Care este distanța de la sol. Distanța de la Pământ la Lună: parametri medii, minimi și maximi. Despre definiția distanței și opțiunile pentru valoarea acesteia

Grecii antici au încercat să măsoare distanța de la Pământ la Lună.

Doar eseul a ajuns la noi. Aristarh din Samos„Despre mărimile și distanțele Soarelui și Lunii” (sec. III î.Hr.), unde pentru prima dată în istoria științei a încercat să stabilească distanțele până la aceste corpuri cerești și dimensiunile lor.

Aristarh a abordat soluția acestei probleme foarte spiritual. El a plecat de la presupunerea că Luna are forma unei mingi și strălucește cu lumina reflectată de Soare. În acest caz, în acele momente în care Luna are forma unui semidisc, se formează triunghi dreptunghic cu Pământul și Soarele:

Dacă în acest moment determinăm cu exactitate unghiul dintre direcțiile de la Pământ la Lună și la Soare (CAB), putem afla din relații geometrice simple de câte ori este piciorul (distanța de la Pământ la Lună AB) mai mică decât ipotenuză (distanța de la Pământ la Soare AC). După Aristarh, CAB=87°; prin urmare, raportul acestor laturi este 1:19.

Aristarh a greșit de aproximativ 20 de ori: în realitate, distanța până la Lună este mai mică decât la Soare, de aproape 400 de ori. Trucul este să determinați exact când luna este în vârf unghi drept, numai pe baza observațiilor este imposibil. Cea mai mică inexactitate implică o abatere uriașă de la valoarea adevărată.

Cel mai mare astronom al antichității Hiparh din Niceea la mijlocul secolului II î.Hr. e. a determinat cu mare încredere distanța până la Lună și dimensiunea acesteia, luând raza globului ca unitate.

În calculele sale, Hipparchus a pornit de la o înțelegere corectă a cauzei eclipselor de Lună: luna cade în umbra pământului, care are forma unui con cu un vârf situat undeva în direcția lunii.

Schemă care explică determinarea razei Lunii prin metoda lui Aristarh.
Copie bizantină din secolul al X-lea.

Uitate la imagine. Arată poziția Soarelui, Pământului și Lunii în timpul eclipsa de lună. Din asemănarea triunghiurilor rezultă că distanța de la Pământ la Soare AB este de atâtea ori mai mare decât distanța de la Pământ la Lună BC, de câte ori diferența dintre razele Soarelui și Pământului (AE - BF) este mai mare decât diferența dintre razele Pământului și umbra acestuia la distanța Lunii (BF - CG ).

Din observații cu ajutorul celor mai simple instrumente goniometrice, a rezultat că raza Lunii este de 15 "și raza umbrei este de aproximativ 40", adică raza umbrei este de aproape 2,7 ori mai mare decât raza de luna. Luând distanța de la Pământ la Soare ca unitate, s-a putut stabili că raza Lunii este de aproape 3,5 ori mai mică decât raza Pământului.

Se știa deja că la un unghi de 1 "se observă un obiect, distanța până la care depășește dimensiunile sale de 3.483 de ori. Prin urmare, a raționat Hiparh, la un unghi de 15" obiectul observat va fi de 15 ori mai aproape. Aceasta înseamnă că Luna se află la o distanță de noi de 230 de ori (3483:15) mai mare decât raza sa. Și dacă raza Pământului este de aproximativ 3,5 raze a Lunii, atunci distanța până la Lună este de 230: 3,5 ~ 60 de raze ale Pământului, sau aproximativ 30 de diametre ale Pământului (aceasta este de aproximativ 382 mii de kilometri).

În vremurile moderne, măsurarea distanței de la Pământ la Lună a fost efectuată folosind metoda laserului. Esența acestei metode este următoarea. Un reflector de colț este instalat pe suprafața lunii. Un fascicul laser este îndreptat de la Pământ folosind un laser către o oglindă reflector. În acest caz, se înregistrează ora exactă la care a fost emis semnalul. Lumina reflectată de instrumentul de pe Lună se întoarce la telescop pentru aproximativ o secundă. După ce am definit timpul exact, pentru care fasciculul de lumină parcurge distanța de la Pământ la Lună și înapoi, puteți seta distanța de la sursa de radiație la reflector.

Folosind această metodă, distanța de la Pământ la Lună este determinată cu o precizie de câțiva kilometri (precizia maximă de măsurare este în prezent de 2-3 centimetri!): în medie, este 384 403 km. „În medie” nu pentru că această distanță este luată din măsurători diferite sau aproximative, ci pentru că orbita Lunii nu este un cerc, ci o elipsă. La apogeu (punctul cel mai îndepărtat al orbitei de Pământ), distanța de la centrul Pământului până la Lună este de 406.670 km, la perigeu (cel mai apropiat punct al orbitei) - 356.400 km.

În cele mai vechi timpuri, după ciocnire, fragmentele lui Thea au fost aruncate pe orbita Pământului. Apoi, sub influența gravitației, au format un corp ceresc - Luna. Orbita Lunii la acea vreme era mult mai apropiată decât cea de astăzi și se afla la o distanță de 15-20 mii km. Pe cer, dimensiunea sa vizibilă era atunci de 20 de ori mai mare. De la ciocnire, distanța Lunii față de Pământ a crescut și astăzi este în medie de 380 de mii de kilometri.

Chiar și în antichitate, oamenii au încercat să calculeze distanța până la corpurile cerești vizibile. Așadar, savantul și filozoful grec Aristarh din Samos, a determinat distanța până la Lună de 18 ori mai aproape decât Soarele. În realitate, această distanță este mai mică de 400 de ori.

Mai precise au fost rezultatele calculelor lui Hipparchus, conform cărora distanța până la Lună era egală cu 30 de diametre pământului. Calculele sale s-au bazat pe calculele lui Eratostene privind circumferința Pământului. După standardele actuale, aceasta a fost de 40.000 km, adică diametrul Pământului de 12.800 km. Aceasta corespunde parametrilor actuali moderni.

Date moderne despre orbita Lunii

Astăzi, știința are metode destul de precise pentru a determina distanțele față de obiectele spațiale. În timpul șederii pe Lună a astronauților, aceștia au instalat pe suprafața acesteia un reflector laser, conform căruia oamenii de știință determină acum dimensiunea orbitei și distanța până la Pământ cu mare precizie.

Forma orbitei Lunii este ușor alungită într-un oval. Cel mai apropiat punct de Pământ (perigeu) se află la o distanță de 363 mii km, cel mai îndepărtat (apogeu) este de 405 mii km. Orbita are, de asemenea, o excentricitate semnificativă de 0,055. Din această cauză, dimensiunea sa aparentă pe cer este destul de diferită. Planul orbitei Lunii este, de asemenea, înclinat cu 5° față de planul orbitei Pământului.

Pe orbită, Luna se mișcă cu o viteză de 1 km/s și ocolește Pământul în 29 de zile. Locația sa pe cer se schimbă în fiecare noapte spre dreapta, privind din emisfera nordică, iar pentru observatorii emisferei sudice - spre stânga. Pentru ei, discul vizibil al Lunii arată cu susul în jos.

Luna este de 400 de ori mai aproape de Soare și este la fel de mai mică în diametru, așa că pe Pământ se observă eclipse de soare care se potrivesc exact cu dimensiunea discurilor luminii și ale satelitului. Și din cauza orbitei eliptice, Luna din punctul îndepărtat are un diametru mai mic și, din această cauză, sunt vizibile eclipsele inelare. Luna continuă să se îndepărteze treptat de Pământ cu 4 cm pe secol, așa că în viitorul îndepărtat oamenii nu vor mai fi nevoiți să observe astfel de eclipse ca acum.

Luna a atras întotdeauna atenția omului. Probabil, fiecare dintre noi a visat în copilărie să fie astronaut și să-l viziteze. Deoarece turismul spațial câștigă în mod activ amploare în lume astăzi, mulți sunt interesați de problema timpului petrecut pe drumul de la Pământ la Lună.

Distanța minimă de la Pământ la Lună este de 354.988 de kilometri. Pentru a depăși această cale, o persoană va avea nevoie de:

• 9 ani mers continuu cu o viteza de 5-6 kilometri pe ora;
• 160-163 de zile dacă conduceți o mașină cu o viteză de 100-105 km/h;
• 20-21 de zile zbor continuu pe un avion, depășind 800-850 de kilometri pe oră;
• A zbura de la pământ la lună nava spatiala Apollo ai nevoie 72-74 ore;
• Dacă ne îndreptăm spre Lună cu viteza luminii, care este de 300.000 km/sec, atunci întreg drumul va lua 1,25 secunde lumină.

Dacă luați doar vehicule zburătoare speciale, atunci veți petrece pe drumul către Lună:

• 1 an 1,5 luni dacă zbori cu un dispozitiv de tip sondă ESA SMART-1. Caracteristica sa este un motor ionic, care este considerat cel mai economic de acest gen. În ciuda faptului că acest zbor a fost cel mai lent, din punct de vedere tehnologic a fost cel mai avansat. Sonda lunară ESA SMART-1 a fost lansată pe 27 septembrie 2003 și a folosit un propulsor ionic revoluționar pentru a zbura pe Lună. Deși ESA SMART-1 a ajuns pe Lună după 410 zile, a folosit doar 82 kg de propulsor în timpul călătoriei sale. În acest moment, acesta este cel mai economic mod de a călători.
• 5 zile pe un satelit chinezesc Chang'e-1. Zborul dispozitivului se realizează datorită motoarelor rachete. Dar a trebuit să rămână pe orbita joasă a Pământului până pe 31 octombrie, așteptând punctul potrivit trimitere. A sosit pe Lună pe 5 noiembrie folosind motoare de rachetă convenționale.
• 36-37 de ore dacă zbori cu un dispozitiv de tip satelit sovietic Luna-1. Satelitul a trecut la o distanță de doar 500 km de Lună, după care a intrat pe o orbită heliocentrică. Satelitul i-a luat doar 36 de ore pentru a ajunge pe Lună.
• Aproape 9 ore dacă folosești dezvoltare NASA New Horizons Misiuni Pluto.

Până acum, cel mai rapid zbor către Lună este misiunea New Horizons Pluto a NASA. De la bun început, satelitul a fost dedicat unei accelerații mari - viteza de mișcare a fost de aproximativ 58.000 km/h. Acest lucru a fost făcut pentru ca satelitul să poată depăși atracția Soarelui în sistem solar. Cu toate acestea, în ciuda vitezei atât de impresionante, satelitului i-a luat încă opt ore și treizeci și cinci de minute pentru a acoperi distanța de 380.000 de kilometri.

Astfel, companiile implicate în turismul spațial au mai multe opțiuni de vizitare a obiectivelor turistice în jurul Lunii. Aceștia pot oferi atât croaziere lungi - folosind motoare ionice, cât și scurte - folosind rachete rapide și puternice, pentru a-i duce pe cei care vor pe lună în weekend.

De ce au fost oprite zborurile către Lună și munca la explorarea acesteia?

A fost cineva pe satelitul Pământului? Și dacă da, de ce țările au încetat să zboare către Lună? După cum au afirmat americanii, prima expediție a fost trimisă în 1969, sau mai precis, pe 20 iulie. Neil Armstrong a condus echipa de astronauți. La acea vreme, americanii erau pur și simplu jubilați. La urma urmei, ei au fost primii care au pus piciorul pe suprafața lunii. Dar mulți s-au îndoit de asta.

Motivul disputelor dintre sceptici au fost numeroasele fotografii și înregistrări ale conversațiilor dintre reprezentanții expediției și Pământ. Cu toate acestea, la acea vreme era destul de dificil să falsificăm orice imagine. Ca să nu mai vorbim de echipamentele și reflectoarele laser care au fost lăsate pe suprafața Lunii pentru studiul ei în continuare. Unii sugerează că un modul fără pilot a livrat echipamentul. Este aproape imposibil de demonstrat că cineva a vizitat sau nu suprafața satelitului Pământului. În plus, multe documente sunt încă clasificate.

Situatie politica

Acesta este primul motiv pentru care zborurile către Lună au fost oprite. Nu uitați că la acea vreme a existat o cursă între cele două mari state pentru oportunitatea de a fi primul care lansează o rachetă în spațiu. Evenimentul decisiv în această bătălie a fost folosirea reacțiilor nucleare. Posibilitățile care au venit cu o astfel de descoperire au fost nu numai incitante, ci și terifiante. În plus, nu a existat un lider clar în această cursă. Atât URSS, cât și America au acordat multă atenție zborurilor spațiale. Uniunea Sovietica Este prima țară care a trimis un om în spațiu. Dacă URSS a obținut o astfel de oportunitate, atunci de ce au eșuat zborurile către Lună? De ce s-au oprit chiar înainte de a începe?

America a fost contestată. La rândul său, NASA a depus mult efort pentru a face o mișcare de răzbunare. Zborurile senzaționale către Lună nu sunt doar o realizare. Aceasta este o încercare de a-și arăta superioritatea asupra lumii întregi. Poate acesta a fost motivul închiderii programului. La urma urmei, alte state nu au avut suficiente fonduri pentru a merge mai departe decât America în dezvoltarea lor. Deci, merită ca statul să-și cheltuie forțele și fondurile în continuare?

Economia de tara

Desigur, există un alt motiv pentru care zborurile către Lună au fost oprite - economiile țărilor. O mulțime de resurse financiare au fost alocate de către state pentru dezvoltarea navelor spațiale, precum și pentru lansarea acestora. Dacă suprafața satelitului Pământului ar putea fi împărțită, atunci teritoriile sale ar deveni o bucată delicioasă pentru mulți oameni bogați.

Cu toate acestea, după un timp, a fost creat un acord conform căruia absolut toate corpurile cerești sunt proprietatea omenirii. Orice explorare spațială ar fi trebuit să fie efectuată numai în beneficiul tuturor țărilor. Rezultă că cheltuirea unor sume mari de bani pe programe de explorare spațială pur și simplu nu va face bine. Iar statul care a alocat banii pur și simplu nu se va putea dezvolta. Ca rezultat, pur și simplu nu există o semnificație specială în costurile ridicate. La urma urmei, poți profita de realizările altor țări.

Zona de productie

Nu cu mult timp în urmă, era mai oportun să reechipezi orice întreprindere pentru a satisface nevoile statului. Acum este pur și simplu imposibil să lansați rachete cu anumiți parametri doar pentru că nu există unde să o faceți. În orice caz, reprofilarea unei întreprinderi este un proces destul de complicat.

Problema în acest caz nu este doar partea financiară a problemei. Motivul constă în lipsa numărului necesar de specialiști pregătiți. Generația care a lucrat la programul lunar s-a pensionat de mult. În ceea ce privește noii angajați, aceștia nu sunt încă atât de experimentați. Ei nu au toate cunoștințele în acest domeniu. Dar zborurile spre Lună nu iartă greșelile. Prețul lor, de regulă, este viața astronauților. Din acest motiv este mai bine să nu zbori pe Lună. Și de ce s-au oprit nu este greu de ghicit.

Luna este un satelit natural al pământului. Influența sa principală este exprimată în principal sub formă de fluxuri și reflux, acest lucru se datorează faptului că gravitația creează două umflături pe părțile opuse ale planetei. De asemenea, este situat atât aproape, cât și departe de Pământ. Cât durează pentru a zbura pe Lună? Oamenii de știință au trebuit să petreacă o cantitate imensă de timp pentru a calcula traseele optime de zbor. De mare importanță este cum aeronave, precum și tipul de combustibil folosit, de asemenea influență mare redă metoda aleasă de decolare și aterizare. În consecință, o persoană poate dura de la câteva zile până la opt ore pentru a ajunge la suprafața satelitului.

Nuanțele zborului

Măsurarea precisă a distanței a fost posibilă prin utilizarea echipamentelor laser, dar și în vremuri mai străvechi, astronomul Hiparh a putut să calculeze că distanța de la Pământ la Lună este de aproximativ 380.000 de kilometri, fiind cea mai apropiată de adevăr. Distanța, precum și locația corpului ceresc, sunt criteriile principale în calcularea duratei zborului. În căutarea unei soluții optime, oamenii de știință au creat mai multe teorii conform cărora este posibil să se optimizeze cantitatea de combustibil cheltuită și să se mărească precizia de aterizare finală.

Orbita Lunii este eliptică, ceea ce face ca distanța dintre satelit și Pământ să se schimbe constant. Arata cam asa:

• perigeul este cel mai apropiat punct când satelitul se apropie cât mai mult de planetă, în cazul Lunii, distanța este de la 356.400 la 370.400 km;
• apogeu - punctul opus al orbitei, când Luna, dimpotrivă, este cea mai îndepărtată de Pământ, în această opțiune distanța va fi mai mare de 404.000 km;
• distanța medie, sau semi-axa mare, este de 384.999 km.

Pentru a depăși o distanță atât de „mică” conform standardelor spațiului de către un avion cu o viteză de 800 km/h, va dura aproximativ 20 de zile. Se știe că nava spațială Apollo ar putea zbura pe Lună în doar trei zile, ceea ce este deja mult mai rapid. Dacă reușiți să accelerați aparatul la a doua viteză cosmică (11 km / s), atunci o persoană va putea ajunge la suprafața satelitului în 10 ore.

Cel mai avansat zbor tehnologic către Lună a fost lansarea sondei ESA SMART-1. I-au luat 410 zile să ajungă la satelit. Motorul cu ioni, revoluționar pentru 2003, a fost folosit ca centrală electrică, al cărei avantaj principal era economia de combustibil. Pentru întreaga călătorie, sonda a cheltuit doar 82 de kilograme de combustibil, asigurându-se pt intr-un mod similar titlul de cel mai economic și în același timp cel mai lung.

Satelitul chinez Chang'e-1 i-au trebuit cinci zile pentru a ajunge pe orbita Lunii folosind motoare de rachetă convenționale. Cu toate acestea, a trebuit să rămână pe orbita Pământului pentru o perioadă de timp pentru a obține coordonatele corecte ale punctului de plecare. Acesta poate fi considerat un rezultat foarte bun, mai ales având în vedere că aceasta este o tehnologie standard.

Cel mai rapid zbor cu echipaj uman a fost misiunea Apollo. Astronauții au pornit pe Saturn V și au ajuns la suprafața lunii în trei zile. Expediția l-a inclus pe faimosul Neil Armstrong. Acest zbor a fost de mare importanță pentru Statele Unite, deoarece pe ea se baza întreaga idee națională, ceea ce a necesitat finalizarea sarcinii de cucerire a satelitului Pământului. Implementarea sa cu succes a marcat victoria Americii asupra URSS în cursa spațială.

Cu toate acestea, zborurile pot fi efectuate mult mai repede. Un satelit lansat în cadrul proiectului New Horizons al NASA legat de studiul lui Pluto a reușit să parcurgă 380.000 de kilometri în doar 8 ore și 35 de minute. Acest lucru a devenit posibil datorită faptului că de la bun început satelitul a avut o accelerație puternică de 58.000 km/h, acest pas s-a datorat sarcinii de depășire a gravitației solare, ceea ce a făcut posibilă ajungerea pe Lună într-un mod mai mult sau mai puțin acceptabil. interval de timp pentru oameni. Cu toate acestea, ar trebui să ținem cont de supraîncărcările pe care le suferă organismul în timpul unui astfel de zbor, iar acest lucru, la rândul său, complică serios întreaga sarcină, făcându-l un adevărat puzzle pentru ingineri.

Concluzie

Cu toate acestea, niciun obstacol și dificultăți nu ar putea împiedica formarea agențiilor de turism care sunt capabile să trimită o persoană în spațiu pentru weekend. Există doar câteva astfel de tururi, iar printre ele se numără atât cele lungi, când se folosesc motoare ionice, cât și cele rapide, caz în care clientul va fi returnat înapoi în doar câteva zile. Cu toate acestea, ar trebui să se țină cont de ce fonduri sunt alocate pentru implementarea a cel puțin unui zbor. În acest moment, Spațiul este prea scump chiar și pentru state, așa că nu merită să vorbim despre oameni obișnuiți, chiar și relativ bogați.

Dezvoltare tehnologii moderne merge într-un ritm foarte rapid. În curând, omenirea va putea începe colonizarea și construirea de baze pe termen lung la cele mai apropiate obiecte spațiale. Cu toate acestea, întrebarea „Cât timp durează să zbori pe Lună?” va fi deschis datorită apariției unor vehicule noi, mai eficiente, precum și a unui combustibil mai bun, care va furniza mult mai multă energie, ceea ce va crește foarte mult viteza navelor spațiale actuale.

Cine nu s-a uitat într-o seară senină și frumoasă la eternul tovarăș al Pământului - misterioasa și atrăgătoarea Lună? De departe, pare uniform și aproape alb, dar cum este cu adevărat, care este distanța până la lună? Este un satelit natural al Pământului, care are o formă sferică și un diametru de 3480 km. Dacă apelezi la ajutorul unui telescop, poți vedea suprafața acestuia, acoperită complet de roci. Oamenii de știință au demonstrat că nu există atmosferă pe Lună, ceea ce înseamnă că orice viață este exclusă. Există o mulțime de ipoteze, dar oamenii de știință nu au ajuns încă la o decizie fără ambiguitate. Este posibil ca faptele adunate să ridice treptat vălul secretului.

Distanța de la Pământ la Lună, calculată între centrele lor, este de 384.399 de kilometri sau 0,00257 unități astronomice. Dacă îl comparăm cu diametrul planetei noastre, atunci calea către satelit va fi de 30 de diametre ale Pământului. Un fapt interesant este că, spre deosebire de Lună, este eliptică, astfel încât distanța până la Lună își schimbă periodic valoarea.

În secolul al II-lea, omul de știință Hipparchus știa deja despre această proprietate a planetei. El a reușit să calculeze distanța medie până la lună și aproape corespunzătoare valorii moderne. El a fost primul care a calculat că este egal cu 30 de diametre ale Pământului. Un alt om de știință, în scrierile sale „Despre mărimile și distanțele Soarelui și Lunii” încă din secolul al III-lea. BC a încercat să calculeze distanțele dintre acestea corpuri cerești. El a luat drept bază faptul că Luna are o formă apropiată de sferică și că strălucește de lumina reflectată de Soare. El credea că atunci când Luna se află într-o anumită fază și arată ca o jumătate de disc, formează o formă geometrică sub forma unui triunghi cu unghi drept. Dar, din păcate, omul de știință a greșit calculele de 20 de ori, deoarece s-a dovedit a fi imposibil să se determine exact când Luna va fi situată în partea de sus a unghiului drept.

Astăzi, distanța până la Lună este determinată în mai multe moduri precise. Metodă cunoscută de triangulare a celor mai îndepărtate două puncte de pe Pământ. O altă metodă se bazează pe utilizarea unui laser și constă în faptul că se măsoară timpul semnalului laser trimis pe Lună și apoi primit înapoi. Esența sa este că pe Lună, oamenii de știință folosesc un reflector de colț instalat special. Un semnal laser este trimis de la suprafața Pământului către un reflector, iar timpul de trimitere a acestuia este stabilit cu precizie. Lumina trimisă și reflectată pe Lună se întoarce la telescop într-un anumit timp. Prin calcularea timpului exact în care fasciculul a parcurs distanța de la Pământ la Lună și s-a întors înapoi, se determină distanța de la sursa de radiație la reflector.

De exemplu, în punctul cel mai apropiat al orbitei de Pământ, distanța până la Lună este de 363.104 km, iar atunci când este îndepărtată, mai exact la apogeu, este de 405.696 km. Ca urmare, distanța poate diferi cu aproape 12%.

Pământul și Luna nu sunt corpuri punctuale, așa că, pentru a determina cea mai mică distanță dintre ele, facem următorul calcul: scădem suma razelor, care sunt egale cu 6378 și 1738 km, din distanța la perigeu. Rezultatul obținut este distanța minimă necesară între punctele de pe suprafața Lunii și Pământ, care este de 354.988 km.

Dacă am porni pe jos pe o potecă egală cu distanța de la Pământ la Lună, mergând cu o viteză de 5 km/h fără oprire, am depăși-o abia după 9 ani. Un zbor cu avionul cu 800 km/h ar fi mai scurt, permițându-ne să aterizăm pe Lună în 20 de zile.

În realitate, astronauții americani au parcurs distanța până la Lună pe nava spațială Apollo. Aceștia au fost primii oameni care au pășit pe Lună, iar acest eveniment semnificativ a avut loc pe 20 iulie 1969. Le-a luat 3 zile pentru a face acest lucru. Cel mai drumul rapid- este să zbori cu viteza luminii, care este egală cu 300 mii km/s, când devine accesibilă în 1,25 secunde lumină.