Расстояние от нашей Земли до единственного спутника планеты — Луны

Как раньше рассчитывали расстояние от Земли до Луны

Как известно, спутник нашей планеты обнаружили ещё в древности. Что интересно уже тогда у людей возник вопрос, на каком расстоянии от Земли она находится. Многие учёные прибегали к разным методам для исчисления расстояния между Землёй и Луной. Это сейчас благодаря современной астрономии и космической техники мы побывали на ней, изучили и измерили все, что возможно. Но как древние астрономы рассчитывали данный промежуток? На самом деле, Луна первое космическое тело, дистанцию до которого смогли определить. Как оказалось, сначала это сделали учёные из Древней Греции.

Zemlya-i-Luna-2.jpg
Земля и Луна

Например, Аристарх Самосский. Он определил угол между Солнцем и Луной в 87 градусов. Отсюда следует, что спутник планеты ближе нашего главного светила в 20 раз. Это теперь мы знаем, что это ошибочный взгляд. Конечно, в то время астроном использовал подручные инструменты для вычислений, и не обладал теми знаниями, которые доступны нам. Но в любом случае он внёс свой вклад в этом вопросе.

Aristarh-Samosskij.jpg
Аристарх Самосский
Гиппарх Никейский

От чего зависит движение Луны

4-.jpg

Важным моментом теории движения Луны является факт того, что орбита Луны в космическом пространстве не является неизменной и стабильной. По причине сравнительно небольшой массы Луны, она подвержена постоянным возмущениям от более массивных объектов Солнечной Системы (прежде всего Солнца и Луны). Кроме того, на орбиту Луны оказывают влияние сплюснутость Солнца и гравитационные поля других планет Солнечной Системы. В результате этого величина эксцентриситета орбиты Луны испытывает колебания между 0.04 и 0.07 с периодом в 9 лет. Следствием этих изменений стало такое явление, как суперлуние. Суперлунием называется астрономическое явление, в ходе которого полная луна в несколько раз больше по угловым размерам, чем обычно. Так во время полнолуния 14 ноября 2016 года Луна находилась на рекордно близком расстоянии с 1948 года. В 1948 году Луна была на 50 км ближе, чем в 2016 году.5-1.jpg

Сравнение видимого диаметра Луны на земном небе в перицентре и апоцентре лунной орбиты

Кроме того наблюдаются и колебания наклонения лунной орбиты к эклиптике: примерно на 18 угловых минут каждые 19 лет.

График изменения расстояния между Землей и Луной за 2 года

На каких аппаратах осуществляются полеты

За всю историю освоения космоса на Луну летали многократно. Первым аппаратом, который отправился в сторону спутника, была советская межпланетная станция «Луна-1». Она пролетела в 6 тыс. км от его поверхности.

Удачными были полеты серий таких аппаратов:

  • «Пионер»;
  • «Луна»;
  • «Аполлон»;
  • «Рейнджер»;
  • «Зонд»;
  • «Сервейер»;
  • «Эксплорер»;
  • «Клементина»;
  • Hiten;
  • Lunar Prospector;
  • «Смарт»;
  • «Кагуя»;
  • «Чанъэ».

Запуск автоматических межпланетных станций «Луна» производился 33 раза, из них удачными оказались только 16. В рамках миссии «Аполлон» было запущено 15 космических кораблей с астронавтами.

Самым технологичным считается полет на аппарате EKA SMART-1 с ионным двигателем. Он был запущен в сентябре 2003 г., а цели достиг спустя 410 дней. За это время было использовано всего 82 кг топлива.

Artists_impression_of_the_SMART-1_mission_ESA199399__600x423.jpgГлавной целью миссий SMART является тестирование новых технологий, которые будут использоваться на более крупных проектах. Credit: commons.m.wikimedia.org.

Необходимая скорость

Космический объект сможет преодолеть земное притяжение и покинуть орбиту, если его скорость будет больше второй космической. Для Земли она составляет 11,2 км/с. Если тело удалось запустить с указанной или более высокой скоростью, то оно не упадет обратно.

После достижения аппаратом 2-й параболической (космической) скорости двигатели отключаются, в разреженном пространстве он может лететь за счет инерции. Но при приближении к Луне скорость увеличивается за счет гравитации. На этом этапе важно начать торможение, иначе запущенный космический объект разобьется о поверхность Луны.

Впервые развить вторую параболическую скорость удалось советскому аппарату «Луна-1». Рекордом считается скорость спутника «Плутон». При запуске ему придали ускорение 58 тыс. км/ч, чтобы он смог преодолеть земную гравитацию. Это позволило сократить сроки полета к Луне до минимума.

Luna-1__600x312.jpgАппарат «Луна-1» зарегистрировал внешний радиационный пояс нашей планеты и установил, что Луна не обладает сколько-нибудь мощным магнитным полем. Credit: mirkosmosa.ru.

Технические характеристики

Технические данные космических кораблей различаются. В автоматических беспилотных станциях устанавливаются солнечные батареи в качестве источника электроэнергии.

В приборном отсеке поддерживают такую температуру, при которой все устройства могут работать без сбоев. На аппаратах устанавливают бортовую астроинерциальную систему навигации, астрокорректор для сбора и обработки полученных астрономических данных, гиродины для коррекции функционирования двигателей.

Американские аппараты «Аполлон» отличались от беспилотных кораблей, их использовали для полетов астронавтов в космос. Состояли корабли серии «Аполлон» из командного и служебного отсеков, лунного модуля и переходников крепления.

Ракета-носитель «Сатурн-5», предназначавшаяся для высадки людей на лунной поверхности, входила в миссию «Аполлон-11» и состояла из 3 ступеней, в каждой из которых было горючее и жидкий кислород в качестве окислителя.

Время работы двигателей первой ступени — 160 секунд. Она разгоняла аппарат до 2,7 км/с и на высоте 100 км от поверхности Земли падала в океан.

На дистанцию 185 км ракету выводила вторая ступень. Время ее работы — 6 минут, за указанный промежуток аппарат достигал скорости 6,84 км/с. Запуск объекта на околоземную орбиту и на траекторию к Луне осуществлялся путем 2-этапного запуска третьей ступени.

Ракета «Сатурн-5» Аполлона-11 стартовала с космодрома Кеннеди 16 июля 1969, корабль достиг Луны за 3 дня. Credit: Getty-Contributor/NASA.

Почему теперь не летают на Луну

Однако после успешного полета американцев на Луну и высадки астронавтов миссии «Аполлон» на ее поверхность, интерес к исследованию спутника угас. С 1972 года к соседнему космическому телу не было запущено ни одного автоматического зонда, не говоря уже о пилотируемых полетах. Все исследования спутника ведутся с орбитальных околоземных станций.

Причина простая: стоимость лунных программ очень высокая, а окупаемость нулевая. «Аполлон» обошелся США в $25 млрд. В 2018-19 гг. такая программа стоила бы $136 млрд.

Политический престиж, когда США и СССР участвовали в лунной гонке исключительно ради приоритета, не считаясь с расходами, теперь признается нецелесообразной. Ни Россия, ни Америка не хотят выбрасывать деньги на «лунный грунт».

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий