Urok12-Система «Земля-Луна»

Космическая эра

Наблюдение за телами Солнечной системы кроме оптических, последние более 40 лет осуществляется различными КА. У истоков начала космической эры стоит Россия.

• 4 октября 1957г  запущен первый ИСЗ (“Спутник-1”, СССР).
• 12 апреля 1961г  первый полет человека в космос (Ю.А.Гагарин, СССР, КК “Восток”).

Основоположник отечественной космонавтики Сергей Павлович Королев (1907-1966)

Основоположник теории реактивного движения Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935)

Первый космонавт планеты Юрий Алексеевич Гагарин (1934 – 1968)

Конструктор реактивных двигателей Валентин Павлович Глушко (1908-1990)

Первый ИСЗ. Шар диаметром 58 см и весом 83,6 кг

17.11. 19 70, АМС "Луна-17" доставила на Луну "Луноход-1"

15.11.1988, советский МТКК "Буран" на земле.

12.04.1961. Байконур. Ракета-носитель 8К72 ( "Восток " ) перед стартом. 

Земля

Земля – третья планета от Солнца, достаточно массивна и удерживает возле себя атмосферу

Редкое явление – перламутровые облака. Фото в Антарктиде Рене Бейкер на антарктической станции Моусон вечером 25 июля 2006г. Температура воздуха в области облаков -87°С, скорость ветра 230 км/ч. Состоят из кристалликов льда на высоте 20-30км.

Которая состоит из:

Основные движения Земли

Движение вокруг Солнца по эллиптической ( близка к круговой, е=0.0167) со средней скоростью 29,8км/с.

Радиус орбиты Земли -149,6 млн км – принят за одну астрономическую единицу.

Период обращения по орбите составляет 365,256 суток или один год.

Вращение вокруг оси Смена времени суток. Ось вращения все время // сама себе и наклонена к плоскости орбиты под углом 66°34'.

Вследствие этого происходит смена времен года.

Форма Земли

К 1684г И. Ньютон доказал, что Земля сжата по полюсам (эллипсоид)

Определение размера впервые проведены в 240г до НЭ в Египте Эратосфеном.

Грандиозные измерения от Северного Ледовитого океана до Дуная проведены в России в 1816-1855гг под руководством В.Я.Струве .

    Позже выяснено, что форма Земли имеет более сложную фигуру - геоид (грушевидная форма).

Экваториальный радиус 6378 км

Полярный радиус 6356 км.

Средний радиус 6371 км .

Сжатие составляет 0,0034

Сжатие е = (a-b)/a , где а – большая, b – малая полуось эллипса

Зная размер Земли, можно определить ее массу и среднюю плотность, считая приближенно Землю шаром

F=m . g=G (M . m)/R 2 М=(g . R 2 )/G ≈ 5,9736 . 10 24 кг þ ср = М/V =5,515кг/м 3

Луна – спутник Земли

Единственный естественный спутник Земли, удаленный в среднем от Земли на 384400км ( ± 21000км) .

Из-за большого размера систему Земля-Луна называют двойной планетой и центр масс находится на расстоянии 4671км от центра Земли (именно он движутся вокруг Солнца по эллиптической орбите).

Луна повернута к Земле одной стороной, светит отраженным светом, имеет пепельный цвет и вид фазы (освещенной части) зависит от взаимного расположения Солнца, Земли и Луны. Фаза - отношение площади освещенной части видимого диска Луны ко всей его площади (или толщины освещенной части диска к ее диаметру). 

а=384400км е= 0,0549 R=1738км

Если вид серпа Луны  (мысленно подставить палочку и получить букву р ) - месяц молодой (Луна растет).

Если вид серпа Луны  - месяц старый (Луна убывает).

    Полный цикл смены фаз ( синодический месяц ) составляет примерно 29,5 суток.

   Полный оборот вокруг Земли ( сидерический месяц ) Луна совершает примерно за 27,3 суток.

Луна быстро перемещается по небу с запада на восток: 360 о :27,3≈13 о /сут

Каждые сутки кульминация запаздывает на 24час : 27,3≈50 мин

Затмения

Затмение - явление, при котором свет от небесного тела временно затемняется другим телом .

Это может быть для нашей Солнечной системы: 1) проход планетарного спутника (например Луны), в тени планеты так, что на него не попадает свет (например Солнца); 2) затемнение всего светила (например Солнца) или его части проходящим перед ним  спутником (например Луной - солнечное затмение).

Схема солнечного затмения

Орбита Луны наклонена к плоскости орбиты Земли на 5,1°, поэтому время от времени эти три тела оказываются в соединении. Тогда происходит затмение.

В течение месяца, благоприятного для затмений может произойти одно солнечное, или два солнечных и лунное затмение. Следующее необходимое для затмений расположение лунной орбиты произойдет только через пол года (177-178 суток)

Максимальное число затмений в году - семь (например 1982г - четыре частных солнечных и три полных лунных) затмения Луны и четыре частных затмения Солнца, хотя одно из солнечных затмений было очень небольшим. Теоретически возможно, что в два последовательных новолуния произойдут солнечные затмения, а между ними - лунное затмение. Однако лунные затмения в два последовательных полнолуния невозможны.

Затмения повторяются (египетское - сарос ), что связано с поворотом плоскости  лунной орбиты. Малый сарос составляет 6585,32 сут (18 лет 10,32 дней). За это время происходит 70-71 затмение (42-43 солнечных и 28 лунных) и в следующем саросе затмения повторяются в этом же порядке. В любой серии сароса  каждое затмение происходит приблизительно на 8 часов позже и почти на 120° долготы западнее предыдущего затмения. Большой сарос составляет 19756 сут (54г 34 сут) - повторение почти одинаковых затмений, который меняется в течение 1000 лет другой серией.

Солнечное затмение

Виды солнечного затмения :

1. частное- закрывает часть солнечного диска , 

2. кольцевое - закрывает полностью Солнце, когда диаметр Луны меньше солнечного , 

3. полное (центральное)- закрывает полностью Солнце, когда диаметр Луны больше солнечного. 

  Солнечное затмение происходит в новолуние или близкой точке орбиты, максимальная длительность 7 мин 40сек. Тень прочерчивает по поверхности Земли изогнутую траекторию максимальной ширины в 264 км (полутени около 6000км), двигаясь со скоростью 1 км/с.

Частные затмения могут происходить и тогда, когда полное затмение не наблюдается ни в одной точке Земли.

Последовательность фаз кольцеобразного солнечного затмения 24 декабря 1973г (период 1,5 ч.)

В течение кратких моментов полного солнечного затмения наступает темнота и становятся видны внешние части Солнца - хромосфера и корона, свет которых обычно тонет в ярком свете фотосферы.

Полное затмение 29 марта 2006г. Фото космонавтов ВалерияТокарева и Уильяма Макартур с МКС

Условие наступления солнечного затмения - в момент новолуния Луна пересекает эклиптику.

Полное солнечное затмение 29 марта 2006 года

Лунные затмения

Виды лунного затмения:

1. частное -

2. полное -

   Лунное затмение происходит в полнолунии или близкой точке с максимальной продолжительностью  1 час 44 мин.

Красноватый цвет диска Луны объясняется тем, что через атмосферу лучше всего проходят красные и оранжевые лучи.

Затмение Луны 16 июля 2000г.

Схема наступления лунного затмения