384 467 километров – именно такое расстояние отделяет нас от ближайшего крупного космического тела, от нашего единственного естественного спутника – Луны. Напрашивается вопрос: каким образом учёные об этом узнали? Ведь нельзя же, в самом деле, прогуляться от Земли до Луны с метром в руках!
Тем не менее, попытки измерить расстояние до Луны предпринимались ещё в древности. Попытался это сделать древнегреческий учёный Аристарх Самосский, тот самый, который первым высказал мысль о гелиоцентрической системе! Знал он и о том, что Луна, как и Земля, имеет форму шара и не излучает собственного света, а светит отражённым солнечным. Он предположил, что в то время, когда Луна для наблюдателя с Земли выглядит как полудиск. Между ней, Землёй и Солнцем образуется прямоугольный треугольник, в котором расстояние между Луной и Солнцем и между Луной и Землёй – катеты, а расстояние между Солнцем и Землёй – гипотенуза.
Следовательно, нужно найти угол между направлениями на Луну и на Солнце, и тогда с помощью соответствующих геометрических вычислений можно рассчитать, во сколько раз катет Земля-Луна короче гипотенузы Земля-Солнце. Увы, технологии того времени не позволяли точно определить время, когда Луна занимает позицию в вершине упомянутого прямоугольного треугольника, а в таких вычислениях небольшая погрешность в измерениях ведёт к большим ошибкам в расчетах. Аристарх ошибся почти в 20 раз: у него выходило, что расстояние до Луны в 18 раз меньше расстояния до Солнца, в действительности же оно меньше в 394 раза.
Более точный результат получил другой древнегреческий учёный – Гиппарх. Он, правда, придерживался геоцентрической системы, но причину лунных затмений понимал правильно: Луна попадает в тень Земли, и тень эта имеет форму конуса, вершина которого располагается в стороне от Луны. Контур этой тени можно наблюдать во время затмения на диске Луны, и по изгибу края можно определить, в каком соотношении находится её поперечное сечение и размер самой Луны. Учитывая, что Солнце находится гораздо дальше, чем Луна, можно было рассчитать, насколько далеко должна быть Луна, чтобы тень уменьшалась до такого размера. Такие расчеты привели Гиппарха к выводу, что расстояние от Земли до Луны составляет 60 земных радиусов, или 30 диаметров. Диаметр же Земли был вычислен Эратосфеном – в переводе на современные меры длины 12 800 километров – таким образом, по Гиппарху, расстояние от Земли до Луны составляет 384 000 километров. Как видим, весьма недалеко от истины, особенно если учесть, что у него не было ничего, кроме простых угломерных приборов!
В XX веке расстояние от Земли до Луны было измерено с точностью до трёх метров. Для этого на поверхность нашей космической «соседки» около 30 лет назад доставили несколько отражателей. К этим отражателям с Земли посылается сфокусированный лазерный луч, скорость света известна, и по тому времени, которое затрачивает лазерный луч на путь «туда и обратно», вычисляется расстояние до Луны. Такой метод называется лазерной локацией.
Говоря о расстоянии от Земли до Луны, следует помнить, что речь идёт о среднем расстоянии, ведь орбита Луны не круговая, а эллиптическая. В наиболее удалённой от Земли точке (апогее) расстояние между Землёй и Луной составляет 406 670 км, а в самой близкой (перигее) – 356 400 км.
Одна из основных черт характера любого человека - это любознательность. Именно ей человечество обязано большинству научных открытий и благам технического прогресса, основывающегося на них. С древних времен человек с интересом всматривался в ночное небо, в котором светилось бесчисленное количество звезд, а по небосводу неспешно плыла Луна. Неудивительно, что с тех пор мечта посетить какое-нибудь небесное тело не покидала человека.
Изобретение телескопа подтвердило предположение о том, что на минимальном расстоянии от Земли находится Луна. С этого момента писатели-фантасты в своих романах отправляли бесстрашных путешественников на это небесное тело. Интересно, что предлагаемые способы вполне соответствовали духу своего времени: снаряд, ракета на основе реактивного двигателя, антигравитационное вещество кейворит (Г. Уэллс) и пр. Правда, сказать точно, сколько лететь до Луны, никто не мог.
С тех пор прошло довольно много времени. Хотя термин «много» применим относительно продолжительности человеческой жизни, а вот для истории прошел всего лишь миг. Сейчас естественный все чаще рассматривается не просто как абстрактная цель полета, а как основа для баз будущего. Это могут быть поселения под сверхпрочным куполом, герметичные города под поверхностью, автоматические обсерватории и заправочные станции для космических кораблей. Поистине, полет фантазии не имеет границ. Удивительно, что при этом многие даже не догадываются, сколько до Луны.
Сейчас расстояние от Земли до спутника вычислено с высокой точностью. Поэтому, зная скорость, можно подсчитать, сколько времени лететь до Луны. Известно, что расстояние между центральными точками этих небесных тел составляет 384 400 км. Но так как для определения времени путешествия нужно знать путь между поверхностями, то нужно вычесть значения радиусов. У Земли это 6378 км, а у спутника 1738 км. Точный ответ на вопрос: «Сколько лететь до Луны?» предполагает необходимость учитывания особенностей орбиты нашего естественного спутника. Как известно, Луны близка к овалу (то есть эллиптическая), поэтому длина пути изменяется в пределах целых 12%, что довольно много. Так, при наибольшем сближении (перигей) расстояние составляет 363 104 км, а вот в дальней точке (апогей) уже 405 696 км. Учитывая сумму их радиусов, вычтем известные значения из меньшего числа и в результате получим 354 988 км. Это и есть удаленность от Земли до лунной поверхности.
Исходя из озвученного выше расстояния, можно совершенно точно сказать, сколько лететь до Луны. Осталось учесть только скорость движения, с которой планируется осуществить столь желаемое путешествие. Итак, время полета к поверхности естественного спутника зависит от выбранного средства передвижения и занимает:
160 суток при езде на автомобиле, передвигающемся со скоростью около 100 км/час;
Соответственно, самолету, пролетающему не менее 800 км в час, потребуется «всего» 20 суток;
Корабли американской программы «Аполлон» достигали поверхности нашего спутника за трое суток и четыре часа;
Развив вторую в 11,2 км/с, удастся покрыть расстояние за 9,6 часов;
Превратившись в чистую энергию (вспоминаем «Космическую Одиссею» Артура Кларка) и перемещаясь со (300 000 км/с), цели можно достичь за ничтожных 1,25 с;
Ну, а приверженцам высказывания: «Тише едешь - дальше будешь!» придется потратить не менее девяти лет, если непрерывно идти обычным шагом со скоростью 5 км/ч.
Очевидно, что вопрос: «Сколько лететь до Луны?» в настоящее время уже можно считать решенным. Осталось лишь выбрать транспортное средство, затем, в зависимости от принятого решения, запастись должным терпением, требуемым количеством провианта и отправиться в путь.
В древностиПосле столкновения, обломки Теи были выброшены на орбиту Земли. Затем под воздействием гравитации они образовали небесное тело - Луну. Орбита Луны в то время была намного ближе, чем сегодня и находилась на расстоянии 15-20 тыс. км. На небосводе видимый ее размер тогда был в 20 раз больше. Со времени столкновения, расстояние Луны от Земли увеличивалось и на сегодня оно составляет в среднем 380 тыс. километров
Еще в античности люди пытались вычислять расстояние до видимых небесных тел. Так древнегреческий ученый и философ Аристарх Самосский, определил расстояние до Луны в 18 раз ближе Солнца. В действительности, это расстояние меньше в 400 раз.
Более точными были результаты вычислений у Гиппарха, согласно которым, расстояние до луны равнялось 30-ти земным диаметрам. Его расчеты основывались на вычислениях окружности Земли Эратосфена. По сегодняшним меркам это составляло 40 000 км, что диаметр Земли в 12800 км. Это соответствует действительным современным параметрам.
Форма орбиты Луны немного вытянута в овал. Самая близкая точка к Земле (перигей) находится на расстоянии 363 тыс. км, самая дальняя (апогей) - 405 тыс. км. Орбита имеет также значительный эксцентриситет 0,055. Из-за этого ее видимые размеры на небе довольно различны. Также плоскость орбиты Луны на 5° наклонена к плоскости орбиты Земли.
По орбите Луна движется со скоростью 1 км/с и огибает Землю за 29 дней. Местоположение ее на небе каждую ночь смещается вправо, глядя со стороны северного полушария, а для наблюдателей южного полушария - влево. Для них видимый диск Луны выглядит в перевернутом виде.
Луна ближе Солнца в 400 раз и настолько же меньше его в диаметре, поэтому на Земле наблюдаются солнечные затмения в точности совпадающие с размерами дисков светила и спутника. А из-за эллиптической орбиты Луна в дальней точке меньше в диаметре и благодаря этому видны кольцеобразные затмения. Луна постепенно продолжает удаляться от Земли на 4 см в столетие, поэтому в далеком будущем таких затмений, как сейчас, людям наблюдать уже не придется.
Измерение расстояния от Земли до Луны проводились еще в древние времена: греки пытались сделать это неоднократно.
Данные сведения были необходимы человеку для получения полноценной картины представления о Вселенной.
Кроме вычислений о расстоянии до спутника Земли, древние греки проводили расчеты, чтобы вычислить его радиус.
Со временем технологический прогресс развивался и уже сегодня все измерения известны человеку.
Издавна людям было интересно, что же представляется собой космос и Луна – она с незапамятных времен была естественным спутником нашей планеты.
Люди интересовались, как далеко она находится и сколько до нее лететь, применяя для этого разнообразные подсчеты.
На сегодняшний день измерить расстояние методами, использующимися в повседневной жизни – нереально.
Для этого применяются тригонометрические формулы и расчеты.
Рассмотрим, как древние люди определяли этот показатель, напоминая, что он измеряется от центра спутника:
На основе геометрических уравнений и показателей, полученных с помощью угломерных инструментов, ученый проводил исследование.
Для начала он вычислил разницу расстояния до спутника и Солнца, после чего умножал данный результат на радиус Земли. Его расчеты показали, что расстояние равно 509680 в километрах.
Он проводил наблюдения за Луной при разных ее фазах и пришел к выводу, что расстояние до Земли будет равно 382260 километров.
Основываясь на угловых замерах, Гиппарх выяснил, что в период затмения Солнце и Луна имеют одинаковые показатели.
После этого он высчитал разницу и вывел формулу, по которой определил среднее расстояние.
Указать точные показатели расстояния в километрах невозможно: это связано с эллиптической формой орбиты, по которой движется спутник.
Это говорит о том, что некоторое время он удаляется от планеты, после чего снова приближается.
Обратите внимание! Существует несколько числовых результатов, позволяющих описать километраж расстояния до небесного спутника.
Реальные размеры могут изменяться в пределах 15 %, что связано с различными точками нахождения спутника.
Самая полная Луна находится к Земле гораздо ближе, чем тогда, когда она проходит фазу роста.
Известные показатели помогут узнать расстояние, которое измерили ученые:
На сегодня уже совершено большое количество полетов, для того, чтобы судить, сколько по времени занимает путешествие до спутника.
Ученые производили расчеты, исходя из скорости на ракете и наблюдения за космонавтами.
Вот некоторые цифры:
В 2003 году на основе станции с ионным революционным двигателем под названием ЕКА SMART-1 был произведен запуск лунного зонда.
Чтобы преодолеть притяжение Солнца, компания Nasa использовала огромное ускорение.
Важно! Советский спутник Луна-1 совершил первый полет, он прошел в 500 километрах от Луны, добравшись до места за 2 дня.
Сегодня туристические космические компании по всему миру предлагают путешествия на Луну короткой или длительной продолжительности.
Любые вычисления, произведенные человеком, были окружены множеством интересных фактов, историй. Измерение пространства и расстояния до Луны не лишено таких случаев.
Приведем несколько интересных примеров, связанных с историей вычисления времени полета, расстояния от Земли до спутника:
Известно, что в будущем планируются регулярные полеты на Марс, однако гораздо удобнее осуществлять их с поверхности спутника.
Вычисление расстояний до Луны помогает организаторам полетов достоверно просчитать количество топлива, а также средств, затрачиваемых на полет.
