Айға дейінгі қашықтықты қалай анықтауға болады. Қандай да бір себептермен Күн жүйесінің қалған барлық планеталары жер мен Айдың арасына дәл сәйкес келеді. Мәселенің қысқаша тарихы
Кез-келген адамның басты мінездерінің бірі - қызығушылық. Оған адамзат ғылыми жаңалықтардың көпшілігіне және соларға негізделген техникалық прогрестің артықшылықтарына қарыздар. Ежелден бері адамдар сансыз жұлдыздар жарқыраған, ай аспанмен жай жүзіп жүрген түнгі аспанға қызығушылықпен қарады. Содан бері қандай да бір аспан денесіне бару арманы адамды қалдырмауы таңқаларлық емес.
Телескоптың өнертабысы Айдың Жерден ең аз қашықтықта орналасқан деген болжамды растады. Осы сәттен бастап фантаст жазушылар өз романдарында осы аспан денесіне қорықпайтын саяхатшыларды жіберді. Ұсынылған әдістер өз уақытының рухына толық сәйкес келгені қызықты: снаряд, реактивті қозғалтқышқа негізделген зымыран, антигравитациялық зат (Кілт сөз) (Х. Уэллс) және т.б.
Содан бері біраз уақыт өтті. «Көп» термині адамзат өмірінің ұзақтығына қатысты болғанымен, тарих үшін бір сәт қана өтті. Енді табиғат барған сайын ұшудың абстрактілі мақсаты ретінде емес, болашақ негіздерінің негізі ретінде қарастырыла бастады. Оларға ауыр күмбез астындағы елді мекендер, жер бетінен төмен жабылған қалалар, автоматтандырылған обсерваториялар және ғарыш аппараттарының жанармай құю станциялары жатады. Шынында да, қиялдың ұшуында шекара жоқ. Көпшіліктің Айға қанша екенін білмейтіндігі таңқаларлық.
Енді Жерден спутникке дейінгі қашықтық жоғары дәлдікпен есептеледі. Сондықтан жылдамдықты біле отырып, сіз Айға қанша уақыт ұшатынын есептей аласыз. Бұл аспан денелерінің орталық нүктелерінің арақашықтығы 384 400 км екені белгілі. Бірақ жүру уақытын анықтау үшін беттер арасындағы жолды білу керек, радиустардың мәндерін алып тастау керек. Ол Жер үшін 6378 км, жерсерік үшін 1738 км құрайды. «Айға қанша уақыт ұшу керек?» Деген сұраққа нақты жауап. біздің табиғи жер серігіміздің орбита ерекшеліктерін ескеру қажеттілігін ұсынады. Өздеріңіз білетіндей, Ай сопақшаға жақын (яғни эллипс тәрізді), сондықтан жол ұзындығы 12% -ке дейін өзгереді, бұл өте көп. Сонымен, жақын қашықтықта (перигейде) арақашықтық 363 104 км құрайды, алайда (апогейде) 405 696 км құрайды. Олардың радиустарының қосындысын ескере отырып, кіші саннан белгілі мәндерді алып тастаймыз және нәтижесінде 354 988 км аламыз. Бұл Жерден Ай бетіне дейінгі қашықтық.
Жоғарыда айтылған қашықтыққа сүйене отырып, сіз Айға қанша уақыт ұшу керектігін нақты айта аласыз. Осындай қалаған саяхатты жоспарлаған жылдамдықты ескеру ғана қалады. Сонымен, табиғи жер серігінің бетіне ұшу уақыты таңдалған көлік құралына байланысты болады:
Шамамен 100 км / сағ жылдамдықпен жүретін машинаны басқарған кезде 160 күн;
Тиісінше, сағатына кемінде 800 км ұшатын ұшақ «тек» 20 күнді алады;
Американдық «Аполлон» бағдарламасының кемелері біздің жерсеріктің бетіне үш күн төрт сағатта жетті;
Секундты 11,2 км / с жылдамдықпен дамытып, қашықтықты 9,6 сағатта еңсеруге болады;
Таза энергияға айналып (Артур Кларктың «Ғарыштық Одиссеясын» еске түсіріңіз) және (300,000 км / с) жылдамдықпен қозғалғанда, мақсатқа аз ғана 1,25 с-та қол жеткізуге болады;
Мақаланы ұстанушылар үшін: «Сіз неғұрлым тыныш жүрсеңіз - соғұрлым сіз одан әрі боласыз!» 5 км / сағ жылдамдықпен қалыпты қарқынмен жүрсеңіз, кем дегенде тоғыз жыл жұмсауға тура келеді.
Әрине, сұрақ: «Айға қанша уақыт ұшу керек?» қазіргі уақытта оны шешілген деп санауға болады. Көлік құралын таңдау ғана қалады, содан кейін қабылданған шешімге байланысты тиісті шыдамдылықпен, қажетті азық-түлікпен қаруланып, жолға түсіңіз.
Келісіңіз, Ғарыш, бөтен планеталар, жұлдыздар шоғыры - бұл өте қызықты тақырып. Мысалы, Айға дейінгі арақашықтық қанша? Әрине, сіздердің көпшілігіңіз осы сұрақты қойды! Немесе оның шығу тегі қандай? Бұл неден тұрады? Мүмкін, ол жерде тіпті біреу тұрады? Ең болмағанда микроорганизмдер ме? Айға дейінгі қашықтық әрқашан адамзатқа қызығушылық танытты.
Ай туралы түсініктерін дамыту
Бұл аспан нысаны көне заманнан бері адамдардың назарын аударып келеді. Ал астрономияның дамуының басында Ай бақылау мен зерттеуге арналған алғашқы нысандардың бірі болды. Оның қозғалу үлгісін фрамада іздеу және оларды түсіндіру әрекеттері туралы ақпарат шумер, вавилон мәдениеттеріне, ежелгі қытай және египет өркениеттеріне дейін барады. Әрине, Ежелгі Грецияға. Айға (және де Күнге) дейінгі қашықтықты есептеудің алғашқы белгілі әрекетін Самос Аристархы жасады.
біздің алғашқы адамдардың серігімізде мұны үш күннен сәл астам уақытта жасады. Алайда бұл жерде мәселе тек аппараттың жылдамдығында емес, сонымен қатар Айдың қозғалысын есептеу, белгілі бір доға бойымен ұшып, қажетті жерге түсу қажеттілігінде. Осылайша, жол түзу сызықтан гөрі доға бойынша жүреді. Адамның қолымен жасалған ғарыш кемесінің жер серігіне жеткендегі рекордтық уақыты - 8 сағат 35 минут. Бұл NASA ұшырған New Horizons ғарыш кемесі болатын.
Жерден Айға дейінгі арақашықтық артып келе ме?
Иә! Бұл шынымен солай. Біздің спутник спиральды орбитада қозғалады. Жыл сайын оған дейінгі қашықтық шамамен 4 сантиметрге артады. Бұл жеке бақылаушы үшін аздап. Алайда біздің алыс ата-бабаларымыз айды әлдеқайда аз көреді. Оның үстіне онымен гравитациялық өзара әрекеттесудің әлсіреуі Жердегі ығысу мен ағудың белсенділігінің төмендеуіне алып келеді және біздің планетамыздың климаттық жағдайларын айтарлықтай өзгертеді.
Егер сіз ғарыш тақырыбы мен ондағы біздің орнымыз туралы аздап қызығушылық танытсаңыз, сіз, әрине, ойландыңыз: Жерден Айға дейінгі арақашықтық қанша?
Айға деген назардың артуын қарапайым түрде түсіндіруге болады. Себебі бұл біздің планетамыздың табиғи серігі. Сонымен қатар, ол барлық спутниктерге Күнге жақын орналасқан. Яғни, бұл бізбен тығыз байланысты. Сондай-ақ, оның жарықтығы бойынша екінші орында және үлкендігі бойынша бесінші орында тұрғанын атап өткен жөн. Бірақ бұл тек Күн жүйесіне қатысты.
Жерден Айға дейінгі қашықтық қалай есептелген
Өздеріңіз білетіндей, біздің ғаламшарымыздың жер серігі табылды. Бір қызығы, сол кездің өзінде адамдарда қандай қашықтықта деген сұрақ туындады.
Көптеген ғалымдар Жер мен Ай арасындағы қашықтықты есептеудің әртүрлі әдістеріне жүгінді.
Дәл қазір, біз заманауи және ғарыштық технологияның арқасында біз оны араладық, мүмкін болатын барлық нәрсені зерттедік, өлшедік. Бірақ ежелгі астрономдар бұл аралықты қалай есептеді?
Шындығында, Ай - қашықтықты анықтауға болатын алғашқы ғарыштық дене. Белгілі болғандай, мұны алдымен Ежелгі Греция ғалымдары жасаған.
Мысалы, Аристарх Самос. Ол Күн мен Айдың арасындағы бұрышты 87 градусқа анықтады. Демек, ғаламшардың серігі біздің басты жұлдызға қарағанда 20 есе жақын. Енді бұл дұрыс емес көзқарас екенін білдік. Әрине, сол кезде астроном есептеулер үшін қолындағы құралдарды қолданған, ал бізге қол жетімді білім болған жоқ. Бірақ кез-келген жағдайда ол бұл мәселеге өз үлесін қосты.
Біздің дәуірімізден бірнеше жүз жыл бұрын Эратосфен Кирена Жердің радиусын анықтады. Бір қызығы, оның қазіргі заманғы көрсеткіштерден көп айырмашылығы жоқ. Бірақ сол кезде ғаламшардың радиусын пайдалану және жерсерікке дейінгі қашықтықты есептеу фактісінің өзі жай ғана таң қалдырды. Ежелгі есептеулер толығымен дұрыс болмасын, бірақ олар осы мәселені қарастыруға негіз салды.
Мысалы, тағы бір ғалым Никеялық Гиппарх біздің жерсеріктің қозғалысын бақылауға сүйене отырып, өз пікірін білдірді. Ол Жер-Ай саңылауы планетаның радиусынан 60 есе үлкен деп есептеді.
Қазіргі заманғы есептеулер
Енді астрономдар Жер мен Ай арасындағы қашықтықты есептеп қана қоймай, біздің жер серігіміздің қозғалысын да есептейді. Өйткені, белгілі болғандай, ол үнемі қозғалады. Сондықтан бізді бөліп тұрған кеңістік те өзгереді.
Шындығында, жинақталған білім негізінде ғарыш объектілері арасындағы кеңістікті жоғары дәлдікпен өлшеуге мүмкіндік беретін әдістер пайда болды.
Қазіргі есептеулер 19 және 20 ғасырларда жасалған Браунның теориясына негізделген. Қазірдің өзінде ол қолданылған тригонометриялық формула 1400-ден астам заттармен. Оның үстіне, ол айдың қозғалысын сипаттады.
Қазіргі уақытта астрономиялық денелер арасындағы алшақтықты өлшеу үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Мысалы, радиолокациялық әдіс. Шынында да, бұл қашықтықты бірнеше шақырымдық дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді.
Нақты өлшеу әдістерінің бірі лазерлік ауқым әдісі болды. Онда қашықтық сәл дәлсіздікпен анықталады (тек бірнеше сантиметр). Мұнда Айға орнатылған бұрыштық шағылыстырғыштар қолданылады. Ол үшін 1970 жылдары бүкіл Аполлон бағдарламасы іске қосылғаны қызықты. Сәтті операциялар нәтижесінде планетаның жер серігінің бетіне бірнеше рефлекторлар жеткізіліп, қондырылды. Осылайша, ғалымдар лазерлік диапазонды сессияларды өткізе алды. Нәтижесінде Жерден Айға дейінгі дәл қашықтық анықталды.
Сонымен қатар, теориялық есептеулер дәл осындай күшке ие.
Жерден Айға дейінгі арақашықтық қанша?
Ай үнемі қозғалыста болғандықтан, оған баратын жол да сәйкесінше өзгереді. Планетаның спутнигі мезгіл-мезгіл Жерге жақындайды немесе алшақтайды. Осы себепті ғалымдар орташа қашықтықты есептейді. Оның денелер центрлерінің осьтері арасында өлшенуі маңызды. Сонымен қатар, өлшеу объектілердің қозғалыс периодтарымен, олардың фазаларымен, циклдарымен және өзара әрекеттесу периодтарымен анықталатын километрмен жүзеге асырылады.
Қазірге жерден Айға дейінгі қашықтық 384399
км. Алайда, бұл интервалдың орташа саны жиі қарастырылады 384400
км.
Сонымен қатар, сіз жыл сайын біздің спутникпен арақашықтықтың шамамен 4 см-ге ұлғаятынын білуіңіз керек.Бұл негізінен планетаның өз орбитасындағы спиральды қозғалысына байланысты, онда ауырлық күші азаяды. Қандай, сіз білетіндей, денені ұстайды.
Қорытындылай келе, ғарыш денелерінің үнемі қозғалысы назар аударуды қажет етеді деп айта аламыз. Себебі бұл қозғалыспен сипаттамалар мен объектілер арасындағы алшақтық өзгереді. Әрине, қазіргі астрономия ғарышты бақылап, зерттеуді жалғастыруда. Бұл өте маңызды.
Қозғалыс - бұл өмір
Аристотель
Кейбір қызықты фактілер
Ай - адамдар барған жалғыз астрономиялық объект (Жерді есептемегенде).
Ай иллюзиясы деп аталатын нәрсе бар. Ол көкжиектен төмен тұрған сәтте оптикалық иллюзия пайда болады. Дәлірек айтсақ, оның мөлшері бізге аспанға көтерілгеннен гөрі үлкен болып көрінеді.
Өздеріңіз білетіндей, жарық әлемдегі ең жылдам. Жерден Айға дейінгі қашықтықты өту үшін бір секундтан сәл артық уақыт қажет.
Теория жүзінде біздің Күн жүйесінің барлық планеталары Жер мен Ай арасындағы саңылауға сәйкес келеді.
384 467 шақырым - бұл бізді ең жақын ғарыш денесінен, жалғыз табиғи серігіміз - Айдан бөліп тұрған қашықтық. Осы жерде сұрақ туындайды: ғалымдар бұл туралы қалай білді? Ақыр соңында, сіз Жерден Айға дейін қолыңызда өлшегішпен жүре алмайсыз!
Осыған қарамастан, Айға дейінгі қашықтықты өлшеу әрекеттері ежелгі уақытта жасалған. Ежелгі грек ғалымы Самостың Аристархы гелиоцентрлік жүйе идеясын бірінші болып білдіргеннің өзі мұны істеуге тырысты! Ол сондай-ақ, Айдың Жер сияқты, шар тәрізді екенін және өзінің жеке сәулесін шығармайтынын, бірақ шағылысқан күн сәулесімен жарқырайтынын білді. Ол Ай Жерден бақылаушыға арналған жартылай диск тәрізді болған кезде ұсынды. Оның арасында Жер мен Күн арасында тік бұрышты үшбұрыш пайда болады, онда Ай мен Күн арасындағы және Ай мен Жер арасындағы қашықтық аяқтар, ал Күн мен Жер арасындағы қашықтық гипотенуза болып табылады.
Сондықтан Ай мен Күнге бағыттар арасындағы бұрышты табу керек, содан кейін тиісті геометриялық есептеулерді қолданып, Жер-Ай аяғы Жер-Күн гипотенузасынан неше есе қысқа екенін есептеуге болады. Өкінішке орай, сол кездегі технологиялар Айдың аталған шыңдарда орналасатын уақытын дәл анықтауға мүмкіндік бермеді. тік бұрышты үшбұрыш, және мұндай есептеулерде өлшемдердің кішігірім қателері есептеулерде үлкен қателіктерге әкеледі. Аристархты 20 рет қателескен: Айға дейінгі қашықтық Күнге дейінгі қашықтықтан 18 есе аз, ал іс жүзінде ол 394 еседен кем екені анықталды.
Нақтырақ нәтижені тағы бір ежелгі грек ғалымы - Гиппарх алды. Рас, ол геоцентрлік жүйені ұстанды, бірақ себебі айдың тұтылуы дұрыс түсінді: ай жердің көлеңкесіне түседі, ал бұл көлеңке конустың пішініне ие, оның төбесі Айдан алыс орналасқан. Бұл көлеңкенің контурын Айдың дискісіндегі тұтылу кезінде байқауға болады, ал шетінен иілу арқылы оның көлденең қимасының қатынасын және Айдың өзін анықтай аласыз. Күн Айға қарағанда әлдеқайда алыс екенін ескере отырып, көлеңке осындай мөлшерге дейін кішіреюі үшін Айдың қаншалықты қашықтықта болуын есептеу мүмкін болды. Мұндай есептеулер Гиппархты Жерден Айға дейінгі арақашықтық 60 Жер радиусы немесе 30 диаметрі деген қорытындыға келді. Жердің диаметрін Эратосфен есептеді - ұзындығы 12 800 шақырымдық қазіргі өлшемдерге аударғанда - осылайша, Гиппархтың айтуынша, Жерден Айға дейінгі арақашықтық 384 000 шақырымды құрайды. Көріп отырғаныңыздай, бұл шындыққа өте жақын, әсіресе оның қарапайым гониометриялық құрылғылардан басқа ештеңесі жоқ деп есептесеңіз!
20 ғасырда Жерден Айға дейінгі қашықтық үш метрлік дәлдікпен өлшенді. Осы мақсатта шамамен 30 жыл бұрын ғарыштық «көршіміздің» бетіне бірнеше рефлектор жеткізілген. Бұл шағылыстырғыштарға фокустық лазер сәулесі Жерден жіберіледі, жарықтың жылдамдығы белгілі, ал Айға дейінгі арақашықтық лазер сәулесінің «алға және артқа» жүруіне кеткен уақыттан бастап есептеледі. Бұл әдіс лазерлік диапазон деп аталады.
Жерден Айға дейінгі қашықтық туралы айта отырып, біз орташа қашықтық туралы айтып отырғанымызды есте ұстаған жөн, өйткені Айдың орбитасы дөңгелек емес, эллипс тәрізді. Жерден ең алыс нүктеде (апогей) Жер мен Ай арасындағы қашықтық 406 670 км, ал ең жақын (перигейде) - 356 400 км құрайды.
Ежелден бері ай біздің планетамыздың тұрақты серігі және оған ең жақын аспан денесі болды. Әрине, адам әрқашан ол жерге барғысы келетін. Бірақ ол жерге ұшу қаншалықты және қашықтықта?
Жерден Айға дейінгі қашықтық теориялық тұрғыдан Айдың центрінен Жердің центріне дейін өлшенеді. Бұл қашықтықты күнделікті өмірде қолданылатын әдеттегі әдістермен өлшеу мүмкін емес. Сондықтан жер серігіне дейінгі қашықтық тригонометриялық формулалар көмегімен есептелді.
Күн сияқты, Ай да эклиптикаға жақын жер аспанында тұрақты қозғалысты бастан кешіреді. Алайда, бұл қозғалыс Күннің қозғалысынан айтарлықтай ерекшеленеді. Сонымен Күн мен Айдың орбиталарының жазықтықтары 5 градусқа ерекшеленеді. Нәтижесінде, Айдың жер аспанындағы траекториясы эклиптикаға ұқсас болып, одан 5 градусқа ауысумен ғана ерекшеленуі керек сияқты еді:
Бұл жағдайда Айдың қозғалысы Күннің - батыстан шығысқа, Жердің күнделікті айналуына қарама-қарсы бағыттағы қозғалысқа ұқсайды. Сонымен қатар, ай күн сәулесінен гөрі жер аспанында жылдамырақ қозғалады. Бұл Жердің Күнді шамамен 365 күнде (Жер жылы), ал Айды Жерді тек 29 күнде (ай айында) айналатындығына байланысты. Бұл айырмашылық эклиптиканы 12 зодиакальды шоқжұлдызға бөлуге түрткі болды (бір айда Күн эклиптика бойымен 30 градусқа ауысады). Ай айында ай фазаларында толық өзгеріс болады:
Айдың траекториясына қосымша, орбитаның күшті созылу факторы да қосылады. Ай орбитасының эксцентриситеті 0,05 құрайды (салыстыру үшін, Жер үшін бұл параметр 0,017). Айдың айналмалы орбитасынан айырмашылығы Айдың көрінетін диаметрі 29-дан 32 доғалық минутқа дейін үнемі өзгеріп отыратындығына әкеледі.
Бір тәулікте Ай жұлдыздарға қатысты 13 градусқа, бір сағат ішінде шамамен 0,5 градусқа ауысады. Заманауи астрономдар көбінесе эклиптикаға жақын жұлдыздардың бұрыштық диаметрлерін бағалау үшін айдың жабындарын пайдаланады.
Айдың қозғалысын не анықтайды
Айдың қозғалу теориясының маңызды сәті - бұл Айдың ғарыш кеңістігінде айналуы өзгермейтін және тұрақты емес екендігі. Айдың массасы салыстырмалы түрде аз болғандықтан, ол Күн жүйесіндегі (ең алдымен Күн мен Ай) массивтік объектілердің үнемі бұзылуына ұшырайды. Сонымен қатар, Айдың орбитасына Күннің тегістелуі және Күн жүйесіндегі басқа планеталардың гравитациялық өрістері әсер етеді. Нәтижесінде, Ай орбитасының эксцентриситетінің мәні 0,04 пен 0,07 аралығында 9 жыл аралығында өзгереді. Бұл өзгерістердің салдары супермон сияқты құбылыс болды. Супер Ай - бұл астрономиялық құбылыс, оның барысында айдың мөлшері бұрыштық мөлшері бойынша әдеттегіден бірнеше есе үлкен болады. Осылайша, 2016 жылы 14 қарашада ай толған кезде, Ай 1948 жылдан бері рекордтық жақын қашықтықта болды. 1948 жылы Ай 2016 жылға қарағанда 50 км жақын болды.
Сонымен қатар, ай орбитасының эклиптикаға бейімділігінің ауытқуы байқалады: әр 19 жыл сайын 18 доғалық минутқа.
Не тең
Ғарыш кемесі жер серігіне ұшуға көп уақыт жұмсауға мәжбүр болады. Сіз Айға түзу сызықпен ұша алмайсыз - планета тағайындалған нүктеден орбитаға шығады, ал жолды түзету керек. Екінші ғарыштық жылдамдық 11 км / с (40,000 км / сағ) болған кезде, ұшу теориялық тұрғыдан шамамен 10 сағатты алады, бірақ іс жүзінде ол ұзаққа созылады. Себебі, кеме стартта атмосферадағы жылдамдығын біртіндеп арттырады, оны Жердің тартылыс өрісінен қашу үшін 11 км / с мәніне жеткізеді. Сонда кемеге Айға жақындаған кезде жылдамдығын төмендетуге тура келеді. Айтпақшы, бұл жылдамдық - заманауи ғарыш аппараттары қол жеткізген максимум.
Американың 1969 жылы Айға әйгілі ұшуы ресми деректерге сәйкес 76 сағатқа созылды. NASA-ның New Horizons ғарыш кемесі Айға ең жылдам - \u200b\u200b8 сағат 35 минутта жетті. Рас, ол планетоидқа қонған жоқ, бірақ ұшып өтті - оның тағы бір миссиясы болды.
Жерден жарық біздің серікке өте тез жетеді - 1,255 секундта. Бірақ жеңіл жылдамдықпен ұшу әлі де фантазия шеңберінен шығады.
Айға баратын жолды әдеттегі мәндерде елестетуге тырысуға болады. 5 км / сағ жылдамдықпен жаяу Айға баратын жол шамамен тоғыз жыл алады. Егер сіз автомобильмен 100 км / сағ жылдамдықпен жүрсеңіз, онда жер серігіне жету үшін 160 күн қажет болады. Егер ұшақтар Айға ұшса, оған ұшу шамамен 20 күнге созылатын еді.
Ежелгі Грециядағы астрономдар Айға дейінгі қашықтықты қалай есептеді
Ай Жерден қашықтықты есептеуге болатын алғашқы аспан денесі болды. Ежелгі Грекияда мұны бірінші болып астрономдар жасады деп саналады.
Олар ежелден Айға дейінгі қашықтықты өлшеуге тырысты - бұған бірінші болып Самос Аристархы тырысқан. Ол Ай мен Күн арасындағы бұрышты 87 градусқа бағалады, сондықтан Ай Күннен 20 есе жақын екен (87 градусқа тең бұрыштың косинусы 1/20). Бұрышты өлшеу қателігі 20 есе қателікке алып келді, бүгінде бұл арақатынас 400-ден 1-ге тең екендігі белгілі (бұрышы шамамен 89,8 градус). Үлкен қателік Ежелгі әлемнің қарабайыр астрономиялық құралдарының көмегімен Күн мен Айдың арасындағы нақты бұрыштық қашықтықты есептеу қиындықтарынан туындады. Осы уақытқа дейін күннің үнемі тұтылуы ежелгі грек астрономдарына Ай мен Күннің бұрыштық диаметрлері шамамен бірдей деген қорытынды жасауға мүмкіндік берді. Осыған байланысты Аристарх Айдың Күннен 20 есе кіші екендігі туралы қорытынды жасады (іс жүзінде шамамен 400 есе).
Аристарх Күн мен Айдың Жерге қатысты мөлшерін есептеу үшін басқа әдісті қолданды. Біз айдың тұтылуын бақылау туралы айтып отырмыз. Осы уақытқа дейін ежелгі астрономдар бұл құбылыстардың себептерін болжап үлгерген: Айды Жердің көлеңкесі тұтынады.
Жоғарыдағы диаграммада Жерден Күнге және Айға дейінгі арақашықтықтардың Жер мен Күн радиустары мен Айдың арақашықтығындағы Жер мен оның көлеңкелерінің арасындағы айырмашылыққа пропорционалды екендігі айқын көрінеді. Аристарх кезінде Айдың радиусы шамамен 15 доға минут, ал жер көлеңкесінің радиусы 40 доға минут деп есептеуге болатын еді. Яғни, Айдың мөлшері жер көлемінен шамамен 3 есе кіші болып шықты. Осыдан Айдың бұрыштық радиусын біле отырып, Айдың Жерден шамамен 40 Жер диаметрінде орналасқанын бағалау оңай болды. Ежелгі гректер Жердің өлшемін шамамен шамалап біле алған. Сонымен Эратосфен Кирены (б.з.д. 276 - 195) жазғы күн тоқтаған кезде Асуан мен Александриядағы күннің горизонттан ең жоғары биіктігінің айырмашылықтарына сүйене отырып, Жердің радиусы 6287 км-ге жақын екенін анықтады (қазіргі мәні 6371 км). Егер біз бұл шаманы Аристархтың Айға дейінгі қашықтықтағы бағасына ауыстыратын болсақ, онда ол шамамен 502 мың км-ге сәйкес келеді (Жерден Айға дейінгі орташа қашықтықтың қазіргі мәні 384 мың км құрайды).
Сәл кейінірек, біздің эрамызға дейінгі 2 ғасырдың математигі және астрономы. e. Никеялық гиппарх жер серігіне дейінгі қашықтық біздің планетамыздың радиусынан 60 есе үлкен деп есептеді. Оның есептеулері Айдың қозғалысын және оның мезгіл-мезгіл тұтылуын бақылауға негізделген.
Күн мен Айдың тұтылу кезінде бұрыштық өлшемдері бірдей болатындықтан, үшбұрыштардың ұқсастығы ережелеріне сәйкес қашықтықтардың Күн мен Айға қатынасын табуға болады. Бұл айырмашылық 400 есе. Осы ережелерді тек Ай мен Жердің диаметрлеріне қатысты қолдана отырып, Гиппарх Жердің диаметрі Айдың диаметрінен 2,5 есе артық екенін есептеді. Яғни, R l \u003d R s / 2.5.
1 'бұрышта өлшемдері оған дейінгі қашықтықтан 3483 есе кіші затты байқауға болады - бұл ақпарат Гиппарх заманында бәріне белгілі болған. Яғни, Айдың байқалған радиусы 15 15 болғанда, ол бақылаушыға 15 есе жақын болады. Анау. Айға дейінгі арақашықтықтың оның радиусына қатынасы 3483/15 \u003d 232 немесе S l \u003d 232R л-ге тең болады.
Тиісінше, Айға дейінгі қашықтық 232 * R с / 2,5 \u003d 60 Жер радиусы. Бұл 6 371 * 60 \u003d 382 260 км болып шығады. Ең қызығы, заманауи құралдармен өлшеу ежелгі ғалымның дұрыстығын растады.
Енді Айға дейінгі қашықтықты өлшеу оны бірнеше сантиметр дәлдікпен өлшеуге мүмкіндік беретін лазерлік құрылғылардың көмегімен жүзеге асырылады. Бұл жағдайда өлшемдер өте қысқа мерзімде - 2 секундтан аспайды, бұл кезде Ай лазерлік импульс жіберетін нүктеден шамамен 50 метр қашықтықта орбитада қозғалады.
Айға дейінгі қашықтықты өлшеу әдістерінің эволюциясы
Тек телескопты ойлап тапқан кезде ғана астрономдар Айдың орбита параметрлері мен оның мөлшері мен Жер өлшемі арасындағы сәйкестіктің азды-көпті дәл мәндерін ала алды.
Айға дейінгі қашықтықты өлшеудің дәл әдісі радиолокацияның дамуына байланысты пайда болды. Айдың алғашқы радиолокациясы 1946 жылы АҚШ пен Ұлыбританияда жүргізілді. Радиолокация Айға дейінгі қашықтықты бірнеше километр дәлдікпен өлшеуге мүмкіндік берді.
Айға дейінгі қашықтықты өлшеудің дәлірек әдісі лазерлік ауқымға айналды. Оны жүзеге асыру үшін 1960 жылдары Айға бірнеше бұрыштық рефлекторлар орнатылды. Алғашқы лазерлік диапазондағы эксперименттер айдың бетіне бұрыштық шағылыстырғыштар орнатылғанға дейін жүргізілгені қызықты. 1962-1963 жылдары КСРО-ның Қырым обсерваториясында диаметрі 0,3-тен 2,6 метрге дейінгі телескоптар көмегімен жеке ай кратерлерін лазермен қашықтыққа түсіруге бірнеше тәжірибелер жүргізілді. Бұл тәжірибелер Айдың бетіне дейінгі қашықтықты бірнеше жүз метрлік дәлдікпен анықтай алды. 1969-1972 жылдары «Аполлон» астронавттары біздің жерсеріктің бетіне үш бұрыштық шағылыстырғышты жеткізді. Олардың ішіндегі ең керемет Аполлон-15 миссиясының рефлекторы болды, өйткені ол 300 призмадан тұрды, ал қалған екеуі (Аполлон 11 және Аполлон 14 миссиясы) әрқайсысы тек жүз призма.
Сонымен қатар, 1970 және 1973 жылдары КСРО ай бетіне өздігінен жүретін Луноход-1 және Луноход-2 машиналарында тағы екі француз бұрыштық шағылыстырғышты жеткізді, олардың әрқайсысы 14 призмадан тұрды. Осы рефлекторлардың біріншісінің ерекше тарихы бар. Луноходты шағылыстырғышпен жұмыс істеген алғашқы 6 айда лазерлік диапазонмен 20 сеанс өткізуге болатын. Алайда, содан кейін, айдағыштың сәтсіз жағдайына байланысты, рефлекторды 2010 жылға дейін пайдалану мүмкін болмады. Тек LRO жаңа ғарыш кемесінің суреттері рефлектормен Айдың қозғалғышының орналасуын нақтылауға көмектесті және осылайша онымен сеанстарды жалғастырды.
КСРО-да лазерлік диапазондағы ең үлкен сеанс Қырым обсерваториясының 2,6 метрлік телескопымен жүргізілді. 1976 - 1983 жылдар аралығында бұл телескоппен 25 сантиметрлік қателікпен 1400 өлшеулер жүргізілді, содан кейін кеңестік Ай бағдарламасының шектелуіне байланысты бақылаулар тоқтатылды.
Барлығы 1970 жылдан 2010 жылға дейін әлемде шамамен 17 мың жоғары дәлдіктегі лазерлік диапазонды сеанстар өткізілді. Олардың көпшілігі Apolonna 15 бұрыштық рефлекторымен байланысты болды (жоғарыда айтылғандай, бұл ең керемет - призманың рекордтық санымен):
Айды лазермен алшақтатуға қабілетті 40 обсерваторияның тек бірнешеуі ғана жоғары дәлдіктегі өлшемдерді орындай алады:
Ультра дәл өлшемдердің көп бөлігі Техастағы Макдональд обсерваториясында 2 метрлік телескоппен жасалды:
Сонымен бірге дәл өлшеуді 2006 жылы Apache Point обсерваториясының 3,5 метрлік телескопына орнатылған APOLLO құралы жүргізеді. Оның өлшемдерінің дәлдігі бір миллиметрге жетеді:
Ай мен Жер жүйесінің дамуы
Айға дейінгі қашықтықты дәлірек өлшеудің басты мақсаты - Айдың орбитасының эволюциясын жақын және алыс болашақта жақсы түсінуге тырысу. Бүгінгі күнге дейін астрономдар өткен айда Ай Жерге бірнеше рет жақындады, сонымен қатар айналу кезеңі анағұрлым қысқа болды деген тұжырымға келді (яғни оны жинап алған жоқ). Бұл факт біздің уақытта басым болатын Жердің шығарылған заттарынан Айдың пайда болуының әсер ету нұсқасын растайды. Сонымен қатар, айдың тыныс алу әсері жердің өз осінің айналу жылдамдығы біртіндеп баяулайтындығына әкеледі. Бұл процестің жылдамдығы - бұл Жер күнінің жыл сайын 23 микросекундке өсуі. Бір жыл ішінде Ай Жерден орта есеппен 38 миллиметрге алшақтайды. Егер Жер-Ай жүйесі Күннің қызыл алыбқа айналуынан аман өтсе, онда 50 миллиард жылдан кейін Жердің күні ай айына тең болады деп есептеледі. Нәтижесінде, Ай мен Жер әрқашан бір-біріне тек бір жағынан бұрылады, бұл қазір Плутон-Харон жүйесінде байқалады. Осы уақытқа дейін Ай шамамен 600 мың шақырымға ауысады, ал ай айы 47 күнге дейін ұлғаяды. Сонымен қатар, 2,3 миллиард жылдағы Жер мұхитының булануы Айды кетіру процесінің жеделдеуіне әкеледі деп болжануда (Жердің толқындары процесті айтарлықтай баяулатады).
Сонымен қатар, есептеулер көрсеткендей, болашақта Ай бір-бірімен тыныс алуының әсерінен Жерге жақындай бастайды. Жерге 12 мың км-ге жақындаған кезде Айды тыныс алу күштері ыдыратады, Айдың фрагменттері Күн жүйесінің алып планеталарының айналасындағы белгілі сақиналар сияқты сақина құрайды. Күн жүйесінің басқа танымал жер серіктері бұл тағдырды ертерек қайталайды. Сонымен Фобосқа 20-40 миллион жыл тағайындалады, ал Тритон шамамен 2 миллиард жаста.
Жыл сайын Жер серігіне дейінгі арақашықтық орташа есеппен 4 см-ге артады.Себебі планетоидтың спиральды орбитада қозғалуы және Жер мен Айдың гравитациялық өзара әрекеттесуінің біртіндеп төмендейтін күші.
Күн жүйесінің барлық планеталарын Жер мен Айдың арасында орналастыру теориялық тұрғыдан мүмкін. Егер сіз барлық планеталардың, соның ішінде Плутонның диаметрлерін қоссаңыз, сіз 382 100 км шаманы аласыз.
