читать дальшечитать дальшеМы помним, что Земля вращается вокруг Солнца в плоскости, называемой плоскостью эклиптики (или просто эклиптикой). При этом ось вращения Земли наклонена к эклиптике под углом 23°26′, что и обеспечивает нам смену времен года.
читать дальшеГоворя несколько точнее, средний угол между экватором Земли и эклиптикой может быть рассчитан по формуле 23°26′21,448″ - 46,8150″ t - 0,00059″ t² + 0,001813″ t³, где t - время, прошедшее с 1 января 2000 года в веках.
В отличие от нормальных спутников Солнечной системы, Луна вращается вокруг Земли не в плоскости земного экватора, а в плоскости, близкой к плоскости эклиптики (ибо Луна, скорее всего, образовалась при столкновении Земли с крупным протопланетоидом, двигавшимся в плоскости эклиптики) и наклоненной к ней (именно этот наклон приводит к тому, что солнечные затмения происходят не при каждом новолунии, а лунные - не при каждом полнолунии). При этом плоскость, в которой лежит орбита Луны, слегка покачивается относительно эклиптики под воздействием разных факторов, о которых речь пойдет ниже. Это покачивание выражается в том, что угол между плоскостью вращения Луны и эклиптикой изменяется от примерно 4°59′ до 5°19′. При этом плоскость орбиты Луны не только покачивается, но еще и вращается сама по себе (прецессирует, как вращается ось вращения юлы), так что узлы лунной орбиты (точки, в которой лунная орбита пересекается с эклиптикой, имеющие звучные названия катабибазон (нисходящий узел, пересекая который Луна спускается к югу) и анабибазон (восходящий узел, который Луна проходит, поднимаясь на север)) медленно поворачиваются на запад, совершая полный поворот примерно за восемнадцать лет и семь месяцев.
Разумеется, Луна вращается вокруг Земли по эллипсу, и период ее обращения на сегодняшний день в среднем составляет 27,32166 суток (обратите внимание это - сидерический период, то есть, абсолютное время обращения "относительно неподвижных звезд". Но так как Земля сама вращается вокруг Солнца в ту же сторону, что и Луна, Луне приходится еще и "догонять" Землю, так что для того, чтобы прийти в ту же точку орбиты относительно наблюдателя с Земли, ей нужно дополнительное время. В результате видимый с Земли промежуток между двумя одинаковыми положениями Луны (например, между двумя одинаковыми фазами) оказывается большим сидерического месяца и составляет в среднем 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды (синодический месяц)). При этом сам эллипс, по которому движется Луна, немного пульсирует. Дело в том, что Луна - спутник необычный, и сила притяжения Луны Солнцем более, чем в два раза превосходит притяжение Луны Землей. А сама Земля вращается вокруг Солнца по несколько эксцентричной орбите, так что баланс сил тяготения, действующих на Луну, в течение года заметно изменяется. На все это накладывается тот факт, что сама Земля не является идеальным шаром, так что сила, с которой она притягивает Луну, зависит от того, какое положение относительно нее занимает в данный момент Луна. В результате всех эти факторов не только плоскость орбиты Луны качается (см. выше), но и форма ее орбиты изменяется - апогей Луны может колебаться от 404,18 до 406,74 тысяч километров, а перигей - от 356,41 до 369,96 тысяч километров.
Но это еще не все: сами перигей и апогей Луны постоянно смещаются - линия апсид (прямая, соединяющая самую удаленную и самую близкую к центру точки орбиты, то есть, в нашем случае, апогей и перигей) вращается с запада на восток, совершая полный оборот почти за восемь лет и десять месяцев.
На все это безобразие накладывается торможение Луны за счет приливов, из-за которого среднее расстояние от Луны до Земли увеличивается примерно на четыре сантиметра за год.
В результате всего перечисленного даже без учета случайных гравитационных воздействий со стороны прочих тел Солнечной системы положение Луны относительно Земли еще сто лет назад рассчитывалось с помощью уравнения, содержавшего около полутора тысяч членов.
При этом траектории первых искусственных спутников Луны рассчитывались практически без применения компьютера. Давайте вспомним, что видимый диаметр Луны составляет примерно полградуса - и оценим точность попадания...
@темы: наука/открытия, Луна