Orbita Měsíce. Vliv Měsíce na Zemi

Měsíc je satelit naší planety, od nepaměti přitahovaný oči vědců a jen zvědaví lidé. Ve starověkém světě astrologové i astronomové zasvětili působivé pojednání. A básníci nezůstal za nimi. Dnes se v tomto smyslu trochu změnilo: oběžná dráha Měsíce, rysy jeho povrchu a podloží pečlivě zkoumají astronomové. Kompilátory horoskopů také nezanechávají oči z ní. Vliv satelitu na Zemi je studován oběma. Astronomové zkoumají, jak se interakce dvou kosmických těl odráží v pohybu a dalších procesech každého z nich. Během studia měsíce se znalosti v této oblasti výrazně zvýšily.

Původ

Podle vědců byla Země a Měsíc vytvořena přibližně ve stejnou dobu. Věk obou těl je 4,5 miliardy let. Existuje několik teorií satelitního původu. Každý z nich vysvětluje jednotlivé rysy měsíce, ale ponechává pár nevyřešených otázek. Nejbližší k pravdě dnes je teorie obrovské kolize.

Podle hypotézy se planeta, podobná velikosti Marsu, srazila s mladou Zemí. Náraz dopadl na dotyčnici a způsobil vysunutí do vesmíru většiny záležitostí tohoto kosmického těla, stejně jako určité množství pozemského "materiálu". Z této látky vznikl nový objekt. Poloměr oběžné dráhy Měsíce byl zpočátku šedesát tisíc kilometrů.

Hypotéza obrovské kolize dobře vysvětluje mnoho vlastností struktury a chemického složení družice, většinu vlastností systému Měsíce-Země. Pokud však vycházíme z teorie, některé fakty zůstávají nejasné. Takže nedostatek železa v družici lze vysvětlit pouze skutečností, že v době srážky na obou tělech došlo k rozlišování vnitřních vrstev. K dnešnímu dni neexistují žádné důkazy o tom, že k tomu došlo. Nicméně, navzdory takovýmto protiargumentům je gigantská kolizní hypotéza považována za hlavní v celém světě.

Parametry

Měsíc, stejně jako většina jiných družic, nemá atmosféru. Byly zjištěny pouze stopy kyslíku, helia, neonu a argonu. Teplota povrchu v osvětlených a tmavých oblastech je proto velmi odlišná. Na slunné straně se může zvýšit na +120 ordm-C, a na tmavém sestupu na -160 ordm-C.

Průměrná vzdálenost mezi Zemí a Měsícem je 384 km. Ve formě je satelit prakticky ideální míč. Rozdíl mezi rovníkem a polárním poloměrem je malý. Jsou to 1738,14 a 1735,97 km.

Úplná revoluce Měsíce kolem Země trvá mírně déle než 27 dní. Pohyb satelitu na obloze pro pozorovatele je charakterizován fázovou změnou. Doba od jednoho úplného měsíce k druhému je poněkud delší než toto období a je přibližně 29,5 dne. Rozdíl vzniká, protože Země a satelit se také pohybují kolem Slunce. Měsíc, aby byl ve své původní pozici, musí překonat o něco víc než jedno kolo.

Systém "Země-Měsíc"

Měsíc je satelit, poněkud odlišný od jiných podobných objektů. Jeho hlavní rys v tomto smyslu je hmotný. Odhaduje se 7,35 * 10²² kg, což je přibližně 1/81 analogického parametru Země. A jestliže samotná masa není na kosmických plochách něco mimořádného, ​​její korelace s charakteristikami planety je atypická. Pomer hmotnosti v systémech "satelitní-planeta" je zpravidla poněkud menší. Podobný poměr se může pochlubit pouze Pluto a Charon. Tyto dvě kosmické těla byly již dávno charakterizovány jako systém dvou planet. Zdá se, že toto označení je také pravdivé v případě Země a Měsíce.

Pohyb Měsíce na oběžné dráze

Satelit rotuje kolem planety jednu revoluci ve vztahu k hvězdám během měsíce hvězd, který trvá 27 dní 7 hodin a 42,2 minut. Měsíční orbita ve tvaru je elipsa. V různých obdobích se družice nachází blíže k planetě a pak dále od ní. Vzdálenost mezi Zemí a Měsícem se pohybuje od 363 104 do 405 696 kilometrů.

S dráhou pohybu družice existuje další důkaz ve prospěch předpokladu, že Země se družicí musí být považována za systém skládající se ze dvou planet. Měsíční oběžná dráha není lokalizována v blízkosti rovníkové roviny Země (což je typické pro většinu satelitů), ale prakticky v rovině rotace planety kolem Slunce. Úhel mezi eklipticí a trajektorií družice je o něco více než 5 cm.

Oběžná dráha Měsíčního pohybu po Zemi podléhá vlivu mnoha faktorů. V této souvislosti není určení přesné trajektorie družice nejjednodušší.

Trochu historie

Teorie, která vysvětluje, jak se pohybuje Měsíc, byla položena v roce 1747. Autor prvních výpočtů, které přiblížily vědce k pochopení orbitálních charakteristik satelitu, byl francouzský matematik Claireau. Potom ve vzdáleném osmnáctém století byl měsíční oběh kolem Země často předkládán jako argument proti Newtonově teorii. Výpočty provedené pomocí zákon univerzální gravitace, rozhodně nesouhlasil se zřejmým pohybem družice. Claireau tento problém vyřešil.

Studium problému zahrnovalo známé vědce jako Dahlamber a Laplace, Euler, Hill, Puyso a další. Moderní teorie měsíčního oběhu skutečně začala práce Brown (1923). Studie britského matematika a astronomu pomohly odstranit rozpor mezi výpočty a pozorováním.

Těžký úkol

Pohyb měsíce je ve dvou základních postupech: rotace kolem osy a cirkulace kolem naší planety. Odvodit teorii vysvětlující pohyb družice by nebylo tak těžké, kdyby její orbita nebyla vystavena různým faktorům. Toto je přitažlivost Slunce a znaky tvaru Země a gravitační pole jiné planety. Takové vlivy narušují oběžnou dráhu a předpovídají, že přesná poloha měsíce v určitém období se stává obtížným úkolem. Abychom pochopili, co se děje, pojďme se zabývat některými parametry družice na oběžné dráze.

Vzestupný a sestupný uzel, řada aps

Jak již bylo řečeno, Měsíční orbita je nakloněna k ekliptice. Trajektorie pohybu dvou těles se protínají v bodech nazývaných vzestupné a sestupné uzly. Jsou umístěny na protilehlých stranách oběžné dráhy vzhledem k středu systému, tedy k Zemi. Pomyslná čára, která spojuje tyto dva body, je označena jako řada uzlů.

Nejbližší k naší planetě je satelit v bodě perigee. Maximální vzdálenost odděluje dvě kosmická těla, když je měsíc na vrcholu. Linka spojující tyto dva body se nazývá řada aps.

Poruchy oběžné dráhy

Důsledkem dopadu na pohyb družice je okamžitě velký počet faktorů, je to součet několika pohybů. Zvažte nejpozoruhodnější vznikající poruchy.

Prvním z nich je regrese linky uzlů. Přímka, která spojuje dva průsečíky roviny lunární orbity a ekliptiky, není na jednom místě fixována. To se pohybuje velmi pomalu ve směru opačném (tudíž nazývaném regrese) k pohybu satelitu. Jinými slovy, rovina oběžné dráhy Měsíce se rotuje ve vesmíru. Pro jednu úplnou revoluci trvá 18,6 let.

Řada aps se pohybuje také. Pohyb přímky spojující apocenter a pericenter je vyjádřen rotací roviny oběžné dráhy ve stejném směru jako pohyb Měsíce. To se děje mnohem rychleji než v případě linky uzlu. Celkový obrat trvá 8,9 let.

Měsíční oběžná dráha navíc vykazuje kolísání určité amplitudy. Časem se změní úhel mezi rovinou a ekliptickým. Rozsah hodnot je od 4 ° 59 `do 5 ° 17`. Stejně jako v případě linky uzlu je období takových výkyvů 18,6 let.

Konečně Měsícova oběžná dráha změní tvar. Mírně se táhne a vrátí se do původní konfigurace. To mění excentricitu oběžné dráhy (stupeň odchylky jejího tvaru od obvodu) od 0,04 do 0,07. Změny a návrat do původní pozice trvají 8,9 let.

Není to tak jednoduché

Ve skutečnosti, čtyři faktory, které je třeba vzít v úvahu při výpočtech - to není tolik. Nicméně nevyčerpávají všechny perturbace družice na oběžné dráze. Ve skutečnosti je každý parametr pohybu Měsíce neustále ovlivňován velkým počtem faktorů. To vše komplikuje úkol předpovědět přesné umístění satelitu. Zvažování všech těchto parametrů je často důležitým úkolem. Například výpočet trajektorie pohybu Měsíce a jeho přesnosti ovlivňují úspěch poslání kosmické lodi, která mu byla zaslána.

Vliv Měsíce na Zemi

Satelit naší planety je poměrně malý, ale jeho účinek je jasně viditelný. Možná, každý ví, že to je Měsíc, který tvoří příliv na Zemi. Zde musíte okamžitě provést rezervaci: Slunce také působí podobným účinkem, ale vzhledem k mnohem větší vzdálenosti není dechový efekt světla nápadný. Kromě toho je změna hladiny vody v mořích a oceánech také kvůli zvláštnostem rotace samotné Země.

Gravitační dopad Slunce na naši planetu je přibližně dvakrát vyšší než analogický parametr Měsíce. Nicméně, silové přílivy primárně závisí na nehomogenitě pole. Vzdálenost, která dělí Zemi a Slunce, je vyhlazuje, takže dopad Měsíce, který je blízko k nám, je silnější (dvakrát tolik, jako v případě svítidla).

Na straně planety, která právě stojí před nočním světlem, se vytváří přílivová vlna. Na druhé straně je také příliv. Pokud by byla Země nehybná, vlna by se pohybovala ze západu na východ, ležící přesně pod Měsícem. Jeho úplný obrat by byl dokončen za 27 dní, tedy za hvězdný měsíc. Nicméně období Otáčení Země kolem osy je o něco méně než 24 hodin. Výsledkem je, že vlna probíhá podél povrchu planety z východu na západ a jedna zatáčka končí za 24 hodin a 48 minut. Jak se vlna neustále setkává s kontinenty, posune se dopředu ve směru pohybu Země a překonává satelit planety ve svém běhu.

Odstranění oběžné dráhy Měsíce

Přílivová vlna způsobuje pohyb velkého množství vody. To přímo ovlivňuje pohyb satelitu. Působivá část hmoty planety je přemístěna ze spojovací čáry centry hmoty dvě těla a přitahuje mu měsíc. Výsledkem je, že satelit zažije vliv momentu síly, který zrychluje jeho pohyb.

V tomto případě jsou kontinenty, které se dostanou do přílivové vlny (pohybují se rychleji než vlna, protože Země se otáčí vyšší rychlostí než Měsíc), jsou ovlivněny silou, která je zpomaluje. To vede k postupnému zpomalení rotace naší planety.

Jako výsledek přílivové interakce dvou těles, stejně jako akce zákony o zachování energie a moment hybnosti, satelit se pohybuje na vyšší oběžnou dráhu. Tím se snižuje rychlost měsíce. Na oběžné dráze se začne pohybovat pomaleji. Něco podobného se děje se Zemí. Zpomaluje se, což má za následek postupné zvyšování trvání dne.

Měsíc se pohybuje od Země přibližně o 38 mm za rok. Studie paleontologů a geologů potvrzují výpočty astronomů. Proces postupného zpomalení Země a odstranění Měsíce začal asi před 4,5 miliardami let, tedy od okamžiku vzniku dvou těl. Údaje výzkumníků svědčí o předpokladu, že dříve byl měsíční měsíc kratší a Země se otáčela vyšší rychlostí.

Přílivová vlna se vyskytuje nejen ve vodách světových oceánů. Podobné procesy se vyskytují v plášti a v zemské kůře. Nicméně jsou méně patrné, protože tyto vrstvy nejsou tak ohebné.

Odstranění Měsíce a zpomalení Země se nestane navždy. Nakonec, doba rotace planety se bude rovnat době revoluce satelitu. Měsíc "visí" na jedné ploše. Země a satelit budou vždy obráceny stejnou stranou k sobě. Je vhodné připomenout, že část tohoto procesu již byla dokončena. Byla to přílivová interakce, která vedla k tomu, že na obloze je vždy vidět stejná strana měsíce. Ve vesmíru je příklad systému, který je v podobné rovnováze. Tito se již nazývají Pluto a Charon.

Měsíc a Země jsou v neustálé interakci. Není možné říci, který z těl ovlivňuje další. V tomto případě jsou oba vystaveny slunci. Významnou roli hrají další, vzdálenější kosmická těla. Zúčtování všech těchto faktorů činí poměrně obtížným způsobem přesně konstruovat a popsat orbitální pohyb družice kolem naší planety. Obrovské množství nahromaděných poznatků a neustále zlepšování vybavení však umožňují víceméně přesně předpovídat pozici družice kdykoliv a předpovídat budoucnost, kterou každý jednotlivý objekt a systém Země-Měsíc jako celek očekávají.