Украшением ночного неба помимо россыпи звезд, безусловно, является Луна. Благодаря сочетанию ее размера и расстояния до Земли, она является вторым по яркости небесным объектом и может полностью заслонить солнечный диск во время затмения. Неудивительно, что ночное светило не одно тысячелетие притягивает к себе внимание человечества.

Если бы у Земли не было Луны, многое сложилось бы иначе:

• сутки были бы значительно короче;
• смена времен года и климат характеризовались бы нестабильностью;
• происходили бы менее выраженные приливы и отливы;
• появление на планете жизни в ее теперешнем виде было бы под вопросом.

Диаметр Луны

Среднее значение диаметра Луны не слишком большое по космическим меркам число - 3474,1 км. Это приблизительно в два раза меньше, чем расстояние от Москвы до Владивостока.

Тем не менее Луна занимает пятое место по размеру среди естественных спутников планет Солнечной системы:

1. Ганимед.
2. Титан.
3. Каллисто.
4. Луна.

А вот уже при сравнении размеров спутников по отношению к их планетам Луне нет равных. Имея диаметр, составляющий четверть земного, она занимает первое место. Кроме того, ее размер больше, чем у Плутона.

Какое расстояние от Земли до Луны

Величина непостоянная. В среднем между центрами планеты и ее естественного спутника 384 400 километров. В этом пространстве поместилось бы еще примерно 30 Земель, а свету для преодоления такого расстояния нужно 1,28 секунды.

Что если бы до ближайшего небесного тела можно было добраться на автомобиле со скоростью 95 км/час? Учитывая, что вся дистанция - это примерно 10 окружностей Земли, на путешествие ушло бы столько же времени, как и на 10 объездов планеты по экватору. То есть чуть меньше шести месяцев. Пока быстрее всего расстояние до Луны преодолела межпланетная станция «Новые горизонты», которая на своем пути к Плутону пересекла орбиту спутника спустя восемь с половиной часов после запуска.

Орбита Луны не идеальный круг , а овал (эллипс), внутри которого находится Земля. В разных точках он расположен ближе или дальше от планеты. Из-за этого, при вращении вокруг общего с Землей центра масс, спутник то приближается, то отдаляется. Так, меньше всего километров разделяет небесные тела, когда ночное светило находится в месте орбиты под названием перигей. В точке, обозначающейся как апогей, спутник наиболее отдален от планеты. Минимальное расстояние - 356 400 км, а максимальное - 406 700 км. Таким образом, дистанция колеблется от 28 до 32 земных диаметров.

Первые близкие к верным оценки расстояния до «соседки» Земли были получены еще во II в. н. э. Птолемеем. В наше время, благодаря современным светоотражающим приборам, установленным на спутнике, расстояние удалось измерить наиболее точно (с погрешностью в несколько см). Для этого на Луну направляют лазерный луч. Потом отмечают, за какой период он вернется к Земле, отразившись. Зная скорость света и время, за которое он достиг датчиков, несложно вычислить расстояние.

Как наглядно оценить размер Луны и ее расстояние до Земли

Земной диаметр примерно в 4 раза больше Лунного , а объем - в 64 раза. Расстояние до ночного светила равно примерно 30 диаметрам планеты. Чтобы наглядно оценить дистанцию от Земли до ее спутника и сравнить их размеры, понадобятся два мяча: баскетбольный и теннисный. Соотношения диаметров:

• Земли (12 742 км) и Луны (3474,1 км) - 3,7: 1 ;
• стандартного баскетбольного мяча (24 см) и теннисного (6,7 см) - 3,6:1.

Значения довольно близкие. Таким образом, если бы Земля была размером с баскетбольный мяч, то ее спутник - с теннисный.

Можно попросить людей представить , что Земля - это баскетбольный мяч, а Луна теннисный, и показать, насколько в таком масштабе спутник удален от планеты. Большинство, скорее всего, предположат расстояние от 30 см до нескольких шагов.

На самом деле, чтобы показать верное расстояние, придется отойти на чуть больше, чем семь метров. Так, между планетой и ее спутником в среднем 384 400 км, а это примерно 30 Земель или соответственно 30 баскетбольных мячей. Умножение диаметра спортивного снаряда на 30 дает результат 7,2 м. Это примерно 9 мужских или 11 женских шагов.

Видимый размер Луны с Земли

360 угловых градусов - вся окружность небесной сферы. При этом ночное светило занимает на ней примерно половину одного градуса (в среднем 31 минуту) - это угловой (видимый) диаметр. Для сравнения: ширина ногтя указательного пальца на расстоянии вытянутой руки - это примерно один градус, то есть две Луны.

По уникальному стечению обстоятельств видимые размеры Солнца и Луны для жителей Земли почти одинаковы. Это возможно из-за того, что диаметр ближайшей звезды в 400 раз превышает диаметр спутника, но и находится дневное светило во столько же раз дальше. Благодаря такому совпадению среди всех планет, вращающихся вокруг Солнца, только на Земле можно наблюдать его полное затмение.

Меняется ли размер Луны

Конечно же, истинный диаметр спутника остается одинаковым, однако видимый размер может меняться. Так, Луна кажется заметно больше во время восхода и заката . Когда ночное светило низко над горизонтом, расстояние до наблюдателя не уменьшается, а, наоборот, немного увеличивается (на радиус Земли). Визуальный эффект, казалось бы, должен быть обратным. Единого ответа, объясняющего причину иллюзии, нет. С уверенностью можно лишь заявить, что это красивое явление своим существованием обязано только особенностям работы человеческого мозга, а не, например, влиянию атмосферы Земли.

Расстояние между Луной и Землей периодически меняется от максимального (в апогее) до минимального (в перигее). Вместе с дистанцией варьируется и видимый диаметр спутника: от 29,43 до 33,5 угловой минуты. Благодаря этому возможны не только полные затмения , но и кольцевые (когда видимый размер Луны в апогее меньше солнечного диска). Примерно раз в 414 дней полнолуние совпадает с прохождением перигея. В это время можно наблюдать максимально большое ночное светило. Явление получило довольно громкое название суперлуние, однако видимый диаметр в этот момент всего лишь на 14% больше обычного. Разница очень незначительная, и простой наблюдатель отличий не заметит.

Благодаря точным измерениям расстояния, ученым удалось обнаружить сравнительно медленное, но постоянное увеличение дистанции между Землей и ее спутником. Скорость, с которой Луна отдаляется, - 3,8 см в год - слишком мала, чтобы можно было заметить существенное уменьшение видимого размера светила. Примерно в таком же темпе растут человеческие ногти. Тем не менее через 600 млн лет Луна настолько отдалится и, соответственно, уменьшится для земных наблюдателей, что полные солнечные затмения останутся в прошлом.

Стоит отметить, что спутник Земли , образовавшийся по современной теории от столкновения планеты с большим объектом 4,5 миллиарда лет назад, изначально находился в 10−20 раз ближе. Однако полюбоваться небом, украшенным светилом в 10−20 раз большего диаметра, чем сейчас, тогда было некому.

Видео

Понять, насколько далеко Луна находится от Земли, вы сможете, посмотрев это видео.

Расстояние от Земли до Луны пытались измерить еще древние греки.

До нас дошло только сочинение Аристарха Самосского «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» (III в. до н. э.), где он впервые в истории науки попытался установить расстояния до этих небесных тел и их размеры.

К решению этого вопроса Аристарх подошел очень остроумно. Он исходил из предположения, что Луна имеет форму шара и светит отраженным от Солнца светом. В этом случае, в те моменты, когда Луна имеет вид полудиска, она образует прямоугольный треугольник с Землей и Солнцем:

Если в этот момент точно определить угол между направлениями с Земли на Луну и на Солнце (CAB), можно из простых геометрических соотношений найти, во сколько раз катет (расстояние от Земли до Луны AB) меньше гипотенузы (расстояния от Земли до Солнца AC). По Аристарху, CAB=87°; следовательно, соотношение этих сторон 1:19.

Аристарх ошибся приблизительно в 20 раз: в действительности расстояние до Луны меньше, чем до Солнца, почти в 400 раз. Загвоздка заключается в том, что точно определить момент, когда Луна оказывается в вершине прямого угла, лишь на основе наблюдений невозможно. Малейшая же неточность влечет за собой огромное отклонение от истинного значения.

Величайший астроном древности Гиппарх Никейский в середине II века до н. э. с большой уверенностью определил расстояние до Луны и ее размеры, приняв за единицу радиус земного шара.

В своих вычислениях Гиппарх исходил из правильного понимания причины лунных затмений: Луна попадает в земную тень, имеющую форму конуса с вершиной, находящейся где-то в стороне Луны.

Схема, поясняющая определение радиуса Луны по методу Аристарха.
Византийская копия X века.

Посмотрите на рисунок. Он показывает положение Солнца, Земли и Луны во время лунного затмения. Из подобия треугольников следует, что расстояние от Земли до Солнца AB во столько раз больше расстояния от Земли до Луны BC, во сколько раз разность радиусов Солнца и Земли (AE - BF) больше разности радиусов Земли и ее тени на расстоянии Луны (BF - CG).

Из наблюдений при помощи простейших угломерных инструментов следовало, что радиус Луны составляет 15", а радиус тени приблизительно 40", то есть радиус тени больше радиуса Луны почти в 2,7 раза. Приняв расстояние от Земли до Солнца за единицу, можно было установить, что радиус Луны почти в 3,5 раза меньше радиуса Земли.

Уже было известно, что под углом в 1" наблюдается предмет, расстояние до которого превосходит его размеры в 3 483 раза. Следовательно, рассуждал Гиппарх, под углом в 15" наблюдаемый предмет будет в 15 раз ближе. Значит, Луна находится от нас на расстоянии, в 230 раз (3 483: 15) превосходящем ее радиус. А если радиус Земли составляет приблизительно 3,5 радиуса Луны, то расстояние до Луны равно 230: 3,5 ~ 60 радиусов Земли, или около 30 земных диаметров (это около 382 тыс. километров).

В наше время измерение расстояния от земли до Луны было выполнено с помощью метода лазерной локации. Суть этого метода заключается в следующем. На поверхности Луны устанавливается уголковый отражатель. С Земли с помощью лазера на зеркало отражателя направляется лазерный луч. При этом точно фиксируется время, когда сигнал был излучён. Отражённый от прибора на Луне свет в течение примерно одной секунды возвращается в телескоп. Определив точное время, за которое луч света проходит расстояние от Земли до Луны и обратно, можно установить расстояние от источника излучения до отражателя.

С помощью этого метода расстояние от земли до Луны определено с точностью до нескольких километров (максимальная точность измерения в настоящее время - 2-3 сантиметра!): в среднем оно составляет 384 403 км . «В среднем» не потому, что это расстояние взято из разных или приблизительных результатов измерений, а потому, что орбита Луны представляет собой не окружность, а эллипс. В апогее (наиболее удаленная от Земли точка орбиты) расстояние от центра Земли до Луны 406 670 км, в перигее (наиболее близкая точка орбиты) - 356 400 км.

В древностиПосле столкновения, обломки Теи были выброшены на орбиту Земли. Затем под воздействием гравитации они образовали небесное тело - Луну. Орбита Луны в то время была намного ближе, чем сегодня и находилась на расстоянии 15-20 тыс. км. На небосводе видимый ее размер тогда был в 20 раз больше. Со времени столкновения, расстояние Луны от Земли увеличивалось и на сегодня оно составляет в среднем 380 тыс. километров

Еще в античности люди пытались вычислять расстояние до видимых небесных тел. Так древнегреческий ученый и философ Аристарх Самосский, определил расстояние до Луны в 18 раз ближе Солнца. В действительности, это расстояние меньше в 400 раз.

Более точными были результаты вычислений у Гиппарха, согласно которым, расстояние до луны равнялось 30-ти земным диаметрам. Его расчеты основывались на вычислениях окружности Земли Эратосфена. По сегодняшним меркам это составляло 40 000 км, что диаметр Земли в 12800 км. Это соответствует действительным современным параметрам.

Современные данные об орбите Луны

Сегодня наука имеет достаточно точные методы определения расстояний до космических объектов. Во время пребывания астронавтов на Луне, они установили на ее поверхности лазерный отражатель, по которому ученые с высокой точностью сейчас определяют размеры орбиты и расстояние до Земли.

Форма орбиты Луны немного вытянута в овал. Самая близкая точка к Земле (перигей) находится на расстоянии 363 тыс. км, самая дальняя (апогей) - 405 тыс. км. Орбита имеет также значительный эксцентриситет 0,055. Из-за этого ее видимые размеры на небе довольно различны. Также плоскость орбиты Луны на 5° наклонена к плоскости орбиты Земли.

По орбите Луна движется со скоростью 1 км/с и огибает Землю за 29 дней. Местоположение ее на небе каждую ночь смещается вправо, глядя со стороны северного полушария, а для наблюдателей южного полушария - влево. Для них видимый диск Луны выглядит в перевернутом виде.

Луна ближе Солнца в 400 раз и настолько же меньше его в диаметре, поэтому на Земле наблюдаются солнечные затмения в точности совпадающие с размерами дисков светила и спутника. А из-за эллиптической орбиты Луна в дальней точке меньше в диаметре и благодаря этому видны кольцеобразные затмения. Луна постепенно продолжает удаляться от Земли на 4 см в столетие, поэтому в далеком будущем таких затмений, как сейчас, людям наблюдать уже не придется.

384 467 километров – именно такое расстояние отделяет нас от ближайшего крупного космического тела, от нашего единственного естественного спутника – Луны. Напрашивается вопрос: каким образом учёные об этом узнали? Ведь нельзя же, в самом деле, прогуляться от Земли до Луны с метром в руках!

Тем не менее, попытки измерить расстояние до Луны предпринимались ещё в древности. Попытался это сделать древнегреческий учёный Аристарх Самосский, тот самый, который первым высказал мысль о гелиоцентрической системе! Знал он и о том, что Луна, как и Земля, имеет форму шара и не излучает собственного света, а светит отражённым солнечным. Он предположил, что в то время, когда Луна для наблюдателя с Земли выглядит как полудиск. Между ней, Землёй и Солнцем образуется прямоугольный треугольник, в котором расстояние между Луной и Солнцем и между Луной и Землёй – катеты, а расстояние между Солнцем и Землёй – гипотенуза.

Следовательно, нужно найти угол между направлениями на Луну и на Солнце, и тогда с помощью соответствующих геометрических вычислений можно рассчитать, во сколько раз катет Земля-Луна короче гипотенузы Земля-Солнце. Увы, технологии того времени не позволяли точно определить время, когда Луна занимает позицию в вершине упомянутого прямоугольного треугольника, а в таких вычислениях небольшая погрешность в измерениях ведёт к большим ошибкам в расчетах. Аристарх ошибся почти в 20 раз: у него выходило, что расстояние до Луны в 18 раз меньше расстояния до Солнца, в действительности же оно меньше в 394 раза.

Более точный результат получил другой древнегреческий учёный – Гиппарх. Он, правда, придерживался геоцентрической системы, но причину лунных затмений понимал правильно: Луна попадает в тень Земли, и тень эта имеет форму конуса, вершина которого располагается в стороне от Луны. Контур этой тени можно наблюдать во время затмения на диске Луны, и по изгибу края можно определить, в каком соотношении находится её поперечное сечение и размер самой Луны. Учитывая, что Солнце находится гораздо дальше, чем Луна, можно было рассчитать, насколько далеко должна быть Луна, чтобы тень уменьшалась до такого размера. Такие расчеты привели Гиппарха к выводу, что расстояние от Земли до Луны составляет 60 земных радиусов, или 30 диаметров. Диаметр же Земли был вычислен Эратосфеном – в переводе на современные меры длины 12 800 километров – таким образом, по Гиппарху, расстояние от Земли до Луны составляет 384 000 километров. Как видим, весьма недалеко от истины, особенно если учесть, что у него не было ничего, кроме простых угломерных приборов!

В XX веке расстояние от Земли до Луны было измерено с точностью до трёх метров. Для этого на поверхность нашей космической «соседки» около 30 лет назад доставили несколько отражателей. К этим отражателям с Земли посылается сфокусированный лазерный луч, скорость света известна, и по тому времени, которое затрачивает лазерный луч на путь «туда и обратно», вычисляется расстояние до Луны. Такой метод называется лазерной локацией.

Говоря о расстоянии от Земли до Луны, следует помнить, что речь идёт о среднем расстоянии, ведь орбита Луны не круговая, а эллиптическая. В наиболее удалённой от Земли точке (апогее) расстояние между Землёй и Луной составляет 406 670 км, а в самой близкой (перигее) – 356 400 км.

Луна всегда приковывала к себе внимание человека. Наверное, каждый из нас мечтал в детстве быть космонавтом и побывать на ней. Поскольку сегодня в мире активно набирает обороты космический туризм, многих интересует вопрос временных затрат на дорогу от Земли к Луне.

Минимальное расстояние от Земли к Луне равно 354 988 километрам . Чтобы преодолеть этот путь, человеку потребуется:

• 9 лет беспрерывной ходьбы со скоростью 5-6 километров в час;
• 160-163 суток , если ехать автомобилем со скоростью 100-105 км/ч;
• 20-21 день беспрерывного полета на самолете, преодолевающий в час 800-850 километров;
• Для полета от Земли к Луне на космическом корабле «Аполлон» вам потребуется 72-74 часа ;
• Если двигаться к Луне со скоростью света, а это 300 000 км/сек, то вся дорога займет 1,25 световой секунды .

Если же брать только специальный летательный транспорт, то на дорогу к Луне вы потратите:

• 1 год 1,5 месяца, если лететь на устройстве по типу зонда ЕКА SMART-1 . Его особенность – ионный двигатель, который считается наиболее экономным в своем роде. Несмотря на то, что этот полет был самым медленным – в технологическом плане он был самым продвинутым. ЕКА SMART-1 лунный зонд был запущен 27-ого сентября 2003 и использовал революционный ионный двигатель для полета на Луну. Хотя ЕКА SMART-1 достиг Луны спустя 410 дней, за время своего путешествия он потратил всего 82 кг топлива. На сегодняшний момент – это самый экономный способ движения.
• 5 дней на китайском спутнике Chang’e-1 . Полет устройства осуществляется благодаря ракетным двигателям. Но ему пришлось провисеть на околоземной орбите до 31 октября в ожидании правильной точки отправки. Он прибыл на Луну 5 ноября, используя при полете обычные ракетные двигатели.
• 36-37 часов, если вы полетите на устройстве типа советского спутника Луна-1 . Спутник прошел на расстоянии всего в 500 км от Луны, после чего вышел на гелиоцентрическую орбиту. Спутнику потребовалось всего 36 часов чтобы достичь Луны.
• Почти 9 часов, если использовать разработку NASА «Новые горизонты» миссии Плутон.

До настоящего времени самым быстрым полетом на Луну является проект NASA “Новые горизонты” миссия Плутона. С самого начала спутнику было преданно большое ускорение – скорость движения составила около 58 000 км/час. Это было сделано для того, чтобы спутник мог преодолеть притяжение Солнца в солнечной системе. Однако, не смотря на такую внушительную скорость, спутнику все равно потребовалось восемь часов и тридцать пять минут, чтобы преодолеть 380 000-километровую дистанцию.

Таким образом, у компаний занятых в космическом туризме, есть несколько вариантов для экскурсионных туров вокруг Луны. Они могут предлагать как долгие круизы – используя ионные двигатели, так и короткие – используя быстрые и мощные ракеты, для того чтобы свозить желающих на Луну на уикенд.

Почему прекращены полеты на Луну и работы по ее освоению?

Бывал ли кто на спутнике Земли? И если да, то почему страны прекратили полеты на Луну? Как заявили американцы, первая экспедиция была отправлена в 1969 году, а если быть точнее, то 20 июля. Нил Армстронг возглавлял команду астронавтов. В то время американцы просто ликовали. Ведь именно они первыми ступили на поверхность Луны. Но многие в этом сомневались.

Поводом для споров скептиков стали многочисленные фотографии и записи разговоров представителей экспедиции с Землей. Однако в то время было достаточно сложно подделать какие-либо снимки. Не говоря уже об аппаратуре и лазерных отражателях, которые были оставлены на поверхности Луны для ее дальнейшего изучения. Некоторые предполагают, что технику доставил беспилотный модуль. Доказать, что кто-то побывал или не побывал на поверхности спутника Земли, практически невозможно. К тому же многие документы остаются до сих пор засекреченными.

Политическая ситуация

Это первая причина того, почему прекращены полеты на Луну. Не стоит забывать, что в то время между двумя крупными государствами велась гонка за возможность первыми запустить ракету в космос. Решающим событием в этой битве стало применение ядерных реакций. Возможности, которые были связаны с таким открытием, были не просто захватывающими, но и устрашающими. К тому же в этой гонке явного лидера не было. И СССР, и Америка уделяли много внимания именно космическим перелетам. Советский Союз – это первое государство, которое отправило в космос человека. Если СССР добился такой возможности, то почему не удались полеты на Луну? Почему они прекратились, даже не начавшись?

В сторону Америки был брошен вызов. В свою очередь, НАСА приложило немало усилий, чтобы сделать ответный ход. Нашумевшие полеты на Луну – не просто достижение. Это попытка показать свое превосходство над всем миром. Может, это и послужило причиной закрытия программы. Ведь другие государства не обладали достаточным количеством средств, чтобы пойти дальше Америки в своих разработках. Так стоит ли государству тратить свои силы и средства дальше?

Экономика стран

Конечно, есть еще одна причина того, почему прекращены полеты на Луну, – экономика стран. На разработку космических аппаратов, а также на их запуск государствами было выделено немало финансовых средств. Если поверхность спутника Земли можно было разделить, то его территории стали бы лакомым кусочком для многих состоятельных людей.

Однако спустя некоторое время было создано соглашение, согласно которому абсолютно все небесные тела являются достоянием человечества. Любые исследования космоса должны были проводиться только во благо всех стран. Отсюда следует, что выделение больших финансовых средств на программы по освоению космоса просто не принесут пользы. И государство, выделившее деньги, просто не сможет развиваться. В итоге особого смысла в больших затратах просто нет. Ведь можно воспользоваться достижениями других стран.

Производственные площади

Не так давно целесообразнее было переоборудовать любое предприятие под нужды государства. Сейчас же просто невозможно выпускать ракеты с определенными параметрами лишь потому, что сделать этого негде. В любом случае перепрофилирование предприятия – это достаточно сложный процесс.

Проблема в данном случае заключается не только в финансовой стороне вопроса. Причина кроется в отсутствии необходимого количества обученных специалистов. То поколение, которое занималось работой над лунной программой, уже давно вышло на пенсию. Что касается новых сотрудников, то они еще не так опытны. Они не обладают всеми знаниями в данной сфере. А ошибок полеты на Луну не прощают. Их цена, как правило, это жизни астронавтов. Именно по этой причине лучше не проводить полеты на Луну. А почему они прекратились, нетрудно догадаться.