечатляващи трактати към него. И поетите не изоставаха от тях. Днес в този смисъл малко се е променило: орбитата на луната, особеностите на нейната повърхност и подпочвен пласт се изследват внимателно от астрономите. Компилаторите на хороскопи също не откъсват очи от нея. Влиянието на спътника върху Земята се изследва и от двете. Астрономите изследват как взаимодействието на две космически тела се отразява в движението и другите процеси на всеки един от тях. По време на изследването на Луната знанията в тази област се увеличиха значително.

произход

Според учените Земята и Луната са били формирани по едно и също време. Възрастта и на двете тела е 4,5 милиарда години. Има няколко теории от сателитен произход. Всеки от тях обяснява индивидуалните особености на луната, но оставя няколко нерешени въпроса. Най-близко до истината днес е теорията за гигантския сблъсък.

Според хипотезата планетата, сходна по размер с Марс, се е сблъскала с младата Земя. Ударът пада върху допирателната и причинява изхвърлянето в пространството на по-голямата част от материята на това космическо тяло, както и известно количество земни "материали". От това вещество се формира нов обект. Радиусът на орбитата на Луната първоначално беше шестдесет хиляди километра.

Хипотезата за гигантски сблъсък добре обяснява многото характеристики на структурата и химичния състав на спътника, повечето от характеристиките на системата Луна-Земя. Ако обаче приемем тази теория, някои факти остават неясни. По този начин дефицитът на желязо в спътника може да бъде обяснен само от факта, че по време на сблъсъка и на двете тела се е получило разликата между вътрешните слоеве. Към днешна дата няма доказателства, че това е станало. Независимо от това, въпреки тези контрааргументи хипотезата за гигантска сблъсък се счита за основна хипотеза в целия свят.

параметри

Луната, както повечето други спътници, няма атмосфера. Открити са само следи от кислород, хелий, неон и аргон. Поради това температурата на повърхността в осветените и потъмнените зони е много различна. На слънчевата страна може да се повиши до +120 ordm-C, а на тъмно - до -160 ordm-C.

Средното разстояние между Земята и Луната е 384 км. Във форма сателитът е практически идеална топка. Разликата между екваториалния и полярния радиус е малка. Те са съответно 1738.14 и 1735.97 км.

Пълната революция на Луната около Земята отнема малко повече от 27 дни. Движението на спътника през небето за наблюдател се характеризира с промяна на фазата. Времето от една пълна луна в друга е малко по-дълго от този период и е приблизително 29,5 дни. Разликата възниква, защото Земята и спътникът също се движат около Слънцето. Луната, за да бъде в първоначалното си положение, трябва да преодолее малко повече от една обиколка.

Система "Земя-Луна"

Луната е спътник, малко по-различен от други подобни обекти. Основната му характеристика в този смисъл е масата. Той се оценява на 7,35 * 10²² кг, което е приблизително 1/81 от аналогичния параметър на Земята. И ако самата маса не е нещо необичайно в космическите пространства, нейната корелация с характеристиките на планетата е атипична. Като правило масовото съотношение в системите "спътник-планета" е малко по-малко. Подобно съотношение може да се похвали само с Плутон и Харон. Тези две космически тела бяха характеризирани преди известно време като система от две планети. Изглежда, че това означение е вярно и в случая на Земята и Луната.

Движение на Луната в орбита

Сателитът прави една революция около планетата спрямо звездите по време на сидреалния месец, който трае 27 дни 7 часа и 42,2 минути. Орбитата на Луната във формата е елипса. В различни периоди спътникът се намира по-близо до планетата, а след това по-далеч от нея. Разстоянието между Земята и Луната варира от 363 104 до 405 696 километра.

С траекторията на движението на спътника има още едно доказателство в полза на предположението, че Земята със спътника трябва да се разглежда като система, състояща се от две планети. Орбитата на Луната не се намира близо до екваториалната равнина на Земята (както е характерно за повечето спътници), но на практика в равнината на въртене на планетата около Слънцето. Ъгълът между еклиптиката и траекторията на спътника е малко повече от 5ordm-.

Орбитата на движението на Луната около Земята е подложена на влияние от много фактори. В тази връзка определянето на точната траектория на спътника не е най-проста задача.

Малко история

Теорията, обясняваща как Луната се движи, бе отложена през 1747 г. Авторът на първите изчисления, които доближиха учените до разбирането на орбиталните характеристики на спътника, беше френският математик Claireau. Тогава в далечното осемнадесети век циркулацията на Луната около Земята често се изтъква като аргумент срещу теорията на Нютон. Изчисленията бяха направени с помощта на закон на универсалната гравитация, силно не са съгласни с очевидното движение на спътника. Клереа решава този проблем.

Проучването на проблема включва такива известни учени като Dahlamber и Laplace, Euler, Hill, Puyso и др. Съвременната теория за циркулацията на Луната всъщност започва с работата на Браун (1923). Изследванията на британски математик и астроном помогнаха да се премахне несъответствието между изчисленията и наблюдението.

Трудна задача

Движението на Луната е в два основни процеса: въртене около оста и циркулация около нашата планета. Извличането на теория, обясняваща движението на сателита, няма да бъде толкова трудно, ако орбитата му не бъде изложена на различни фактори. Това е привличането на Слънцето и особеностите на формата на Земята и гравитационни полета други планети. Подобни влияния нарушават орбитата и прогнозират, че точната позиция на луната в определен период става трудна задача. За да разберем какъв е въпросът, нека да разгледаме някои параметри на орбитата на спътника.

Възходящ и низходящ възел, линия от апсиси

Както вече беше споменато, орбитата на Луната е наклонена към еклиптиката. Траекторите на движението на две тела се пресичат в точки, наречени възходящи и низходящи възли. Те са разположени на противоположните страни на орбитата по отношение на центъра на системата, т.е. Земята. Въображаемата линия, която свързва тези две точки, се обозначава като линия от възли.

Най-близко до нашата планета е спътникът в перигея. Максималното разстояние разделя двете космически тела, когато луната е на апогея. Линията, свързваща тези две точки, се нарича линията на апсиси.

Прониквания на орбитата

В резултат на въздействието върху движението на спътника веднага голям брой фактори в действителност, това е сумата от няколко движения. Помислете за най-значимите от възникналите смущения.

Първият от тях е регресия на линията на възела. Правната линия, свързваща две точки на пресичане на равнината на лунната орбита и еклиптиката, не е фиксирана на едно място. Тя се движи много бавно в посоката, обратна (следователно наречена регресия) към движението на спътника. С други думи, равнината на орбитата на Луната се върти в пространството. За една пълна революция тя отнема 18,6 години.

Линията на апсисите също се движи. Преместването на правата линия, свързваща апоцентъра и периферното устройство, се изразява в въртенето на равнината на орбитата в същата посока, в която се движи Луната. Това се случва много по-бързо, отколкото в случая на линия на възли. Общият оборот отнема 8,9 години.

В допълнение, лунната орбита изпитва колебания на определена амплитуда. С течение на времето ъгълът между равнината и еклиптиката се променя. Диапазонът на стойностите е от 4 ° 59 `до 5 ° 17`. Точно както при линията на възела, периодът на такива колебания е 18,6 години.

И накрая, орбитата на Луната се променя. Тя се простира леко, след това се връща към оригиналната си конфигурация. Това променя ексцентрицитета на орбитата (степента на отклонение на формата й от обиколката) от 0,04 на 0,07. Промените и връщането към първоначалната позиция са 8.9 години.

Не е толкова просто

Всъщност четирите фактора, които трябва да бъдат взети предвид по време на изчисленията - не са толкова много. Те обаче не изчерпват всички смущения на орбитата на спътника. Всъщност всеки параметър на движението на Луната постоянно се влияе от голям брой фактори. Всичко това усложнява задачата за предсказване на точното местоположение на спътника. А разглеждането на всички тези параметри често е важна задача. Например, изчисляването на траекторията на движението на луната и нейната точност засягат успеха на мисията на космическия кораб, изпратен до нея.

Влиянието на Луната върху Земята

Сателитът на нашата планета е сравнително малък, но ефектът му е ясно видим. Може би всеки знае, че Луната е образувала приливите на Земята. Тук веднага трябва да направите резервация: Слънцето също така причинява подобен ефект, но поради много по-голямо разстояние не се забелязва приливът на слънчевата светлина. Освен това промяната в нивото на водата в моретата и океаните също се дължи на особеностите на ротацията на самата Земя.

Гравитационното въздействие на Слънцето върху нашата планета е приблизително двастотин пъти по-голямо от аналогичния параметър на Луната. Обаче приливните сили зависят най-вече от нехомогенността на полето. Разстоянието, разделящо Земята и Слънцето, ги изглажда, така че въздействието на Луната близо до нас е по-силно (два пъти по-голямо от това на светилника).

Приливна вълна се образува отстрани на планетата, която понастоящем е изправена пред нощната светлина. От другата страна има и прилив. Ако Земята беше неподвижна, вълната щеше да се движи от запад на изток, точно под луната. Неговият пълен оборот ще бъде завършен за 27 дни, т.е. за месечен месец. Периодът обаче Ротацията на Земята около оста е малко по-малко от 24 часа.В резултат на това вълната се движи по повърхността на планетата от изток на запад и един завой завършва за 24 часа и 48 минути. Тъй като вълната непрекъснато се среща с континентите, тя се придвижва напред в посоката на движението на Земята и изпреварва спътника на планетата.

Премахване на орбитата на Луната

Приливната вълна причинява движението на огромна маса вода. Това пряко засяга движението на спътника. Впечатляваща част от масата на планетата е изместена от свързващата линия центрове на масата две тела и привлича луната към него. В резултат на това сателитът изпитва влиянието на момента на сила, което ускорява движението му.

В същото континента, стреснати от приливна вълна (те се движат по-бързо от вълна, тъй като Земята се върти с висока скорост от Луната оказва), са изложени на силите, да ги забавя. Това води до постепенно забавяне на въртенето на нашата планета.

В резултат на взаимодействието на двете тела, както и на действията законите за опазване на енергията и ъгловият импулс, спътникът се придвижва към по-висока орбита. Това намалява скоростта на луната. На орбитата тя започва да се движи по-бавно. Нещо подобно се случва на Земята. Тя се забавя, което води до постепенно увеличаване на продължителността на деня.

Луната се отдалечава от Земята с около 38 mm годишно. Изследванията на палеонтолозите и геолозите потвърждават изчисленията на астрономите. Процесът на постепенно забавяне на Земята и отстраняването на Луната започна преди около 4,5 милиарда години, т.е. от момента на формирането на две тела. Данните на изследователите свидетелстват за предположението, че по-рано лунният месец е по-кратък и Земята се върти с по-висока скорост.

Приливна вълна се наблюдава не само във водите на световните океани. Подобни процеси протичат в мантията и в земната кора. Те обаче са по-малко забележими, тъй като тези слоеве не са толкова гъвкави.

Отстраняването на Луната и забавянето на Земята няма да се случи завинаги. В крайна сметка, периодът на въртене на планетата ще бъде равен на периода на въртене на спътника. Луната "виси" над една повърхност. Земята и спътникът винаги ще бъдат обърнати една към друга. Тук е уместно да припомним, че част от този процес вече е приключила. Това беше взаимодействието на приливите, което доведе до факта, че една и съща страна на луната винаги се вижда в небето. В пространството има пример за система, която е в подобно равновесие. Те вече се наричат ​​Плутон и Харон.

Луната и Земята са в постоянно взаимодействие. Невъзможно е да се каже кой от органите засяга другия. В този случай и двата са изложени на слънце. Важна роля играят други, по-отдалечени космически тела. Отчитане на всички тези фактори го прави доста трудно точно да се опише структурата и модела на спътника в орбита около нашата планета. Въпреки това, огромното количество натрупани знания и непрекъснато подобряване на оборудването позволява повече или по-малко точно да определи позицията на сателита по всяко време и да се предскаже бъдещето, която очаква всеки обект поотделно, а системата на Земята Луната като цяло.