Baan van de Maan. De invloed van de maan op Aarde

De maan is een satelliet van onze planeet, van vroegere tijd aangetrokken door de ogen van wetenschappers en gewoon nieuwsgierige mensen. In de oude wereld hebben astrologers en astronomen indrukwekkende verhandelingen eraan toegewijd. En de dichters lag niet achter hen. Vandaag, in dit opzicht, is er weinig veranderd: de baan van de maan, eigenschappen van zijn oppervlak en ondergrond worden zorgvuldig door astronomen bestudeerd. Composanten van horoscopen nemen hun ogen ook niet uit. De invloed van de satelliet op de aarde wordt door beide bezocht. Astronomen onderzoeken hoe de interactie van twee kosmische lichamen wordt weerspiegeld in de beweging en andere processen van elk. Tijdens de studie van de maan is kennis op dit gebied aanzienlijk toegenomen.

oorsprong

Volgens wetenschappers werden de Aarde en de Maan op ongeveer dezelfde tijd gevormd. De leeftijd van beide lichamen bedraagt 4,5 miljard jaar. Er zijn verschillende theorieën van satellietontwerp. Elk van hen legt de individuele kenmerken van de maan uit, maar laat een paar onopgeloste vragen achter. Het dichtst bij de waarheid vandaag is de theorie van reusachtige botsing.

Volgens de hypothese is de planeet, die in grootte van Mars groot is, gebots met de jonge aarde. De slag viel op de tangent en veroorzaakte de uitwerping in de ruimte van het grootste deel van dit kosmische lichaam, evenals een zekere hoeveelheid aardse 'materiaal'. Van deze stof werd een nieuw voorwerp gevormd. De straal van de baan van de Maan was aanvankelijk zestigduizend kilometer.

De hypothese van een reusachtige botsingsbron verklaart veel eigenschappen van de structuur en de chemische samenstelling van de satelliet, de meeste kenmerken van het maan-aarde systeem. Maar als we de theorie als basis gebruiken, blijven sommige feiten onduidelijk. Dus, ijzertekort in de satelliet kan alleen verklaard worden door het feit dat bij de botsing op beide lichamen er een differentiatie van de binnenlagen was. Tot op heden is er geen bewijs dat dit is gebeurd. En toch, ondanks dergelijke tegenargumenten, wordt de hypothese van een reusachtige botsing beschouwd als de belangrijkste in de hele wereld.

parameters

De maan, zoals de meeste andere satellieten, heeft geen sfeer. Alleen sporen van zuurstof, helium, neon en argon werden gedetecteerd. De oppervlaktetemperatuur in de verlichte en verduisterde gebieden is daarom heel anders. Aan de zonnige zijde kan het stijgen tot +120 ºС, en aan de donkere kant kan het dalen tot -160 ºС.

De gemiddelde afstand tussen de Aarde en de Maan is 384 km. In de vorm is de satelliet praktisch een ideale bal. Het verschil tussen de equatoriale en polaire straal is klein. Ze zijn respectievelijk 1738,14 en 1735,97 km.

De volledige revolutie van de Maan rond de Aarde duurt iets meer dan 27 dagen. De beweging van de satelliet over de lucht voor de waarnemer wordt gekenmerkt door een faseverandering. De tijd van de volle maan naar de andere is iets langer dan deze periode en is ongeveer 29,5 dagen. Het verschil ontstaat doordat de Aarde en de satelliet ook rond de Zon bewegen. De maan, om in zijn oorspronkelijke positie te zijn, moet een beetje meer dan een ronde overwinnen.

Het systeem "Earth-Moon"

De maan is een satelliet, enigszins anders dan andere soortgelijke objecten. Het belangrijkste kenmerk in deze zin is massa. Het wordt geschat op 7,35 * 10 ²² kg, dat is ongeveer 1/81 van de analoge parameter van de Aarde. En als de massa zelf niet op de kosmische uitzettingen iets buitenkomt, is de correlatie met de kenmerken van de planeet atypisch. In de regel is de massa verhouding in de satelliet-planeet systemen iets kleiner. Een vergelijkbare verhouding kan alleen van Pluto en Charon bogen. Deze twee kosmische lichamen werden al een tijd geleden gekenmerkt als een systeem van twee planeten. Het lijkt erop dat deze benaming ook waar is bij de Aarde en de Maan.

Beweging van de maan in baan

De satelliet maakt een omwenteling rond de planeet ten opzichte van de sterren in de laterale maand, die 27 dagen 7 uur en 42,2 minuten duurt. De baan van de maan in vorm is een ellips. In verschillende perioden ligt de satelliet dichter bij de planeet, dan verder weg van deze. De afstand tussen de Aarde en de Maan varieert van 363 104 tot 405 696 kilometer.

Met het traject van de satellietbeweging is er nog een bewijs voor de aanname dat de Aarde met de satelliet moet worden beschouwd als een systeem bestaande uit twee planeten. De baan van de Maan is niet in de buurt van het equatoriale vlak van de Aarde (zoals typisch voor de meeste satellieten), maar praktisch in het vlak van de rotatie van de planeet rond de Zon. De hoek tussen de ecliptiek en het traject van de satelliet is iets meer dan 5 °.

De baan van de beweging van de Maan rond de Aarde is onderhevig aan de invloed van veel factoren. In verband hiermee is het bepalen van het exacte traject van de satelliet niet de eenvoudigste taak.

Een beetje geschiedenis

De theorie, waarin wordt verklaard hoe de Maan beweegt, werd in 1747 teruggelegd. De auteur van de eerste berekeningen, die de wetenschappers dichter bij een begrip van de orbitale eigenschappen van de satelliet bracht, was de Franse wiskundige Claireau. Vervolgens werd in de afgelopen achttiende eeuw de circulatie van de Maan rond de Aarde vaak geavanceerd als argument tegen Newton's theorie. Berekeningen die zijn gemaakt met behulp van de wet van universele zwaartekracht waren sterk in strijd met de schijnbare beweging van de satelliet. Claireau heeft dit probleem opgelost.

De studie van het probleem betrof bekende wetenschappers als Dahlamber en Laplace, Euler, Hill, Puyso en anderen. De moderne theorie van de maan circulatie begon eigenlijk met het werk van Brown (1923). Studies van de Britse wiskundige en astronomer hielpen om de discrepantie tussen berekeningen en observaties uit de weg te ruimen.

Ongerechte taak

De beweging van de maan is in twee hoofdprocessen: rotatie rond de as en de omloop rond onze planeet. Om een theorie af te leiden die de beweging van een satelliet verklaart, zou niet zo moeilijk zijn als de baan niet aan verschillende factoren blootgesteld was. Dit is de aantrekkingskracht van de Zon, en eigenschappen van de vorm van de Aarde, en de zwaartekracht van andere planeten. Dergelijke invloeden verstoren de baan en voorspellen de exacte positie van de maan in een bepaalde periode wordt een moeilijke taak. Om te begrijpen wat er aan de hand is, laten we een aantal parameters van de baan van de satelliet bewaren.

Stijgende en dalende knooppunt, lijn van apses

Zoals reeds vermeld is de baan van de maan geneigd tot de ecliptiek. De trajecten van de beweging van twee lichamen kruisen op punten genaamd de stijgende en dalende knooppunten. Ze bevinden zich aan de tegenovergestelde zijden van de baan ten opzichte van het centrum van het systeem, dat wil zeggen de Aarde. De denkbeeldige lijn die deze twee punten verbindt, wordt aangeduid als een lijn van knooppunten.

Het dichtst bij onze planeet is de satelliet op het perigee punt. De maximale afstand wordt gedeeld door twee kosmische lichamen, wanneer de maan op zijn apogee staat. De lijn die deze twee punten verbindt, heet de lijn van apses.

Perturbaties van de baan

Als gevolg van de impact op de beweging van een satelliet tegelijkertijd is een groot aantal factoren het de som van meerdere bewegingen. Beschouw het meest opmerkelijke van de voortkomende verstoringen.

De eerste hiervan is de regressie van de knooppunt. Een rechte lijn die twee kruispunten verbindt tussen het vliegtuig van de maanbaan en de ecliptiek, is niet op één plaats bevestigd. Het beweegt erg langzaam in de richting tegenover (vandaar regressie genoemd) naar de beweging van de satelliet. Met andere woorden, de baan van de maan verandert in de ruimte. Voor een volledige revolutie duurt het 18,6 jaar.

De apenlijn beweegt ook. De verplaatsing van de rechte lijn die het apocenter en het pericenter verbindt, wordt uitgedrukt in de rotatie van het vlak van de baan in dezelfde richting als de Maan beweegt. Dit gebeurt veel sneller dan bij een knooppunt. De totale omzet duurt 8,9 jaar.

Daarnaast ervaren de maanbaan schommelingen van een bepaalde amplitude. Over de tijd verandert de hoek tussen het vliegtuig en de ecliptiek. Het bereik van waarden is van 4 ° 59 'tot 5 ° 17'. Net als bij de knooppunt is de periode van dergelijke fluctuaties 18,6 jaar.

Tenslotte verandert de baan van de maan vorm. Het strekt iets uit en keert terug naar de oorspronkelijke configuratie. Dit verandert de excentriciteit van de baan (de mate van afwijking van de vorm van de cirkel) van 0,04 tot 0,07. Wijzigingen en terugkeren naar de oorspronkelijke positie nemen 8,9 jaar.

Niet zo simpel

In feite zijn de vier factoren die bij de berekeningen in aanmerking moeten worden genomen - het is niet zozeer. Ze ontlasten echter niet alle storingen van de baan van de satelliet. In feite wordt elke parameter van de beweging van de Maan voortdurend beïnvloed door een groot aantal factoren. Dit alles bemoeilijkt de taak om de exacte locatie van de satelliet te voorspellen. En het opnemen van al deze parameters is vaak een belangrijke taak. Bijvoorbeeld, de berekening van het traject van de beweging van de maan en de nauwkeurigheid ervan beïnvloeden het succes van de missie van de ruimteschip die naar hem is gestuurd.

De invloed van de maan op Aarde

De satelliet van onze planeet is relatief klein, maar het effect ervan is duidelijk zichtbaar. Misschien weet iedereen dat het de Maan is die de getijden op Aarde vormt. Hier moet u onmiddellijk een reservering maken: de zon veroorzaakt ook een soortgelijk effect, maar door een veel grotere afstand is het getijdeffect van het licht niet opvallend. Bovendien is de verandering in het waterniveau in de zeeën en oceanen ook geassocieerd met de eigenaardigheden van de rotatie van de Aarde zelf.

De zwaartekracht van de Zon op onze planeet is ongeveer tweehonderd keer groter dan de analoge parameter van de maan. De getijdenkrachten zijn echter vooral afhankelijk van de inhomogeniteit van het veld. De afstand die de Aarde en de Zon scheidt, maakt ze glad, zodat de invloed van de Maan dicht bij ons is krachtiger (tweemaal zo veel als bij een luminary).

Een vloedgolf vormt aan de kant van de planeet die momenteel tegen het nachtlicht staat. Aan de andere kant is er ook een getij. Als de aarde stil was, dan zou de golf van west naar oost verhuizen, precies onder de maan liggen. De volledige omzet zou worden voltooid in 27 dagen, dat wil zeggen voor een laterale maand. De periode van de rotatie van de Aarde rond de as is echter iets minder dan 24 uur. Als gevolg hiervan loopt de golf langs het oppervlak van de planeet van oost naar west en één beurt eindigt over 24 uur en 48 minuten. Aangezien de golf voortdurend met de continenten komt, verschuift het naar voren in de richting van de beweging van de Aarde en wordt de satelliet van de planeet in zijn ronde uitgeworpen.

De baan van de Maan verwijderen

Een vloedgolf veroorzaakt de beweging van een enorme massa water. Dit heeft direct invloed op de beweging van de satelliet. Een indrukwekkend deel van de massa van de planeet wordt verplaatst van de lijn die de centra van massa van twee lichamen verbindt, en trekt de maan voor zichzelf. Als gevolg hiervan, de satelliet ervaren de impact van het moment van de kracht, die zijn beweging versnelt.

In dit geval zijn de continenten die in de getijgolf lopen (ze gaan sneller dan de golf, aangezien de Aarde hoger draait dan de Maan draait), worden beïnvloed door de kracht die hen vertraagt. Dit leidt tot een geleidelijke vertraging in de rotatie van onze planeet.

Als gevolg van de getijdeninteractie van twee lichamen, evenals de werking van de wetten van behoud van energie en hoekmoment, gaat de satelliet naar een hogere baan. Dit vermindert de snelheid van de maan. In de baan begint het langzamer te gaan. Iets soortgelijk gebeurt met de Aarde. Het vertraagt, wat resulteert in een geleidelijke toename van de duur van de dag.

De maan gaat ongeveer 38 mm per jaar weg van de aarde. Studies van paleontologen en geologen bevestigen de berekeningen van astronomen. Het proces van geleidelijke vertraging van de Aarde en de verwijdering van de Maan begon ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, dat wil zeggen vanaf het moment van de vorming van twee lichamen. De gegevens van de onderzoekers getuigen van de veronderstelling dat eerder de maanmaand korter was en de Aarde met een hogere snelheid draaide.

Een vloedgolf komt niet alleen voor in de wateren van de oceanen van de wereld. Soortgelijke processen vinden plaats in de mantel en in de aardkorst. Ze zijn echter minder opvallend, omdat deze lagen niet zo plooibaar zijn.

De verwijdering van de maan en de vertraging van de aarde zal voor altijd niet gebeuren. Op het einde zal de rotatieperiode van de planeet gelijk zijn aan de periode van revolutie van de satelliet. De maan hangt over een oppervlakte. De aarde en de satelliet zullen altijd door elkaar worden omgekeerd. Het is hierbij herinnerend dat dit deel van dit proces al is afgerond. Het was de getijdeninteractie die leidde tot het feit dat één en dezelfde kant van de maan altijd in de lucht zichtbaar is. In de ruimte is er een voorbeeld van een systeem dat in een vergelijkbaar evenwicht ligt. Dit heet al Pluto en Charon.

De Maan en Aarde zijn in constante interactie. Het is onmogelijk om te zeggen welke van de lichamen invloed hebben op de andere. In dit geval zijn beide blootgesteld aan de zon. Een belangrijke rol wordt gespeeld door andere, meer afgelegen, kosmische lichamen. Rekening houden met alle dergelijke factoren maakt het heel moeilijk om het model van satellietbeweging in baan om onze planeet nauwkeurig te ontwerpen en te beschrijven. Een enorme hoeveelheid geaccumuleerde kennis, evenals voortdurend verbeterde apparatuur, laat echter de positie van de satelliet op elk gewenst moment voorspellen en de toekomst voorspellen die elk afzonderlijk object en het Earth-Moon-systeem als geheel verwachten.