Колко е разстоянието от земята. Разстояние от Земята до Луната: средни, минимални и максимални параметри. Относно определението за отдалеченост и опциите за неговото значение

Древните гърци се опитвали да измерят разстоянието от Земята до Луната.

До нас стигна само композицията Аристарх от Самос„За величините и разстоянията на Слънцето и Луната“ (III в. пр. н. е.), където той за първи път в историята на науката се опитва да установи разстоянията до тези небесни тела и техните размери.

Аристарх подходи към решаването на този въпрос много остроумно. Той изхожда от предположението, че Луната има формата на топка и свети със светлина, отразена от Слънцето. В този случай, в онези моменти, когато Луната има формата на половин диск, тя се образува правоъгълен триъгълниксъс Земята и Слънцето:

Ако в този момент можете точно да определите ъгъла между посоките от Земята към Луната и Слънцето (CAB), можете да намерите от прости геометрични отношения колко пъти е кракът (разстоянието от Земята до Луната AB) по-малко от хипотенузата (разстоянието от Земята до Слънцето AC). Според Аристарх, CAB = 87 °; следователно съотношението на тези страни е 1:19.

Аристарх се обърка около 20 пъти: в действителност разстоянието до Луната е по-малко, отколкото до Слънцето, почти 400 пъти. Уловката е да се определи точно кога луната е на върха прав ъгъл, само въз основа на наблюдения е невъзможно. Най-малката неточност води до огромно отклонение от истинската стойност.

Най-великият астроном на древността Хипарх от Никея в средата на 2 век пр.н.е. д. определил с голяма увереност разстоянието до Луната и нейните размери, като взели радиуса на земното кълбо като единица.

В своите изчисления Хипарх изхожда от правилното разбиране на причината за лунните затъмнения: луната попада в земната сянка, която има формата на конус с връх, разположен някъде по посока на луната.

Диаграма, обясняваща дефиницията на радиуса на Луната по метода на Аристарх.
Византийско копие от 10 век.

Разгледайте снимката. Показва позицията на Слънцето, Земята и Луната по време на лунно затъмнение... От сходството на триъгълниците следва, че разстоянието от Земята до Слънцето AB е толкова пъти по-голямо от разстоянието от Земята до Луната BC, колко пъти разликата между радиусите на Слънцето и Земята (AE - BF) е по-голяма от разликата между радиусите на Земята и нейната сянка на разстоянието до Луната (BF - CG ).

От наблюдения с помощта на най-простите гониометрични инструменти следва, че радиусът на луната е 15 ", а радиусът на сянката е приблизително 40", тоест радиусът на сянката е почти 2,7 пъти по-голям от радиуса на луна. Приемайки разстоянието от Земята до Слънцето като единица, беше възможно да се установи, че радиусът на Луната е почти 3,5 пъти по-малък от радиуса на Земята.

Вече беше известно, че обект се наблюдава под ъгъл от 1", разстоянието до което надвишава размера му с 3483 пъти. Следователно, разсъждава Хипарх, при ъгъл от 15" наблюдаваният обект ще бъде 15 пъти по-близо. Това означава, че Луната е на разстояние 230 пъти (3 483: 15) по-голямо от нейния радиус от нас. И ако радиусът на Земята е приблизително 3,5 пъти радиуса на Луната, тогава разстоянието до Луната е 230: 3,5 ~ 60 пъти радиуса на Земята или около 30 земни диаметъра (това е около 382 хиляди километра).

В наше време измерването на разстоянието от земята до луната се извършва с помощта на метода на лазерно ранжиране. Същността на този метод е следната. На повърхността на луната е инсталиран ъглов рефлектор. От земята лазерен лъч се насочва към рефлекторното огледало с помощта на лазер. В същото време времето, когато е излъчен сигналът, се записва точно. Светлината, отразена от устройството на Луната, се връща в телескопа за около една секунда. След като определи точно време, за който светлинен лъч изминава разстоянието от Земята до Луната и обратно, можете да зададете разстоянието от източника на излъчване до рефлектора.

Използвайки този метод, разстоянието от Земята до Луната беше определено с точност от няколко километра (максималната точност на измерване в момента е 2-3 сантиметра!): Средно е 384 403 км... „Средно“ не защото това разстояние е взето от различни или приблизителни измервания, а защото орбитата на Луната не е кръг, а елипса. В апогея (точката на орбитата, най-отдалечена от Земята), разстоянието от центъра на Земята до Луната е 406 670 km, в перигея (най-близката точка на орбитата) - 356 400 km.

В древни времена след сблъсъка отломките на Теа са били хвърлени в орбитата на Земята. След това под въздействието на гравитацията те образуват небесно тяло - Луната. Орбитата на Луната по това време е била много по-близка от днешната и е била на разстояние 15-20 хиляди км. В небето видимият му размер тогава е бил 20 пъти по-голям. От момента на сблъсъка разстоянието на Луната от Земята се е увеличило и днес е средно 380 хиляди километра.

Още в древността хората се опитвали да изчислят разстоянието до видимите небесни тела. Така древногръцкият учен и философ Аристарх от Самос определи разстоянието до Луната 18 пъти по-близо от Слънцето. Реално това разстояние е 400 пъти по-малко.

По-точни бяха резултатите от изчисленията на Хипарх, според които разстоянието до Луната е равно на 30 земни диаметъра. Неговите изчисления се основават на изчисления на обиколката на Земята на Ератостен. По днешните стандарти това беше 40 000 км, което е диаметърът на Земята от 12 800 км. Това е в съответствие с действителните съвременни параметри.

Съвременни данни за орбитата на Луната

Днес науката разполага с доста точни методи за определяне на разстоянието до космическите обекти. По време на престоя на астронавтите на Луната те инсталираха лазерен рефлектор на повърхността й, чрез който учените сега определят с висока точност размера на орбитата и разстоянието до Земята.

Формата на лунната орбита е леко удължена в овал. Най-близката точка до Земята (перигей) се намира на разстояние 363 хиляди км, най-далечната (апогей) - 405 хиляди км. Орбитата също има значителен ексцентриситет от 0,055. Поради това видимите му размери в небето са доста различни. Също така, равнината на орбитата на Луната е наклонена с 5 ° спрямо равнината на орбитата на Земята.

В орбита Луната се движи със скорост 1 km/s и се огъва около Земята за 29 дни. Местоположението му в небето се измества всяка вечер надясно, гледайки от северното полукълбо, а за наблюдателите на южното полукълбо - наляво. За тях видимият диск на Луната изглежда с главата надолу.

Луната е 400 пъти по-близо от Слънцето и е също толкова по-малък в диаметър, поради което слънчевите затъмнения се наблюдават на Земята точно същите като размерите на дисковете на звездата и спътника. И поради елиптичната орбита, луната в далечната точка е с по-малък диаметър и поради това се виждат пръстеновидни затъмнения. Луната постепенно продължава да се отдалечава от Земята с 4 см на век, следователно в далечното бъдеще хората вече няма да трябва да наблюдават такива затъмнения като сега.

Луната винаги е привличала вниманието на човек. Вероятно всеки от нас е мечтал в детството си да бъде космонавт и да го посети. Тъй като космическият туризъм активно набира скорост в света днес, мнозина се интересуват от въпроса за времето, прекарано по пътя от Земята до Луната.

Минималното разстояние от Земята до Луната е 354 988 километра... За да преодолее този път, човек ще се нуждае от:

• 9 годининепрекъснато ходене със скорост 5-6 километра в час;
• 160-163 дниако шофирате кола със скорост 100-105 км / ч;
• 20-21 днинепрекъснат полет със самолет, покриващ 800-850 километра в час;
• За полет от Земята до Луната на космически корабАполон, от който се нуждаеш 72-74 часа;
• Ако се придвижите до Луната със скоростта на светлината, която е 300 000 км/сек, тогава целият път ще измине 1,25 светлинни секунди.

Ако вземете само специални летящи превозни средства, тогава по пътя към Луната ще похарчите:

• 1 година 1,5 месеца, ако управлявате устройство като сонда ESA SMART-1... Неговата особеност е йонният двигател, който се счита за най-икономичния по рода си. Въпреки факта, че този полет беше най-бавният, той беше технологично най-напреднал. Лунната сонда ESA SMART-1 беше изстреляна на 27 септември 2003 г. и използваше революционно йонно задвижване, за да лети до Луната. Въпреки че ESA SMART-1 достигна до Луната след 410 дни, той изразходва само 82 кг гориво по време на своето пътуване. В момента това е най-икономичният начин на шофиране.
• 5 дни на китайски сателит Чанъе-1... Полетът на устройството се осъществява благодарение на ракетни двигатели. Но той трябваше да виси в ниска орбита до 31 октомври в очакване правилната точкаизпращане. Той пристигна на Луната на 5 ноември, използвайки конвенционални ракетни двигатели в полет.
• 36-37 часа, ако летите на устройство като съветски сателит Луна-1... Сателитът премина на разстояние само 500 км от Луната, след което влезе в хелиоцентрична орбита. На спътника му трябваха само 36 часа, за да стигне до Луната.
• Почти 9 часа, ако използвате разработка НАСА "Нови хоризонти"мисия Плутон.

Към днешна дата най-бързият полет до Луната е мисията на НАСА New Horizons Pluto. От самото начало спътникът беше вярно ускорен - скоростта беше около 58 000 км / ч. Това беше направено, за да може спътникът да преодолее гравитацията на Слънцето слънчева система... Въпреки такава впечатляваща скорост обаче, на спътника все пак му трябваха осем часа и тридесет и пет минути, за да измине разстоянието от 380 000 километра.

По този начин компаниите за космически туризъм имат няколко възможности за обиколки на забележителности около Луната. Те могат да предложат както дълги круизи - с помощта на йонни двигатели, така и къси - с бързи и мощни ракети, за да отведат посетителите на Луната за уикенда.

Защо полетите до Луната и работата по нейното развитие са спрени?

Някой бил ли е на спътник на Земята? И ако е така, защо страните спряха да летят до Луната? Както казаха американците, първата експедиция е изпратена през 1969 г. или по-точно на 20 юли. Нийл Армстронг ръководи екипа на астронавтите. По това време американците просто ликуваха. В крайна сметка те бяха първите, които стъпиха на повърхността на Луната. Но мнозина се съмняваха в това.

Множество снимки и записи на разговори между представители на експедицията със Земята станаха причина за споровете на скептиците. По онова време обаче беше доста трудно да се фалшифицират каквито и да било снимки. Да не говорим за оборудването и лазерните рефлектори, които бяха оставени на лунната повърхност за по-нататъшно изследване. Някои предполагат, че техникът е бил доставен от безпилотен модул. Почти невъзможно е да се докаже, че някой е посетил или не е посетил повърхността на земен спътник. Освен това много документи остават класифицирани и до днес.

Политическа ситуация

Това е първата причина, поради която мисиите до Луната са отменени. Не забравяйте, че по това време имаше надпревара между две големи държави за възможността първи да изстрелят ракета в космоса. Решаващото събитие в тази битка беше използването на ядрени реакции. Възможностите, свързани с подобно откритие, бяха не само вълнуващи, но и плашещи. Освен това в това състезание нямаше ясен лидер. И СССР, и Америка обърнаха много внимание на космическите пътувания. съветски съюз- това е първата държава, изпратила човек в космоса. Ако СССР постигна такава възможност, тогава защо полетите до Луната се провалиха? Защо спряха още преди да са започнали?

Америка беше предизвикана. От своя страна НАСА положи много усилия, за да направи обратния ход. Сензационните полети до Луната не са просто постижение. Това е опит да покажат своето превъзходство над целия свят. Може би това беше причината за закриването на програмата. В крайна сметка другите държави нямаха достатъчно средства, за да надхвърлят Америка в своето развитие. Така че струва ли си държавата да харчи повече енергията и ресурсите си?

Икономиките на страните

Разбира се, има и друга причина, поради която полетите до Луната са спрени - икономиките на страните. Много финансови средства са отделени от държавите за разработването на космически кораби, както и за тяхното изстрелване. Ако повърхността на спътник на Земята може да бъде разделена, тогава нейните територии биха се превърнали в лакомство за много богати хора.

След известно време обаче беше създадено споразумение, според което абсолютно всички небесни тела са собственост на човечеството. Всяко космическо изследване трябваше да се извършва само в полза на всички страни. От това следва, че отделянето на големи финансови ресурси за програми за изследване на космоса просто няма да бъде от полза. А държавата, която е отпуснала парите, просто няма да може да се развива. В резултат на това просто няма смисъл от високи разходи. В крайна сметка можете да се възползвате от постиженията на други страни.

Производствена площ

Не толкова отдавна беше по-целесъобразно да се преоборудва всяко предприятие за нуждите на държавата. Сега е просто невъзможно да се произвеждат ракети с определени параметри, само защото няма къде да се направи. Във всеки случай препрофилирането на предприятието е доста сложен процес.

Проблемът в случая не е само във финансовата страна на въпроса. Причината е в липсата на необходимия брой обучени специалисти. Поколението, което работеше по лунната програма, отдавна се пенсионира. Що се отнася до новите служители, те все още не са толкова опитни. Те нямат всички познания в тази област. И полетите до луната не прощават грешки. Тяхната цена обикновено е животът на астронавтите. Именно поради тази причина е най-добре да не летите до Луната. А защо са спрели е лесно да се отгатне.

Луната е естествен спътник на Земята. Основното му влияние е главно под формата на приливи и отливи, това се дължи на факта, че гравитацията създава две издутини от противоположните страни на планетата. Освен това се намира както близо, така и далеч от Земята. Колко време отнема да се стигне до Луната? Учените трябваше да отделят огромно време, за да изчислят оптималните траектории на полета. Това е от голямо значение за мен самия самолеткакто и вида на използваното гориво голямо влияниее осигурена избраната техника за излитане и кацане. В резултат на това може да отнеме на човек от няколко дни до осем часа, за да достигне повърхността на спътника.

Нюанси на полета

Точното измерване на разстоянието стана възможно благодарение на използването на лазерно оборудване, но дори в по-древни времена астрономът Хипарх успя да изчисли, че разстоянието от Земята до Луната е приблизително 380 000 километра, което е най-близо до истината. Именно разстоянието, както и местоположението на небесното тяло, са основните критерии при изчисляване на продължителността на полета. В търсене на оптималното решение учените са създали няколко теории, според които е възможно да се оптимизира количеството изразходвано гориво и да се увеличи крайната точност на кацане.

Орбитата на Луната е елипсовидна, поради което разстоянието между спътника и Земята непрекъснато се променя. Изглежда така:

• перигей е най-близката точка, когато спътникът се приближава възможно най-близо до планетата, в случая на Луната разстоянието е от 356 400 до 370 400 km;
• апогей - противоположната точка на орбитата, когато Луната, напротив, е най-отдалечена от Земята, в тази версия разстоянието ще бъде повече от 404 000 км;
• средното разстояние или голяма полуос е 384 999 км.

Ще са необходими около 20 дни, за да се преодолее такова "малко" разстояние по стандартите на Космоса на самолет със скорост 800 км / ч. Известно е, че корабите на Аполо могат да стигнат до Луната само за три дни, което вече е много по-бързо. Ако можете да ускорите устройството до втората космическа скорост (11 km / s), тогава човек ще може да достигне повърхността на спътника за 10 часа.

Най-технологичният полет до Луната беше изстрелването на сондата ESA SMART-1. Отне му 410 дни, за да стигне до сателита. Революционният за 2003 г. йонен двигател е използван като електроцентрала, чието основно предимство е ефективността при разхода на гориво. За цялото пътуване сондата изразходва само 82 килограма гориво, осигурявайки по подобен начинтитлата на най-икономичния и в същото време най-дългата.

На китайския спътник Chang'e-1 му бяха необходими пет дни, за да достигне лунната орбита с помощта на обикновени ракетни двигатели. Той обаче трябваше да остане известно време в орбитата на Земята, за да получи точните координати на началната точка. Това може да се счита за много добър резултат, особено като се има предвид, че това е стандартна технология.

Най-бързият пилотиран полет беше мисията Аполо. Астронавтите тръгнаха на „Сатурн-5“ и след три дни достигнаха лунната повърхност. Известният Нийл Армстронг беше част от експедицията. Този полет беше от голямо значение за Съединените щати, тъй като цялата национална идея се основаваше на него, което изискваше изпълнението на задачата за завладяване на спътника на Земята. Успешното му изпълнение бележи победата на Америка над СССР в космическата надпревара.

Полетите обаче могат да се правят много по-бързо. Сателитът, изстрелян по проекта на НАСА New Horizons, свързан с изследването на Плутон, успя да измине 380 000 километра само за 8 часа и 35 минути. Това стана възможно поради факта, че от самото начало спътникът имаше силно ускорение от 58 000 км / ч, тази стъпка се дължи на задачата за преодоляване на слънчевата гравитация, което направи възможно достигането на Луната в повече или по-малко приемливи време за хората. Трябва обаче да се вземе предвид претоварването, което тялото изпитва по време на такъв полет, а това от своя страна сериозно усложнява цялата задача, което я прави истински пъзел за инженерите.

Заключение

Независимо от това, никакви пречки и трудности не биха могли да попречат на формирането на туристически агенции, които могат да изпратят човек в Космоса за уикенда. Има само няколко такива обиколки, като сред тях има както дълги, когато се използват йонни двигатели, така и бързи, в който случай клиентът ще бъде върнат само след няколко дни. Все пак трябва да се има предвид какви средства се отпускат за изпълнението на поне един полет. В момента Космосът е твърде скъп дори за държави, така че не си струва да говорим за обикновени, дори сравнително богати хора.

Развитие съвременни технологиивърви много бързо. Скоро човечеството ще може да започне колонизация и изграждане на дългосрочни бази на най-близките космически обекти. Независимо от това, въпросът "Колко време е да летиш до Луната?" ще бъде отворено за появата на нови, по-ефективни превозни средства, както и по-добро гориво, което ще осигури много повече енергия, което значително ще увеличи скоростта на сегашните космически кораби.

Кой не се е взирал във вечния спътник на Земята - тайнствената и привлекателна Луна в ясна хубава вечер? От разстояние изглежда равномерно и почти бяло, но какво е всъщност, колко далеч е до Луната? Той е естествен спътник на Земята, който има сферична форма и диаметър 3480 км. Ако прибегнете до помощта на телескоп, можете да видите повърхността му, изцяло покрита със скали. Учените са доказали, че атмосферата на Луната напълно липсва, което означава, че всякакъв живот е изключен. Има много хипотези, но учените все още не са стигнали до еднозначно решение. Възможно е събраните факти постепенно да отворят завесата на тайната.

Разстоянието от Земята до Луната, изчислено между техните центрове, е 384 399 километра или 0,00257 астрономически единици. Ако го сравним с диаметъра на нашата планета, тогава пътят към спътника ще бъде 30 диаметъра на Земята. Интересен факт е, че за разлика от Луната, тя е елипсовидна, така че разстоянието до Луната периодично променя стойността си.

През 2 век ученият Хипарх вече е знаел за това свойство на планетата. Той успя да изчисли средното разстояние до Луната и почти съответстващо на съвременната стойност. Той пръв изчисли, че е равно на 30 земни диаметъра. Друг учен, в своите трудове "За величините и разстоянията на Слънцето и Луната" през III век. BC се опита да изчисли разстоянието между тях небесни тела... Той взе за основа факта, че луната има форма, близка до сферична, и че свети със светлина, отразена от слънцето. Той вярвал, че когато Луната е в определена фаза и има формата на полудиск, тя образува геометрична форма под формата на триъгълник с прав ъгъл. Но, за съжаление, ученият направи грешка в изчисленията 20 пъти, тъй като се оказа невъзможно да се определи точно кога Луната ще бъде разположена в самия връх на правия ъгъл.

Днес разстоянието до Луната се определя по няколко точни начина. Известният метод за триангулация от две, най-отдалечените точки на Земята. Друг метод се основава на използването на лазер и се състои в това, че се измерва времето на лазерния сигнал, изпратен до Луната и след това получен обратно. Същността му е, че на Луната учените използват специално инсталиран ъглов рефлектор. От повърхността на Земята към рефлектор се изпраща лазерен сигнал, като времето на изпращането му е точно зададено. Светлината, изпратена и отразена на Луната, се връща в телескопа след определено време. След като се изчисли точното време, през което лъчът преминава разстоянието от Земята до Луната и се връща обратно, се определя разстоянието от източника на излъчване до рефлектора.

Например в най-близката до Земята точка на орбитата разстоянието до Луната е 363 104 км, а на разстояние, по-точно в апогея, е равно на 405 696 км. В резултат на това разстоянието може да се различава с почти 12%.

Земята и Луната не са точкови тела, следователно, за да определим най-малкото разстояние между тях, правим следното изчисление: от разстоянието в перигей изваждаме сумата от радиусите, които са равни на 6378 и 1738 km. Полученият резултат е желаното най-малко разстояние между точките на повърхността на Луната и Земята, което е 354 988 km.

Ако тръгнем пеша по път, равен на разстоянието от Земята до Луната, като вървим със скорост 5 км/ч без да спираме, бихме го преодолели едва след 9 години. Полет със самолет със скорост 800 км/ч щеше да бъде по-кратък, което ни позволи да стигнем до Луната за 20 дни.

Реално американските астронавти изминаха разстоянието до Луната в космическия кораб Аполо. Това са първите хора, които са стъпили на Луната, а това значимо събитие се е случило на 20 юли 1969 г. Отне им 3 дни за това. Повечето бърз начин- това е да летиш със скоростта на светлината, която е 300 хиляди км/сек, когато стане достъпна за 1,25 светлинни секунди.