Пользователь
41,7
рейтинг
17 июня 2014 в 16:51

Восход Земли на Луне… обычное дело


Практически все мы знаем, что Луна всегда повернута к Земле одной и той же своей стороной. Из школьных курсов физики мы так же знаем что причина этому – Земные приливы, навсегда скрывшие от нас обратную, «темную» сторону Луны. Принцип приливного захвата постулирует что планета – хозяйка практически всегда находится на одной точке небосвода своего спутника. Впрочем, я сказал это уж слишком однозначно, ибо на самом деле такое возможно только при идеальных условиях. Мир же к нашему счастью далеко не идеален, что вполне позволяет нам наблюдать на Луне полноценные восходы и закаты Земли…


Астрономы давно заметили что Луна своеобразно «покачивается» в течении лунного месяца, подставляя нам до 10% площади «темной» стороны. Вследствие чего еще до полета станции «Луна 3», астрономы располагали картами 60% лунной поверхности.
Явление это было названо либрацией. На данный момент выделяют 4 типа либраций, мы же остановимся на двух главных – либрации по широте и долготе.

1.Либрации по широте вызваны наклоном оси суточного вращения Луны к плоскости ее орбиты (амплитуда в 6° 50мин), вследствии чего Луна «подставляет» нам то северный, то южный полюс.
2.Либрации по долготе вызваны не нулевым эксцентриситетом лунной орбиты.
Эксцентриситет орбиты в упрощенном варианте отображает степень отклонения орбиты спутника или планеты от идеального круга. 0 означает идеально круглую орбиту. Больше 0, но меньше 1, в той или оной степени вытянутую орбиту (эллиптическую), при e=1 параболическую, а при e >1 – гиперболическую. Как вы заметили, орбита постепенно вытягивается при увеличении эксцентриситета от 0 до 1, разрываясь на е=1 (достижение второй космической на данной орбите).

Либрации Луны, вид с Земли.


Эксцентриситет Луны в среднем равен 0,05, чего вполне достаточно для появления небольших отклонений между скоростью вращения Луны вокруг Земли, и собственным вращением Луны вокруг своей оси. Это и провоцирует либрацию по долготе с амплитудой в 7° и 54 мин.

Очевидно что оба типа либрации вызывают движение Земли и на небосводе Луны – где голубая планета в течении месяца описывает огромный эллипс с наибольшим диаметром в 18°. Учитывая что угловые размеры Земли с Луны составляют «лишь» около 2° (вчетверо больше чем размеры Луны видимые с Земли), то это позволит будущим лунным колонистам наблюдать хоть и медленные, но зрелищные восходы и закаты родной планеты в определенных районах Луны.

Восход Земли в «зонах либрации», лунного полюса, средних широт и экватора (программа Stellarium).


Впрочем наименее терпеливые колонисты вполне могут наблюдать это «в быстрой перемотке» с орбиты Луны (зонд Kaguya/JAXA).


И небольшой бонус. Хотя на Япете, спутнике Сатурна, скорее всего и нет звездных врат куда умудрился угодить герой книги Артура Кларка «Космическая одиссея 2001», но все же благодаря неровностям орбиты этого спутника, там можно наблюдать вполне эпичные восходы «Властелина колец».
@praporweg
карма
100,7
рейтинг 41,7
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (65)

  • +2
    Почему в видео «программа Stellarium» Земля вращается, а в видео «зонд Kaguya/JAXA» — неподвижна?
    • +6
      Зонд быстро летит, Земля не успевает повернуться на заметный угол.
    • –2
      del
    • 0
      Потому что первое видео — многократно ускоренно, а второе нет (ну, или не так сильно).
    • +8
      ДОбавлю к ответу Белякова: Тут два противоположных механизма. Стеллариум показывает восход Земли за счет месячного движения самой Луны (за это время Земля делает 27 оборотов вокруг своей оси). Во втором случае Земля восходит уже за счет движения спутника на орбите Луны, а за пару десятков минут пролета «зоны восхода» (Кагуя обращалась с периодом 2 часа), Земля не успевает «провернутся».
    • 0
      del
  • +2
    Вот тут про это хорошо написано — n-t.ru/ri/mk/sk036.htm
    • 0
      Спасибо, давно читал статью, да посеял. Навеяло вновь об этом написать :)
      • 0
        Перечитайте еще n-t.ru/ri/mk/sk034.htm — у вас в статье ошибка:

        голубая планета в течении месяца описывает огромный эллипс


        На самом деле там что-то наподобие фигуры Лиссажу.
        • +1
          Это дабы быть понятнее читателю. В течении одного месяца реально на глаз походит на эллипс, однако за несколько месяцев выходит «Лиссажу».
          Что и заметно на рисунке 36 :)
        • 0
          Как раз описание рисунка 36
          «Таким образом, восход Земли и ее заход – довольно медленные явления. Если «большая ось» эллипсовидной траектории составляет около 15...20° и весь «эллипс» Земля проходит за 27 суток, то собственный угловой диаметр (2°) она проходит примерно за двое суток (здесь неравномерность кажущегося движения по «эллипсу» учтена на глазок). Такой и будет длительность вертикального восхода (или захода). У наклонного она будет еще больше.»
    • +1
      И вообще очень интересная книга!
      Вот буквально недавно перечитывал.
  • +2
    Оставлю тут ссылку, для тех, кто, как и я, впервые слышит о приливном захвате. Гугл почему-то находит все, кроме статьи в Википедии
  • +1
    Сколько лет на япете дляится «восход»?
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +2
    «Земля? Не, не слышал!» (С) житель тёмной стороны Луны
    • +4
      Не темной, а обратной. Солнце там исправно восходит и заходит.
      • 0
        Ну да, забыл «закавычить» :)
        Хотя, учитывая отсутствие «земного» света, она реально в среднем темнее, чем обращённая к Земле сторона ;)
        • 0
          Ну это еще посчитать нужно. Учесть разницу в расстоянии до Солнца в лунный полдень для центра обратной стороны и центра видимой стороны. И еще учесть что на обратной стороне не бывает затмений Солнца Землей.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            • 0
              Если так, то и считать ничего не надо, все очевидно:

              image
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          • 0
            Нюансов много, я согласен.
            Но в целом, я полагаю верным уточнённый тезис, что «лунной ночью на обратной стороне Луны средняя освещённость существенно ниже, чем на стороне, обращённой к Земле».

            UPD: нашёл некоторые цифры в Вики:
            «Угловой размер Земли при наблюдении с Луны в 3,7 раз больше, чем лунный при наблюдении с Земли, а закрываемая Землёй площадь небесной сферы в 13,5 раз больше, чем закрываемая Луной.… Освещение отражённым светом Земли примерно в 50 раз сильнее, чем освещение лунным светом на Земле»
            • 0
              Если рассматривать только ночь то да, на ближней стороне светло из-за Земли, это хорошо заметно при малых фазах (так называемый пепельный свет).

              image

              Интересно еще то что яркость пепельного света зависит от того каким полушарием Земля повернута к Луне (Африка «светит» ярче чем Тихий океан), и от глобальной погоды (чем больше облаков тем ярче). То есть Луна как бы показывает нам наше отражение.
              • +3
                Да, прямо напрашивается новая тема для «Смотри в корень» :)
                • +1
                  А во время полного лунного затмения, Луна освещена не отраженным светом Земли, а светом преломленным земной атмосферой. Благодаря этому цвет и яркость Луны во время полного лунного затмения позволяют судить о текущем состоянии земной атмосферы, например о количестве вулканической пыли (см. Шкала Данжона).

                  Я уж не говорю о том что форма края земной тени на поверхности Луны убедительно доказывает что Земля круглая :)
                  • 0
                    Задумался, а могут ли в теории «тёмные» обитатели обратной стороны Луны какими-то экспериментами догадаться о существовании огромной Земли, кроме как сходить на экскурсию на обращённую к Земле сторону? :)
                    • +1
                      Они обнаружат неравномерности в движении Солнца и планет по созвездиям с периодом в месяц вызванные орбитальным движением Луны и сделают выводы. Хотя… если обитатели сидят точно в центре обратной стороны и больше никуда не ходят, то тут возможен ложный вывод о том что Луна чудовищно огромная и имеет радиус 400 000 километров.

                      Кроме того, с помощью точных пружинных весов можно обнаружить небольшие различия ускорения свободного падения в перигее и апогее которые не связаны с положением Солнца (наиболее массивного видимого объекта который мог бы повлиять на это).
                      • 0
                        тут возможен ложный вывод о том что Луна чудовищно огромная и имеет радиус 400 000 километров

                        Но тогда сила тяжести должна быть существенно выше. Хотя, нет гарантий, что планета не полая внутри :))
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                          • 0
                            Измерить радиус планеты — не такая простая задача. Вот нашёл историю, как это было в случае с Землёй:
                            www.3planet.ru/history/1120.htm
                            Так вот, если бы такой же опыт поставили на обратной стороне Луны, то получили бы… те же самые 400.000 км :)
                            (потому что наблюдатели по сути вращались бы вокруг центра масс Земля-Луна)

                            Наверное, можно как-то вычислить кривизну, взобравшись на высокое сооружение и определив дальность видимости. Но тут нужно, чтобы поверхность была ровной (одинаковая «высота над уровнем моря»), и т.п. И как это сделать в бытовых условиях — сложно представить. Плюс на планетах с атмосферой есть явление рефракции, которое может всё сильно исказить. Правда, в случае Луны всё проще: «нет атмосферы — нет проблемы» :)
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                              • +2
                                Да, вы правы, я ошибся! Посмотрел сейчас ещё раз на картиночку в статье про Эратосфена — действительно, всё определяется чисто геометрией планеты (измерение одномоментное), а не её движением по орбите, как мне показалось.

                                Выходит, способ реально работает — Эратосфен плохого не посоветует! :)
                      • 0
                        с помощью точных пружинных весов можно обнаружить небольшие различия ускорения свободного падения в перигее и апогее


                        Наверное, ещё один возможный способ — выявить факт изменения направления вектора ускорения свободного падения (из-за описанных в данной статье либраций). Но тут тоже много возможных гипотез могло бы возникнуть :)
                    • 0
                      andy1618, SelenIT2, я еще вспомнил что раз в месяц Луна пролегает сквозь хвост земной магнитосферы и это приводит к интересным эффектам:
                      www.popmech.ru/science/7604-kriticheskie-dni-luny-vliyanie-planet/#full

                      Конечно вопрос, можно ли все это верно интерпретировать находясь на обратной стороне…
                      • 0
                        Спасибо, качественная статья, и название прекрасное! :)
  • –1
    Из школьных курсов физики мы так же знаем что причина этому – Земные приливы, навсегда скрывшие от нас обратную, «темную» сторону Луны.

    Вы это серьёзно? Этот бред есть в учебниках?
    • +3
      Это не бред. Имелись в виду приливы на Луне под воздействием Земли. В Википедии (я приводил ссылку выше) довольно хорошо про это написано.

      Хотя в школьных учебниках физики такого действительно уже нет.
  • +2
    «Смотри в корень» вспоминается, там кажется про это было
    • +1
      Не кажется, а так и было…
    • 0
      Там про марку советскую было, на которой были изображены 2 космонавта и картинка как в статье, а снизу написано «На Луне восход Земли». Потом кто-то вспомнил про то что Луна всегда обращена к Земле одной стороной и на марке сделали надпечатку — зачернили часть надписи, так что осталось «На Луне». А дальше задачка про траекторию Земли на лунном небе. Где-то вроде так.
      • 0
        Я давал ссылку на эту задачку чуть выше.
        • 0
          Написали бы, что там задача :) С утра не очень внимательно комментарии прочел.
          • 0
            Пардон, торопился, надо было ссылку с заголовком вставить.
  • 0
    «Впрочем, я сказал это уж слишком однозначно, ибо на самом деле такое возможно только при идеальных условиях. Мир же к нашему счастью далеко не идеален, что вполне позволяет нам наблюдать на Луне полноценные восходы и закаты Земли…» — тут вы не совсем правы, приливные силы просто еще не успели затормозить Луну, если я правильно помню(но могу ошибаться, но порядок тотже) им потребуется еще 1.5 млрд лет, чтоб орбиту сделать круговой и убрать либрации.
    • 0
      Могу представить, как приливные силы меняют скорость вращения небесного тела, но чтобы изменилась его орбита?.. Расскажите, пожалуйста, подробнее.
      • 0
        скопировал отсюда — http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,98624.0.html

        Если спутник уже синхронизирован, и его орбита строго круговая, то приливные силы немного вытянут его вдоль линии спутник-планета, но никакого приливного нагрева не будет. Однако если орбита хотя бы немного эксцентрична, в перицентре спутник будет вытянут приливными силами сильнее, а в апоцентре — слабее. Т.е. в течение своего орбитального периода спутник будет деформироваться туда-сюда. Поскольку спутник — не жидкий и не абсолютно упругий, эти регулярные деформации приведут к трению пород в недрах спутника друг о друга и выделению тепла, а орбита спутника будет постепенно скругляться
  • 0
    Практически все мы знаем, что Луна всегда повернута к Земле одной и той же своей стороной. Из школьных курсов физики мы так же знаем что причина этому – Земные приливы, навсегда скрывшие от нас обратную, «темную» сторону Луны.

    Земные приливы — это не причина, а следствие приливных сил, которые синхронизировали вращение Луны и Земли.
    • 0
      Эти приливы рано или поздно приведут к тому что Земля тоже будет повернута к Луне одной стороной (продолжительность суток сравняется с месяцем).
      • 0
        Только некоторые оценки указывают на то, что это произойдет после того, как солнце превратится в белый карлик. Также стоит отметить, что помимо взаимодействий с гидросферой приливные силы Луны влияют и на литосферу — энергия вращения Земли уменьшается не только из-за океанических приливов. Эти факты не оправдывают наличие фактической неточности у автора.
        • 0
          Эти факты не оправдывают наличие фактической неточности у автора.


          Естественно. Я лишь дополнил ваш комментарий.
        • 0
          Если я все верно помню, то это сильно больше текущего возраста Вселенной.
          • 0
            Жидкое трение морских приливов замедляет Землю неэффективно. Если в будущем океаны высохнут или замерзнут, торможение пойдет быстрее.
            • 0
              Масса Луны на два порядка меньше массы Земли => ее влияние в 100 раз слабее
    • +1
      Ошибки нет, ибо под земными приливами подразумевается приливное воздействие Земли на Луну. Это обычное научное выражение как среди российских ученых, так и иностранных. В таких случаях под лунно-солнечными приливами, подразумеваются океанические приливы на Земле (вызванные данными объектами), а под земными — уже воздействие Земли на саму Луну.
      Раз люди поняли о чем речь, решил что уточнять не надо:
      «Это не бред. Имелись в виду приливы на Луне под воздействием Земли. В Википедии (я приводил ссылку выше) довольно хорошо про это написано»" mayorovp
      • 0
        В статье по первой вашей ссылке не используется выражение «земные приливы», ровно как и по второй ссылке — там вообще не статья. Гугление по данному выражению приводит к тому же результату:
        Земные приливы — деформация Земли под действием приливных сил.

        Даже если такое выражение есть в узконаучной среде гидрометеорологов — вы же пишете публицистическую статью, а не научную, — уточняйте. Мне лично под выражением «земные приливы» представляются именно деформации гидросферы Земли под действием приливных сил со стороны Луны.
        • +1
          Тем не менее, океанические приливы делятся на лунные и солнечные (есть и другие, но речь не о них). То есть, лунный прилив — это прилив на Земле под воздействием Луны. Солнечный прилив — прилив на Земле под воздействием Солнца. По аналогии, земной прилив — это прилив на некотором небесном теле под воздействием Земли.

          Таким образом, автор сказал совершенно корректно, хотя и очень загадочно (мне, скажем, потребовался час на то, чтобы восстановить всю цепочку).
          • 0
            Я понимаю, что имеет в виду автор. Но считаю, что в данном конкретном случае следовало расписать название явления более подробно, поскольку с таким названием оно имеет неоднозначную трактовку трактовку.
            • 0
              Согласен.
      • 0
        А моего первого комментария вы не читали? Перед тем, как понять, о чем речь, я долго гуглил. Причем тема плохогуглящаяся. На запрос «приливной захват» гугл, конечно, выдает правильный ответ, но…

        Если гугл спросить про «принцип приливного захвата», то на самом верху будет эта статья. Дальше будет куча информации про приливные турбины, а также копипаста этой статьи на фишки.нет. Единственная толковая ссылка — астрономическая статья на компьюленте, которая, к сожалению, лишь один раз упоминает этот самый принцип без объяснений. Еще есть какая-то статья про принцип Коперника, в которой также ничего не объясняется.
        • 0
          Если термин плохо гуглится, это, по-моему, указывает на его неточность или ошибочность.
          • 0
            Это указывает на его схожесть с другими терминами, ничего более. Но я тоже считаю, что расписать следовало бы более подробно, можете со мной не спорить )
  • 0
    del
  • –1
    image
    Луна, ты пьяна, иди домой!
  • +1
    Хотелось бы в этой теме поделиться результатом собственных наблюдений. Оказывается либрация отлично заметна даже если сравнить фотографии Луны снятые с интервалом всего лишь в сутки. Вот видео сделанное на основе трех утренних фоток Луны от 13, 14 и 15 августа:

    instagram.com/p/ruZmjLvDj_/

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.