Окрасою нічного неба крім розсипу зірок, безумовно, є Місяць. Завдяки поєднанню її розміру та відстані до Землі, вона є другим за яскравістю небесним об'єктом і може повністю заслонити сонячний диск під час затемнення. Не дивно, що нічне світило не одне тисячоліття привертає увагу людства.

Якби у Землі не було Місяця, багато склалося б інакше:

• доба була б значно коротшою;
• зміна пір року та клімат характеризувалися б нестабільністю;
• відбувалися б менш виражені припливи та відливи;
• поява на планеті життя в її теперішньому вигляді була б під сумнівом.

Діаметр Місяця

Середнє значення діаметра Місяця не надто велике за космічними мірками число - 3474,1 км. Це приблизно вдвічі менше, ніж відстань від Москви до Владивостока.

Проте Місяць займає п'ятемісце за розміром серед природних супутників планет Сонячної системи:

1. Ганімед.
2. Титан.
3. Каллісто.
4. Місяць.

А ось вже при порівнянні розмірів супутників по відношенню до їх планет Місяцю немає рівних. Маючи діаметр, що становить чверть земного, вона посідає перше місце. Крім того, її розмір більший, ніж у Плутона.

Яка відстань від Землі до Місяця

Величина непостійна. У середньому між центрами планети та її природним супутником 384 400 кілометрів. У цьому просторі помістилося б ще приблизно 30 Земель, а світла для подолання такої відстані потрібно 1,28 секунди.

Що якби до найближчого небесного тіла можна було дістатися автомобілем зі швидкістю 95 км/год? Враховуючи, що вся дистанція - це приблизно 10 кіл Землі, на подорож пішло стільки ж часу, як і на 10 об'їздів планети екватором. Тобто, трохи менше шести місяців. Поки найшвидше відстань до Місяця подолала міжпланетна станція «Нові горизонти», яка на своєму шляху до Плутона перетнула орбіту супутника через вісім з половиною годин після запуску.

Орбіта Місяця не ідеальне коло, А овал (еліпс), всередині якого знаходиться Земля. У різних точках він розташований ближче чи далі від планети. Через це, при обертанні навколо спільного із Землею центру мас, супутник наближається, то віддаляється. Так, найменше кілометрів поділяє небесні тіла, коли нічне світило перебуває у місці орбіти під назвою перигей. У точці, що позначається як апогей, супутник найвіддаленіший від планети. Мінімальна відстань – 356 400 км, а максимальна – 406 700 км. Таким чином, дистанція коливаєтьсявід 28 до 32 земних діаметрів.

Перші близькі до вірних оцінки відстані до «сусідки» Землі отримали ще II в. н. е. Птолемієм. У наш час, завдяки сучасним світловідбиваючим приладам, встановленим на супутнику, відстань вдалося виміряти найточніше (з похибкою в кілька сантиметрів). Для цього на Місяць спрямовують лазерний промінь. Потім відзначають, який період він повернеться до Землі, відбившись. Знаючи швидкість світла і час, за який досяг датчиків, неважко обчислити відстань.

Як наочно оцінити розмір Місяця та його відстань до Землі

Земний діаметр приблизно в 4 рази більше Місячного, а обсяг – у 64 рази. Відстань до нічного світила дорівнює приблизно 30 діаметрам планети. Щоб наочно оцінити дистанцію від Землі до її супутника та порівняти їх розміри, знадобляться два м'ячі: баскетбольний та тенісний. Співвідношення діаметрів:

• Землі (12742 км) і Місяця (3474,1 км) - 3,7:1;
• стандартного баскетбольного м'яча (24 см) та тенісного (6,7 см) – 3,6:1.

Значення досить близькі. Таким чином, якби Земля була розміром з баскетбольний м'яч, її супутник - з тенісний.

Можна попросити людей уявити, Що Земля - ​​це баскетбольний м'яч, а Місяць тенісний, і показати, наскільки у такому масштабі супутник віддалений від планети. Більшість, швидше за все, припустять відстань від 30 см до кількох кроків.

Насправді, щоб показати правильну відстань, доведеться відійти трохи більше, ніж сім метрів. Так, між планетою та її супутником у середньому 384400 км, а це приблизно 30 Земель або відповідно 30 баскетбольних м'ячів. Збільшення діаметра спортивного снаряда на 30 дає результат 7,2 м. Це приблизно 9 чоловічих або 11 жіночих кроків.

Видимий розмір Місяця із Землі

360 кутових градусів- все коло небесної сфери. При цьому нічне світило займає на ній приблизно половину одного градуса (в середньому 31 хвилину) – це кутовий (видимий) діаметр. Для порівняння: ширина нігтя вказівного пальця на відстані витягнутої руки – це приблизно один градус, тобто два місяці.

За унікальним збігом обставин видимі розміри Сонця та Місяця для мешканців Землі майже однакові. Це можливо через те, що діаметр найближчої зіркив 400 разів перевищує діаметр супутника, але і знаходиться денне світило в стільки ж разів далі. Завдяки такому збігу серед усіх планет, що обертаються навколо Сонця, тільки Землі можна спостерігати його повне затемнення.

Чи змінюється розмір Місяця

Звичайно, справжній діаметр супутника залишається однаковим, проте видимий розмір може змінюватися. Так, Місяць здається помітно більше під час сходу та заходу сонця. Коли нічне світило низько над горизонтом, відстань до спостерігача не зменшується, а навпаки, трохи збільшується (на радіус Землі). Візуальний ефект, здавалося б, має бути зворотним. Єдиної відповіді, яка пояснює причину ілюзії, немає. З упевненістю можна лише заявити, що це гарне явище своїм існуванням зобов'язане лише особливостям роботи людського мозку, а чи не, наприклад, впливу атмосфери Землі.

Відстань між Місяцем та Землею періодично змінюється від максимального (в апогеї) до мінімального (у перигеї). Разом із дистанцією варіюється і видимий діаметр супутника: від 29,43 до 33,5 кутової хвилини. Завдяки цьому можливі не тільки повні затемнення, а й кільцеві (коли видимий розмір Місяця в апогеї менше сонячного диска). Приблизно раз на 414 днів повний місяць збігається з проходженням перигею. У цей час можна спостерігати максимально велике нічне світило. Явище отримало досить гучну назву супермісяць, проте видимий діаметр у цей момент лише на 14% більше звичайного. Різниця дуже незначна і простий спостерігач відмінностей не помітить.

Завдяки точним вимірамвідстані вченим вдалося виявити порівняно повільне, але постійне збільшення дистанції між Землею та її супутником. Швидкість, з якою Місяць віддаляється, - 3,8 див на рік - дуже мала, щоб можна було помітити істотне зменшення видимого розміру світила. Приблизно в такому темпі ростуть людські нігті. Проте через 600 млн років Місяць настільки віддалиться і відповідно зменшиться для земних спостерігачів, що повні сонячні затемнення залишаться в минулому.

Варто відзначити, що супутник Землі, що утворився за сучасною теорією від зіткнення планети з великим об'єктом 4,5 мільярда років тому, спочатку перебував у 10-20 разів ближче. Проте помилуватися небом, прикрашеним світилом у 10-20 разів більшого діаметра, ніж зараз, тоді не було кому.

Відео

Зрозуміти, наскільки далеко Місяць знаходиться від Землі, ви зможете, подивившись це відео.

Відстань від Землі до Місяця намагалися виміряти ще давні греки.

До нас дійшов лише твір Аристарха Самоського«Про величини та відстані Сонця та Місяця» (III ст. до н. е.), де він уперше в історії науки спробував встановити відстані до цих небесних тіл та їх розміри.

До вирішення цього питання Аристарх підійшов дуже дотепно. Він виходив із припущення, що Місяць має форму кулі і світить відбитим від Сонця світлом. В цьому випадку, в ті моменти, коли Місяць має вигляд напівдиска, вона утворює прямокутний трикутник із Землею та Сонцем:

Якщо в цей момент точно визначити кут між напрямками із Землі на Місяць і на Сонце (CAB), можна з простих геометричних співвідношень знайти, у скільки разів катет (відстань від Землі до Місяця AB) менша за гіпотенузу (відстань від Землі до Сонця AC). По Арістарху, CAB = 87 °; отже, співвідношення цих сторін 1:19.

Аристарх помилився приблизно в 20 разів: насправді відстань до Місяця менша, ніж до Сонця, майже в 400 разів. Загвоздка полягає в тому, що точно визначити момент, коли Місяць опиняється у вершині прямого кута, лише на основі спостережень неможливо. Найменша ж неточність тягне у себе величезне відхилення від істинного значення.

Найбільший астроном давнини Гіппарх Нікейський у середині II століття до зв. е. з великою впевненістю визначив відстань до Місяця та її розміри, прийнявши за одиницю радіус земної кулі.

У своїх обчисленнях Гіппарх виходив з правильного розуміння причини місячних затемнень: Місяць потрапляє в земну тінь, що має форму конуса з вершиною, що знаходиться десь осторонь Місяця.

Схема, що пояснює визначення радіусу Місяця методом Аристарха.
Візантійська копія X ст.

Подивіться на малюнок. Він показує положення Сонця, Землі та Місяця під час місячного затемнення. З подоби трикутників випливає, що відстань від Землі до Сонця AB у стільки разів більша за відстань від Землі до Місяця BC, у скільки разів різниця радіусів Сонця та Землі (AE - BF) більша від різниці радіусів Землі та її тіні на відстані Місяця (BF - CG ).

Зі спостережень за допомогою найпростіших кутомірних інструментів випливало, що радіус Місяця становить 15", а радіус тіні приблизно 40", тобто радіус тіні більший за радіус Місяця майже в 2,7 рази. Взявши відстань від Землі до Сонця за одиницю, можна було встановити, що радіус Місяця майже в 3,5 рази менший за радіус Землі.

Вже було відомо, що під кутом в 1" спостерігається предмет, відстань до якого перевищує його розміри в 3483 рази. Отже, міркував Гіппарх, під кутом в 15" спостерігається предмет буде в 15 разів ближче. Значить, Місяць знаходиться від нас на відстані, що у 230 разів (3 483: 15) перевершує її радіус. Якщо ж радіус Землі становить приблизно 3,5 радіусу Місяця, то відстань до Місяця дорівнює 230: 3,5 ~ 60 радіусів Землі, чи близько 30 земних діаметрів (це близько 382 тис. кілометрів).

В наш час вимірювання відстані від землі до Місяця було виконано методом лазерної локації. Суть цього методу ось у чому. На поверхні Місяця встановлюється кутовий відбивач. З Землі за допомогою лазера на дзеркало відбивача прямує лазерний промінь. При цьому точно фіксується час, коли сигнал був випромінюваний. Відбите від приладу на Місяці світло протягом однієї секунди повертається в телескоп. Визначивши точний час, протягом якого промінь світла проходить відстань від Землі до Місяця і назад, можна встановити відстань від джерела випромінювання до відбивача.

За допомогою цього методу відстань від землі до Місяця визначена з точністю до кількох кілометрів (максимальна точність виміру в даний час – 2-3 сантиметри!): у середньому вона становить 384 403 км. «У середньому» не тому, що ця відстань взята з різних або приблизних результатів вимірювань, а тому, що орбіта Місяця є не колом, а еліпсом. У апогеї (найвіддаленіша від Землі точка орбіти) відстань від центру Землі до Місяця 406 670 км, у перигеї (найближча точка орбіти) - 356 400 км.

У давнину після зіткнення, уламки Теї були викинуті на орбіту Землі. Потім під впливом гравітації вони утворили небесне тіло – Місяць. Орбіта Місяця на той час була набагато ближчою, ніж сьогодні і знаходилася на відстані 15-20 тис. км. На небосхилі видимий її розмір тоді був у 20 разів більшим. З часу зіткнення, відстань Місяця від Землі збільшувалась і на сьогодні вона становить у середньому 380 тис. кілометрів

Ще в античності люди намагалися вираховувати відстань до видимих ​​небесних тіл. Так давньогрецький вчений і філософ Аристарх Самоський, визначив відстань до Місяця у 18 разів ближче за Сонце. Насправді, ця відстань менша у 400 разів.

Точнішими були результати обчислень у Гіппарха, згідно з якими, відстань до місяця дорівнювала 30-ти земним діаметрам. Його розрахунки ґрунтувалися на обчисленнях кола Землі Ератосфена. За сьогоднішніми мірками це становило 40 000 км, що діаметр Землі 12800 км. Це відповідає дійсним сучасним параметрам.

Сучасні дані про орбіту Місяця

Сьогодні наука має досить чіткі методи визначення відстаней до космічних об'єктів. Під час перебування астронавтів на Місяці, вони встановили на її поверхні лазерний відбивач, яким учені з високою точністю зараз визначають розміри орбіти і відстань до Землі.

Форма орбіти Місяця трохи витягнута в овал. Найближча точка до Землі (перигей) знаходиться на відстані 363 тис. км, найближча (апогей) - 405 тис. км. Орбіта також має значний ексцентриситет 0,055. Тому її видимі розміри на небі досить різні. Також площина орбіти Місяця на 5 ° нахилена до площини орбіти Землі.

По орбіті Місяць рухається зі швидкістю 1 км/сек і огинає Землю за 29 днів. Розташування її на небі щоночі зміщується вправо, дивлячись з боку північної півкулі, а для спостерігачів південної півкулі - вліво. Для них видимий диск Місяця виглядає у перевернутому вигляді.

Місяць ближче Сонця в 400 разів і настільки ж менше його в діаметрі, тому на Землі спостерігаються сонячні затемнення, що точно збігаються з розмірами дисків світила та супутника. А через еліптичну орбіту Місяць у дальній точці менше в діаметрі і завдяки цьому видно кільцеподібні затемнення. Місяць поступово продовжує віддалятися від Землі на 4 см за століття, тому в далекому майбутньому таких затемнень, як зараз, людям спостерігати вже не доведеться.

384467 кілометрів – саме така відстань відокремлює нас від найближчого великого космічного тіла, від нашого єдиного природного супутника – Місяця. Напрошується питання: як вчені про це дізналися? Адже не можна ж справді прогулятися від Землі до Місяця з метром у руках!

Проте спроби виміряти відстань до Місяця робилися ще в давнину. Спробував це зробити давньогрецький вчений Аристарх Самоський, той самий, який першим висловив думку про геліоцентричну систему! Знав він і про те, що Місяць, як і Земля, має форму кулі і не випромінює власного світла, а світить відбитим сонячним світлом. Він припустив, що в той час, коли Місяць для спостерігача із Землі виглядає як напівдиск. Між нею, Землею та Сонцем утворюється прямокутний трикутник, у якому відстань між Місяцем та Сонцем та між Місяцем та Землею – катети, а відстань між Сонцем та Землею – гіпотенуза.

Отже, потрібно знайти кут між напрямками на Місяць і на Сонце, і тоді за допомогою відповідних геометричних обчислень можна розрахувати, у скільки разів катет Земля-Місяць коротший за гіпотенузу Земля-Сонце. На жаль, технології на той час не дозволяли точно визначити час, коли Місяць займає позицію у вершині згаданого прямокутного трикутника, а таких обчисленнях невелика похибка у вимірах веде до великих помилок у розрахунках. Аристарх помилився майже у 20 разів: у нього виходило, що відстань до Місяця у 18 разів менша за відстань до Сонця, насправді ж вона менша у 394 рази.

Точніший результат отримав інший давньогрецький вчений - Гіппарх. Він, правда, дотримувався геоцентричної системи, але причину місячних затемнень розумів правильно: Місяць потрапляє в тінь Землі, і тінь ця має форму конуса, вершина якого розташована осторонь Місяця. Контур цієї тіні можна спостерігати під час затемнення на диску Місяця, і за вигином краю можна визначити, в якому співвідношенні знаходиться його поперечний переріз і розмір Місяця. Враховуючи, що Сонце знаходиться набагато далі, ніж Місяць, можна було розрахувати, наскільки далеко має бути Місяць, щоб тінь зменшувалась до такого розміру. Такі розрахунки привели Гіппарха до висновку, що відстань від Землі до Місяця становить 60 земних радіусів, або 30 діаметрів. Діаметр Землі був обчислений Ератосфеном - у перекладі на сучасні заходи довжини 12 800 кілометрів - таким чином, по Гіппарху, відстань від Землі до Місяця становить 384 000 кілометрів. Як бачимо, недалеко від істини, особливо якщо врахувати, що в нього не було нічого, крім простих кутомірних приладів!

У XX столітті відстань від Землі до Місяця була виміряна з точністю до трьох метрів. Для цього на поверхню нашої космічної "сусідки" близько 30 років тому доставили кілька відбивачів. До цих відбивачів із Землі посилається сфокусований лазерний промінь, швидкість світла відома, і на той час, яке витрачає лазерний промінь на шлях «туди й назад», обчислюється відстань до Місяця. Такий метод називається лазерною локацією.

Говорячи про відстань від Землі до Місяця, слід пам'ятати, що йдеться про середню відстань, адже орбіта Місяця не кругова, а еліптична. У найбільш віддаленій від Землі точці (апогеї) відстань між Землею та Місяцем становить 406 670 км, а в найближчій (перигеї) – 356 400 км.

Місяць завжди приковував до себе увагу людини. Напевно, кожен із нас мріяв у дитинстві бути космонавтом та побувати на ній. Оскільки сьогодні у світі активно набирає обертів космічний туризм, багато хто цікавить питання тимчасових витрат на дорогу від Землі до Місяця.

Мінімальна відстань від Землі до Місяця дорівнює 354 988 кілометрам. Щоб подолати цей шлях, людині знадобиться:

• 9 роківбезперервної ходьби зі швидкістю 5-6 кілометрів на годину;
• 160-163 дібякщо їхати автомобілем зі швидкістю 100-105 км/год;
• 20-21 деньбезперервного польоту літаком, що долає в годину 800-850 кілометрів;
• Для польоту від Землі до Місяця на космічному кораблі «Аполлон» вам знадобиться 72-74 години;
• Якщо рухатися до Місяця зі швидкістю світла, а це 300 000 км/сек, то вся дорога займе 1,25 світлової секунди.

Якщо ж брати тільки спеціальний літальний транспорт, то на дорогу до Місяця ви витратите:

• 1 рік 1,5 місяці, якщо летіти на пристрої типу зонда ЕКА SMART-1. Його особливість - іонний двигун, який вважається найбільш економним у своєму роді. Незважаючи на те, що цей політ був найповільнішим – у технологічному плані він був найпоширенішим. ЕКА SMART-1 місячний зонд був запущений 27 вересня 2003 і використав революційний іонний двигун для польоту на Місяць. Хоча ЕКА SMART-1 досяг Місяця через 410 днів, за час своєї подорожі він витратив лише 82 кг палива. На сьогоднішній момент – це найекономніший спосіб руху.
• 5 днів на китайському супутнику Chang'e-1. Політ пристрою здійснюється завдяки ракетним двигунам. Але йому довелося провисіти на навколоземній орбіті до 31 жовтня, чекаючи правильної точки відправки. Він прибув на Місяць 5 листопада, використовуючи під час польоту звичайні ракетні двигуни.
• 36-37 годин, якщо ви полетите на пристрої типу радянського супутника Місяць-1. Супутник пройшов на відстані всього 500 км від Місяця, після чого вийшов на геліоцентричну орбіту. Супутнику знадобилося всього 36 годин, щоб досягти Місяця.
• Майже 9 годин, якщо використовувати розробку НАСА «Нові горизонти»місії Плутон.

До цього часу найшвидшим польотом на Місяць є проект NASA "Нові горизонти" - місія Плутона. З самого початку супутнику було віддано велике прискорення – швидкість руху становила близько 58 000 км/год. Це було зроблено для того, щоб супутник міг подолати тяжіння Сонця у сонячній системі. Однак, не дивлячись на таку значну швидкість, супутникові все одно знадобилося вісім годин і тридцять п'ять хвилин, щоб подолати 380 000-кілометрову дистанцію.

Таким чином, у компаній зайнятих у космічному туризмі є кілька варіантів для екскурсійних турів навколо Місяця. Вони можуть пропонувати як довгі круїзи – використовуючи іонні двигуни, так і короткі – використовуючи швидкі та потужні ракети, щоб звозити бажаючих на Місяць на уїк-енд.

Чому припинено польоти на Місяць та роботи з його освоєння?

Чи бував хто на супутнику Землі? І якщо так, то чому країни припинили польоти на Місяць? Як заявили американці, першу експедицію було відправлено у 1969 році, а якщо бути точніше, то 20 липня. Ніл Армстронг очолював команду астронавтів. На той час американці просто тріумфували. Адже саме вони першими ступили на поверхню Місяця. Але багато хто в цьому сумнівався.

Приводом для суперечок скептиків стали численні фотографії та записи розмов представників експедиції із Землею. Проте на той час було досить складно підробити якісь знімки. Не кажучи вже про апаратуру та лазерні відбивачі, які були залишені на поверхні Місяця для її подальшого вивчення. Дехто припускає, що техніку доставив безпілотний модуль. Довести, що хтось побував чи не побував на поверхні супутника Землі практично неможливо. До того ж, багато документів залишаються досі засекреченими.

Політична ситуація

Це перша причина того, чому припинено польоти на Місяць. Не варто забувати, що на той час між двома великими державами велися перегони за можливість першими запустити ракету в космос. Вирішальною подією у цій битві стало застосування ядерних реакцій. Можливості, які були пов'язані з таким відкриттям, були не просто захоплюючими, а й лякаючими. До того ж у цих перегонах явного лідера не було. І СРСР, і Америка приділяли багато уваги саме космічним перельотам. Радянський Союз – це перша держава, яка відправила до космосу людину. Якщо СРСР досяг такої можливості, то чому не вдалися польоти на Місяць? Чому вони припинилися, навіть не розпочавшись?

У бік Америки було кинуто виклик. У свою чергу, НАСА доклало чимало зусиль, щоб зробити хід у відповідь. Нашумілі польоти на Місяць – не просто досягнення. Це спроба показати свою перевагу над усім світом. Може, це і спричинило закриття програми. Адже інші держави не мали достатньої кількості коштів, щоб піти далі Америки у своїх розробках. Тож чи варто державі витрачати свої сили та кошти далі?

Економіка країн

Звичайно, є ще одна причина того, чому припинено польоти на Місяць – економіка країн. На розробку космічних апаратів, а також їх запуск державами було виділено чимало фінансових коштів. Якщо поверхню супутника Землі можна було розділити, його території стали б ласим шматочком багатьох заможних людей.

Однак через деякий час було створено угоду, згідно з якою абсолютно всі небесні тіла є надбанням людства. Будь-які дослідження космосу мали проводитися лише на благо всіх країн. Звідси випливає, що виділення великих фінансових коштів на програми з освоєння космосу просто не принесуть користі. І держава, яка виділила гроші, просто не зможе розвиватися. У результаті особливого сенсу великих витратах просто немає. Адже можна скористатися здобутками інших країн.

Виробничі площі

Нещодавно доцільніше було переобладнати будь-яке підприємство під потреби держави. Зараз просто неможливо випускати ракети з певними параметрами лише тому, що зробити цього ніде. У будь-якому разі перепрофілювання підприємства – це досить складний процес.

Проблема у разі полягає у фінансовому боці питання. Причина у відсутності необхідної кількості кваліфікованих фахівців. Те покоління, яке працювало над місячною програмою, вже давно вийшло на пенсію. Що стосується нових співробітників, то вони ще не такі досвідчені. Вони не мають всіх знань у даній сфері. А помилок польоти на Місяць не вибачають. Їхня ціна, як правило, це життя астронавтів. Саме тому краще не проводити польоти на Місяць. А чому вони припинилися, неважко здогадатися.