Månen er en satellitt for planeten vår, og tiltrekker seg øynene til forskere og bare nysgjerrige mennesker fra uminnelige tider. I den antikke verden viet både astrologer og astronomer imponerende avhandlinger til henne. Poetene la seg ikke bak dem. I dag har lite endret seg i denne forstand: Månens bane, egenskapene til overflaten og interiøret blir nøye studert av astronomer. Sammenstillere av horoskoper tar heller ikke blikket fra henne. Påvirkningen av satellitten på jorden studeres av begge. Astronomer studerer hvordan samspillet mellom to kosmiske kropper påvirker bevegelsen og andre prosesser til hver. Under studiet av månen har kunnskapen på dette området økt betydelig.
Opprinnelse
Ifølge forskere ble jorden og månen dannet omtrent samtidig. Begge kroppene er 4,5 milliarder år gamle. Det er flere teorier om opprinnelsen til satellitten. Hver av dem forklarer visse trekk ved Månen, men etterlater flere uløste spørsmål. Den gigantiske kollisjonsteorien regnes som den som er nærmest sannheten i dag.
I følge hypotesen kolliderte en planet tilsvarende Mars i størrelse med den unge jorden. Påvirkningen var tangensiell og forårsaket frigjøring i verdensrommet av det meste av stoffet i denne kosmiske kroppen, så vel som en viss mengde jordisk "materiale". Fra dette stoffet ble det dannet et nytt objekt. Månens baneradius var opprinnelig seksti tusen kilometer.
Hypotesen om en gigantisk kollisjon forklarer godt mange trekk ved strukturen og den kjemiske sammensetningen til satellitten, de fleste av egenskapene til Måne-Jord-systemet. Men hvis vi legger teorien til grunn, er enkelte fakta fortsatt uforståelige. Således kan mangelen på jern på satellitten bare forklares med det faktum at det på tidspunktet for kollisjonen hadde skjedd differensiering av de indre lagene på begge legemer. Til dags dato er det ingen bevis for at noe slikt har funnet sted. Og likevel, til tross for slike motargumenter, anses hypotesen om en gigantisk innvirkning å være den viktigste over hele verden.
Parameters
Månen, som de fleste andre satellitter, har ingen atmosfære. Kun spor av oksygen, helium, neon og argon er funnet. Overflatetemperaturen i opplyste og mørke områder er derfor svært forskjellig. På solsiden kan den stige til +120 ºС, og på den mørke siden kan den falle til -160 ºС.
Den gjennomsnittlige avstanden mellom jorden og månen er 384 000 km. Formen på satellitten er nesten en perfekt sfære. Forskjellen mellom ekvatorial og polar radier er liten. De er henholdsvis 1738,14 og 1735,97 km.
Fullstendig revolusjon av månen rundt jordentar litt over 27 dager. Bevegelsen av satellitten over himmelen for observatøren er preget av faseendring. Tiden fra en fullmåne til en annen er noe lengre enn den angitte perioden og er omtrent 29,5 dager. Forskjellen oppstår fordi Jorden og satellitten også beveger seg rundt Solen. Månen må reise litt mer enn én sirkel for å gå tilbake til sin opprinnelige posisjon.
Earth-Moon System
Månen er en satellitt, noe forskjellig fra andre lignende objekter. Hovedtrekket i denne forstand er massen. Den er beregnet til 7,351022 kg, som er omtrent 1/81 av den samme parameteren til jorden. Og hvis massen i seg selv ikke er noe utenom det vanlige i rommet, så er forholdet til planetens egenskaper atypisk. Som regel er masseforholdet i satellitt-planetsystemer noe mindre. Bare Pluto og Charon kan skryte av et lignende forhold. Disse to kosmiske kroppene begynte for en tid siden å bli karakterisert som et system av to planeter. Det ser ut til at denne betegnelsen også er gyldig når det gjelder Jorden og Månen.
Månen i bane
Satellitten gjør én omdreining rundt planeten i forhold til stjernene per siderisk måned, som varer 27 dager 7 timer og 42,2 minutter. Månens bane er elliptisk i form. Ved forskjellige perioder befinner satellitten seg enten nærmere planeten, eller lenger unna den. Avstanden mellom jorden og månen endres fra 363 104 til 405 696 kilometer.
Med satellittbaneenda et bevis henger sammen til fordel for antakelsen om at Jorden med en satellitt må betraktes som et system bestående av to planeter. Månens bane er ikke lokalisert i nærheten av Jordens ekvatorialplan (som er typisk for de fleste satellitter), men praktisk t alt i rotasjonsplanet til planeten rundt solen. Vinkelen mellom ekliptikken og satellittens bane er litt mer enn 5º.
Månens bane rundt jorden påvirkes av mange faktorer. I denne forbindelse er det ikke en lett oppgave å bestemme den nøyaktige banen til satellitten.
Litt av historien
Teorien som forklarer hvordan månen beveger seg ble lagt tilbake i 1747. Forfatteren av de første beregningene som brakte forskere nærmere å forstå egenskapene til satellittens bane var den franske matematikeren Clairaut. Så, i det fjerne attende århundre, ble månens revolusjon rundt jorden ofte fremsatt som et argument mot Newtons teori. Beregninger gjort ved hjelp av loven om universell gravitasjon skilte seg sterkt fra satellittens tilsynelatende bevegelse. Clairaut løste dette problemet.
Problemet ble studert av så kjente forskere som d'Alembert og Laplace, Euler, Hill, Puiseux og andre. Den moderne teorien om månens revolusjon begynte faktisk med arbeidet til Brown (1923). Forskningen til den britiske matematikeren og astronomen bidro til å eliminere avvikene mellom beregninger og observasjoner.
Ikke en lett oppgave
Månens bevegelse består av to hovedprosesser: rotasjon rundt sin akse og sirkulasjon rundt planeten vår. Det ville ikke være så vanskelig å utlede en teori som forklarer bevegelsen til satellitten hvisdens bane ble ikke påvirket av ulike faktorer. Dette er attraksjonen til solen, og egenskapene til jordens form, og gravitasjonsfeltene til andre planeter. Slike påvirkninger forstyrrer banen og forutsi den nøyaktige posisjonen til Månen i en bestemt periode blir en vanskelig oppgave. For å forstå hva som er i veien her, la oss dvele ved noen parametere for satellittens bane.
Stigende og synkende node, linje med apsider
Som allerede nevnt, er Månens bane tilbøyelig til ekliptikken. Banene til to kropper krysser hverandre i punkter som kalles stigende og synkende noder. De er plassert på motsatte sider av banen i forhold til midten av systemet, det vil si jorden. En tenkt linje som forbinder disse to punktene blir referert til som en linje med knuter.
Satellitten er nærmest planeten vår ved perigeumspunktet. Den maksimale avstanden skiller to romkropper når månen er på høydepunktet. Linjen som forbinder disse to punktene kalles apsidelinjen.
Baneforstyrrelser
Som et resultat av påvirkningen fra et stort antall faktorer på satellittens bevegelse, er det faktisk summen av flere bevegelser. Tenk på den mest merkbare av de nye forstyrrelsene.
Den første er nodelinjeregresjon. Den rette linjen som forbinder de to skjæringspunktene mellom månebanens plan og ekliptikken er ikke festet på ett sted. Den beveger seg veldig sakte i motsatt retning (det er derfor det kalles regresjon) til bevegelsen til satellitten. Med andre ord, planet til Månens baneroterer i rommet. Det tar henne 18,6 år å foreta en hel rotasjon.
Rekken av apsis beveger seg også. Bevegelsen til den rette linjen som forbinder aposenteret og periapsis uttrykkes i rotasjonen av orbitalplanet i samme retning som Månen beveger seg. Dette skjer mye raskere enn når det gjelder en linje med noder. En hel tur tar 8, 9 år.
I tillegg opplever månebanen svingninger med en viss amplitude. Over tid endres vinkelen mellom planet og ekliptikken. Verdiområdet er fra 4°59' til 5°17'. Akkurat som i tilfellet med nodelinjen, er perioden for slike svingninger 18,6 år.
Endelig endrer Månens bane form. Den strekker seg litt, og går deretter tilbake til sin opprinnelige konfigurasjon igjen. Samtidig endres eksentrisiteten til banen (graden av avvik for formen fra en sirkel) fra 0,04 til 0,07. Endringer og tilbakevending til opprinnelig posisjon tar 8,9 år.
Det er ikke så enkelt
De fire faktorene som må tas med i beregningene er faktisk ikke så mange. Imidlertid tømmer de ikke alle forstyrrelser i satellittens bane. Faktisk er hver parameter av Månens bevegelse konstant påvirket av et stort antall faktorer. Alt dette kompliserer oppgaven med å forutsi den nøyaktige plasseringen av satellitten. Og regnskap for alle disse parameterne er ofte den viktigste oppgaven. For eksempel påvirker beregningen av månens bane og dens nøyaktighet suksessen til oppdraget til romfartøyet som ble sendt til den.
Månens innflytelse på jorden
Vår planets satellitt er relativt liten, men innvirkningen er godmerkbart. Kanskje alle vet at det er Månen som danner tidevannet på jorden. Her må vi umiddelbart ta forbehold: Solen forårsaker også en lignende effekt, men på grunn av den mye større avstanden er tidevannseffekten til stjernen lite merkbar. I tillegg er endringen i vannstanden i hav og hav også forbundet med særegenhetene ved selve jordens rotasjon.
Solas gravitasjonspåvirkning på planeten vår er omtrent to hundre ganger større enn Månens. Tidevannskrefter avhenger imidlertid først og fremst av feltets inhomogenitet. Avstanden som skiller jorden og solen jevner dem ut, så effekten av månen nær oss er kraftigere (dobbelt så betydelig som i tilfellet med lyset).
En flodbølge dannes på siden av planeten som for øyeblikket vender mot nattstjernen. På motsatt side er det også tidevann. Hvis jorden var stasjonær, ville bølgen bevege seg fra vest til øst, plassert nøyaktig under månen. Dens fulle revolusjon ville bli fullført i løpet av 27 dager, det vil si i en siderisk måned. Imidlertid er rotasjonsperioden til jorden rundt sin akse litt mindre enn 24 timer. Som et resultat går bølgen over planetens overflate fra øst til vest og fullfører en rotasjon på 24 timer og 48 minutter. Siden bølgen hele tiden møtes med kontinentene, forskyver den seg fremover i retning av jordens bevegelse og overgår planetens satellitt i sin løp.
Sletting av månens bane
En flodbølge får en enorm vannmasse til å bevege seg. Dette påvirker direkte bevegelsen til satellitten. Den imponerende delenMassen til planeten er forskjøvet fra linjen som forbinder massesentrene til to kropper, og tiltrekker månen til seg selv. Som et resultat opplever satellitten et øyeblikk med kraft, som akselererer bevegelsen.
Samtidig opplever kontinentene som kjører på en flodbølge (de beveger seg raskere enn bølgen, siden jorden roterer med høyere hastighet enn månen gjør), en kraft som bremser dem. Dette fører til en gradvis nedgang i rotasjonen til planeten vår.
Som et resultat av tidevannsinteraksjonen mellom to kropper, samt virkningen av lovene for bevaring av energi og vinkelmomentum, beveger satellitten seg til en høyere bane. Dette reduserer månens hastighet. I bane begynner den å bevege seg saktere. Noe lignende skjer med jorden. Den bremser ned, noe som resulterer i en gradvis økning i lengden på dagen.
Månen beveger seg bort fra jorden med omtrent 38 mm per år. Studiene til paleontologer og geologer bekrefter astronomenes beregninger. Prosessen med gradvis nedbremsing av jorden og fjerning av månen begynte for omtrent 4,5 milliarder år siden, det vil si fra det øyeblikket de to kroppene ble dannet. Forskeres data støtter antagelsen om at tidligere månemåneden var kortere, og at jorden roterte med en høyere hastighet.
Flodbølgen forekommer ikke bare i vannet i havene. Lignende prosesser skjer både i mantelen og i jordskorpen. De er imidlertid mindre merkbare fordi disse lagene ikke er like formbare.
Månens resesjon og nedbremsingen av jorden vil ikke skje for alltid. Til slutt vil rotasjonsperioden til planeten være lik revolusjonsperioden til satellitten. Månen vil "sveve" over ett områdeoverflater. Jorden og satellitten vil alltid være snudd på samme side til hverandre. Her er det på sin plass å minne om at en del av denne prosessen allerede er fullført. Det er tidevannsinteraksjon som har ført til at samme side av Månen alltid er synlig på himmelen. I verdensrommet er det et eksempel på et system som er i en slik likevekt. Disse heter allerede Pluto og Charon.
Månen og jorden er i konstant interaksjon. Det er umulig å si hvilken av kroppene som har størst innflytelse på den andre. Samtidig er begge utsatt for solen. Andre, fjernere, kosmiske kropper spiller også en betydelig rolle. Regnskap for alle slike faktorer gjør det ganske vanskelig å nøyaktig bygge og beskrive en modell av en satellitts bevegelse i bane rundt planeten vår. Imidlertid gjør en enorm mengde akkumulert kunnskap, i tillegg til stadig forbedring av utstyr, det mulig å mer eller mindre nøyaktig forutsi posisjonen til en satellitt til enhver tid og forutsi fremtiden som venter hvert objekt individuelt og jord-månesystemet som en hel.
