Mond: Beschreibung, Eigenschaften, interessante Fakten. Erde und Mond: Rotation und Phasen Die Bedeutung des Mondes im Leben der Erde

Erde und Mond rotieren ständig um ihre eigene Achse und um die Sonne. Auch der Mond dreht sich um unseren Planeten. In diesem Zusammenhang können wir am Himmel zahlreiche Phänomene beobachten, die mit Himmelskörpern verbunden sind.

nächstgelegener Raumkörper

Der Mond ist ein natürlicher Satellit der Erde. Wir sehen ihn als leuchtende Kugel am Himmel, obwohl er selbst kein Licht aussendet, sondern nur reflektiert. Die Lichtquelle ist die Sonne, deren Strahlung die Mondoberfläche beleuchtet.

Jedes Mal können Sie einen anderen Mond am Himmel sehen, seine verschiedenen Phasen. Dies ist eine direkte Folge der Rotation des Mondes um die Erde, die sich wiederum um die Sonne dreht.

Monderkundung

Viele Wissenschaftler und Astronomen beobachten den Mond seit vielen Jahrhunderten, aber die Erforschung des Erdtrabanten begann 1959, sozusagen „live“. Dann erreichte die sowjetische interplanetare automatische Station „Luna-2“ diesen Himmelskörper. Zu diesem Zeitpunkt war dieses Gerät nicht in der Lage, sich auf der Mondoberfläche zu bewegen, sondern konnte nur mit Hilfe von Instrumenten einige Daten aufzeichnen. Das Ergebnis war eine direkte Messung des Sonnenwinds, eines Stroms ionisierter Teilchen, der von der Sonne ausgeht. Dann wurde ein kugelförmiger Wimpel mit dem Emblem der Sowjetunion zum Mond gebracht.

Die wenig später gestartete Raumsonde Luna-3 machte aus dem Weltraum das erste Foto der von der Erde aus nicht sichtbaren Rückseite des Mondes. Einige Jahre später, 1966, landete eine weitere automatische Station namens „Luna-9“ auf dem Erdtrabanten. Es gelang ihr, sanft zu landen und Telepanoramen zur Erde zu übertragen. Zum ersten Mal sahen Erdbewohner eine Fernsehsendung direkt vom Mond aus. Vor dem Start dieser Station gab es mehrere erfolglose Versuche einer sanften „Mondlandung“. Mit Hilfe der mit diesem Gerät durchgeführten Studien wurde die Meteorschlacke-Theorie über die äußere Struktur des Erdtrabanten bestätigt.

Die Reise von der Erde zum Mond wurde von den Amerikanern durchgeführt. Die ersten Menschen, die den Mond betraten, waren Armstrong und Aldrin. Dieses Ereignis fand im Jahr 1969 statt. Sowjetische Wissenschaftler wollten den Himmelskörper nur mit Hilfe der Automatisierung erforschen, sie nutzten Mondrover.

Eigenschaften des Mondes

Die durchschnittliche Entfernung zwischen Mond und Erde beträgt 384.000 Kilometer. Wenn der Satellit unserem Planeten am nächsten ist, wird dieser Punkt Perigäum genannt, die Entfernung beträgt 363.000 Kilometer. Und wenn zwischen der Erde und dem Mond eine maximale Entfernung besteht (dieser Zustand wird Apogäum genannt), beträgt sie 405.000 Kilometer.

Die Umlaufbahn der Erde weist gegenüber der Umlaufbahn ihres natürlichen Satelliten eine Neigung von 5 Grad auf.

Der Mond bewegt sich auf seiner Umlaufbahn um unseren Planeten mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,022 Kilometern pro Sekunde. Und in einer Stunde fliegt er ungefähr 3681 Kilometer.

Der Radius des Mondes beträgt im Gegensatz zur Erde (6356) etwa 1737 Kilometer. Hierbei handelt es sich um einen Durchschnittswert, da er an verschiedenen Stellen der Oberfläche variieren kann. Am Mondäquator beispielsweise ist der Radius etwas größer als der Durchschnitt – 1738 Kilometer. Und im Bereich des Pols ist es etwas weniger – 1735. Auch der Mond ist eher ein Ellipsoid als eine Kugel, als wäre er etwas „abgeflacht“. Das gleiche Merkmal gibt es auf unserer Erde. Die Form unseres Heimatplaneten wird Geoid genannt. Es ist eine direkte Folge der Drehung um die Achse.

Die Masse des Mondes in Kilogramm beträgt etwa 7,3 * 1022, die Erde wiegt 81-mal mehr.

Mondphasen

Die Mondphasen sind die unterschiedlichen Positionen des Erdtrabanten relativ zur Sonne. Die erste Phase ist der Neumond. Dann kommt das erste Viertel. Danach kommt der Vollmond. Und dann das letzte Viertel. Die Linie, die den beleuchteten Teil des Satelliten vom dunklen Teil trennt, wird als Terminator bezeichnet.

Der Neumond ist die Phase, in der der Erdtrabant am Himmel nicht sichtbar ist. Der Mond ist nicht sichtbar, da er näher an der Sonne ist als unser Planet und daher seine uns zugewandte Seite nicht beleuchtet ist.

Das erste Viertel – die Hälfte des Himmelskörpers – ist sichtbar, der Stern beleuchtet nur seine rechte Seite. Zwischen Neumond und Vollmond „wächst“ der Mond. Zu dieser Zeit sehen wir einen leuchtenden Halbmond am Himmel und nennen ihn den „Wachstumsmonat“.

Vollmond – Der Mond ist als heller Kreis sichtbar, der alles mit seinem silbernen Licht erleuchtet. Das Licht des Himmelskörpers kann zu diesem Zeitpunkt sehr hell sein.

Das letzte Viertel – der Erdtrabant ist nur teilweise sichtbar. In dieser Phase wird der Mond „alt“ oder „abnehmend“ genannt, da nur seine linke Hälfte beleuchtet ist.

Es ist leicht, einen wachsenden Monat von einem abnehmenden Mond zu unterscheiden. Wenn der Mond abnimmt, ähnelt er dem Buchstaben „C“. Und wenn es wächst, wenn man einen Stab auf den Monat steckt, erhält man den Buchstaben „P“.

Drehung

Da Mond und Erde nahe genug beieinander liegen, bilden sie ein einziges System. Unser Planet ist viel größer als sein Satellit und wirkt daher mit seiner Anziehungskraft auf ihn. Der Mond ist uns ständig mit einer Seite zugewandt, sodass vor der Raumfahrt im 20. Jahrhundert niemand die andere Seite sah. Dies liegt daran, dass sich Mond und Erde in die gleiche Richtung um ihre Achse drehen. Und die Rotation des Satelliten um seine Achse dauert genauso lange wie die Rotation um den Planeten. Darüber hinaus machen sie gemeinsam einen Umlauf um die Sonne, der 365 Tage dauert.

Gleichzeitig ist es jedoch unmöglich zu sagen, in welche Richtung sich Erde und Mond drehen. Es scheint, dass dies eine einfache Frage ist, entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn, aber die Antwort kann nur vom Bezugspunkt abhängen. Die Ebene, auf der sich die Umlaufbahn des Mondes befindet, ist gegenüber der der Erde leicht geneigt, der Neigungswinkel beträgt etwa 5 Grad. Die Punkte, an denen sich die Umlaufbahnen unseres Planeten und seines Satelliten schneiden, werden Knoten der Mondumlaufbahn genannt.

Siderisch und Synodisch

Ein siderischer oder stellarer Monat ist die Zeitspanne, die der Mond benötigt, um sich um die Erde zu drehen und relativ zu den Sternen an denselben Ort zurückzukehren, an dem er begonnen hat. Dieser Monat dauert 27,3 Tage auf dem Planeten.

Der synodische Monat ist der Zeitraum, in dem der Mond eine vollständige Umdrehung macht, nur relativ zur Sonne (die Zeit, in der sich die Mondphasen ändern). Hält 29,5 Erdentage.

Der synodische Monat ist aufgrund der Rotation von Mond und Erde um die Sonne zwei Tage länger als der siderische Monat. Da sich der Satellit um den Planeten dreht und dieser sich wiederum um den Stern dreht, stellt sich heraus, dass für das Durchlaufen aller Phasen des Satelliten zusätzliche Zeit erforderlich ist, die über eine vollständige Umdrehung hinausgeht.

Seit jeher ist der Mond ein ständiger Satellit unseres Planeten und der ihm am nächsten liegende Himmelskörper. Natürlich wollte ein Mensch schon immer dorthin. Aber ist es weit, dorthin zu fliegen und wie groß ist die Entfernung dorthin?

Die Entfernung von der Erde zum Mond wird theoretisch vom Mittelpunkt des Mondes zum Mittelpunkt der Erde gemessen. Es ist unmöglich, diesen Abstand mit den üblichen Methoden des Alltags zu messen. Daher wurde die Entfernung zum Erdtrabanten mithilfe trigonometrischer Formeln berechnet.

Wie die Sonne erfährt auch der Mond in der Nähe der Ekliptik eine ständige Bewegung am Erdhimmel. Diese Bewegung unterscheidet sich jedoch deutlich von der Bewegung der Sonne. Die Bahnebenen von Sonne und Mond unterscheiden sich also um 5 Grad. Es scheint, dass die Flugbahn des Mondes am Himmel der Erde im Allgemeinen der Ekliptik ähneln sollte und sich von ihr nur um eine Verschiebung von 5 Grad unterscheidet:

Darin ähnelt die Bewegung des Mondes der Bewegung der Sonne – von West nach Ost, in entgegengesetzter Richtung zur täglichen Erdrotation. Abgesehen davon bewegt sich der Mond viel schneller am Erdhimmel als die Sonne. Dies liegt daran, dass sich die Erde in etwa 365 Tagen (Erdjahr) um die Sonne dreht und der Mond in nur 29 Tagen (Mondmonat) um die Erde. Dieser Unterschied wurde zum Anlass für die Aufteilung der Ekliptik in 12 Tierkreiskonstellationen (in einem Monat bewegt sich die Sonne um 30 Grad entlang der Ekliptik). Während des Mondmonats kommt es zu einem vollständigen Wechsel der Mondphasen:

Zusätzlich zur Flugbahn der Mondbewegung kommt noch der Faktor der starken Verlängerung der Umlaufbahn hinzu. Die Exzentrizität der Mondbahn beträgt 0,05 (zum Vergleich: Dieser Parameter für die Erde beträgt 0,017). Der Unterschied zur Kreisbahn des Mondes führt dazu, dass sich der scheinbare Durchmesser des Mondes ständig von 29 auf 32 Bogenminuten ändert.

Tagsüber verschiebt sich der Mond relativ zu den Sternen um 13 Grad, und zwar um etwa 0,5 Grad pro Stunde. Moderne Astronomen nutzen häufig Mondbedeckungen, um die Winkeldurchmesser von Sternen in der Nähe der Ekliptik abzuschätzen.

Was bestimmt die Bewegung des Mondes?

Ein wichtiger Punkt in der Theorie der Mondbewegung ist die Tatsache, dass die Umlaufbahn des Mondes im Weltraum nicht konstant und stabil ist. Aufgrund der relativ geringen Masse des Mondes ist er ständigen Störungen durch massereichere Objekte im Sonnensystem (hauptsächlich Sonne und Mond) ausgesetzt. Darüber hinaus wird die Umlaufbahn des Mondes durch die Abplattung der Sonne und die Gravitationsfelder anderer Planeten im Sonnensystem beeinflusst. Dadurch schwankt die Exzentrizität der Mondbahn über einen Zeitraum von 9 Jahren zwischen 0,04 und 0,07. Das Ergebnis dieser Veränderungen war ein Phänomen wie ein Supermond. Ein Supermond ist ein astronomisches Phänomen, bei dem der Vollmond eine um ein Vielfaches größere Winkelgröße als üblich hat. Während des Vollmonds am 14. November 2016 befand sich der Mond also in einer Rekordnähe seit 1948. Im Jahr 1948 war der Mond 50 km näher als im Jahr 2016.

Darüber hinaus werden auch Schwankungen in der Neigung der Mondbahn zur Ekliptik beobachtet: alle 19 Jahre um etwa 18 Bogenminuten.

Was ist gleich

Raumfahrzeuge werden viel Zeit damit verbringen müssen, zum Erdtrabanten zu fliegen. Sie können nicht in einer geraden Linie zum Mond fliegen – der Planet wird sich vom Ziel entfernen und die Bahn muss korrigiert werden. Bei einer Fluchtgeschwindigkeit von 11 km/s (40.000 km/h) dauert der Flug theoretisch etwa 10 Stunden, in der Realität dauert er jedoch länger. Dies liegt daran, dass das Schiff zu Beginn die Geschwindigkeit in der Atmosphäre allmählich auf einen Wert von 11 km/s erhöht, um dem Schwerefeld der Erde zu entkommen. Dann muss das Schiff langsamer werden, wenn es sich dem Mond nähert. Diese Geschwindigkeit ist übrigens das Maximum, das moderne Raumfahrzeuge erreichen konnten.

Der berüchtigte amerikanische Mondflug im Jahr 1969 dauerte nach offiziellen Angaben 76 Stunden. Die Raumsonde New Horizons der NASA erreichte den Mond am schnellsten in 8 Stunden und 35 Minuten. Zwar landete er nicht auf dem Planetoiden, sondern flog vorbei – er hatte eine andere Mission.

Das Licht von der Erde wird sehr schnell zu unserem Satelliten gelangen – in 1,255 Sekunden. Doch das Fliegen mit Lichtgeschwindigkeit ist immer noch eine Fantasiewelt.

Sie können versuchen, sich den Weg zum Mond in den üblichen Werten vorzustellen. Zu Fuß mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h wird der Weg zum Mond etwa neun Jahre dauern. Wenn Sie ein Auto mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h fahren, dauert es 160 Tage, um zum Erdtrabanten zu gelangen. Wenn Flugzeuge zum Mond fliegen würden, würde der Flug dorthin etwa 20 Tage dauern.

Wie antike griechische Astronomen die Entfernung zum Mond berechneten

Der Mond war der erste Himmelskörper, dessen Entfernung von der Erde berechnet werden konnte. Es wird angenommen, dass Astronomen im antiken Griechenland die ersten waren, die dies taten.

Sie versuchten seit jeher, die Entfernung zum Mond zu messen – der erste, der dies versuchte, war Aristarchos von Samos. Er schätzte den Winkel zwischen Mond und Sonne auf 87 Grad, sodass sich herausstellte, dass der Mond 20-mal näher als die Sonne ist (der Kosinus eines Winkels von 87 Grad beträgt 1/20). Der Winkelmessfehler ergab einen 20-fachen Fehler, heute weiß man, dass dieses Verhältnis tatsächlich 1 zu 400 beträgt (der Winkel beträgt ca. 89,8 Grad). Der große Fehler wurde durch die Schwierigkeit verursacht, den genauen Winkelabstand zwischen Sonne und Mond mit den primitiven astronomischen Instrumenten der Antike abzuschätzen. Zu diesem Zeitpunkt hatten die antiken griechischen Astronomen aufgrund regelmäßiger Sonnenfinsternisse bereits den Schluss gezogen, dass die Winkeldurchmesser von Mond und Sonne ungefähr gleich seien. In diesem Zusammenhang kam Aristarchus zu dem Schluss, dass der Mond 20-mal kleiner als die Sonne ist (tatsächlich etwa 400-mal).

Um die Größe von Sonne und Mond im Verhältnis zur Erde zu berechnen, verwendete Aristarchos eine andere Methode. Wir sprechen über Beobachtungen von Mondfinsternissen. Zu diesem Zeitpunkt hatten antike Astronomen bereits die Gründe für diese Phänomene erraten: Der Mond wird vom Schatten der Erde verdeckt.

Das obige Diagramm zeigt deutlich, dass der Unterschied in den Abständen von der Erde zur Sonne und zum Mond proportional zur Differenz zwischen den Radien der Erde und der Sonne und den Radien der Erde und ihres Schattens zur Entfernung des Mondes ist. Zur Zeit des Aristarch konnte man bereits abschätzen, dass der Radius des Mondes etwa 15 Bogenminuten und der Radius des Erdschattens 40 Bogenminuten beträgt. Das heißt, die Größe des Mondes war etwa dreimal kleiner als die Größe der Erde. Da man den Winkelradius des Mondes kannte, konnte man von hier aus leicht abschätzen, dass der Mond etwa 40 Erddurchmesser von der Erde entfernt ist. Die alten Griechen konnten die Größe der Erde nur grob schätzen. So ermittelte Eratosthenes von Kyrene (276 - 195 v. Chr.), basierend auf Unterschieden in der maximalen Höhe der Sonne über dem Horizont in Assuan und Alexandria während der Sommersonnenwende, dass der Erdradius nahe bei 6287 km liegt (der moderne Wert beträgt). 6371 km). Wenn wir diesen Wert in Aristarchos' Schätzung der Entfernung zum Mond einsetzen, entspricht er ungefähr 502.000 km (der moderne Wert der durchschnittlichen Entfernung von der Erde zum Mond beträgt 384.000 km).

Wenig später wurde der Mathematiker und Astronom des 2. Jahrhunderts v. e. Hipparchos von Nicäa berechnete, dass die Entfernung zum Erdtrabanten 60-mal größer ist als der Radius unseres Planeten. Seine Berechnungen basierten auf Beobachtungen der Bewegung des Mondes und seiner periodischen Finsternisse.

Da Sonne und Mond zum Zeitpunkt der Sonnenfinsternis die gleichen Winkelabmessungen haben, können Sie anhand der Ähnlichkeitsregeln von Dreiecken das Verhältnis der Abstände zur Sonne und zum Mond ermitteln. Dieser Unterschied beträgt das 400-fache. Indem er diese Regeln erneut anwendete, nur in Bezug auf die Durchmesser von Mond und Erde, berechnete Hipparchos, dass der Durchmesser der Erde 2,5-mal größer ist als der Durchmesser des Mondes. Das heißt, R l \u003d R s / 2,5.

In einem Winkel von 1′ kann man ein Objekt beobachten, dessen Abmessungen 3.483 Mal kleiner sind als die Entfernung zu ihm – diese Information war zur Zeit des Hipparchos jedem bekannt. Das heißt, bei einem beobachteten Radius des Mondes von 15′ ist er dem Beobachter 15-mal näher. Diese. das Verhältnis der Entfernung zum Mond zu seinem Radius beträgt 3483/15= 232 oder S l = 232R l.

Dementsprechend beträgt die Entfernung zum Mond 232 * R s / 2,5 = 60 Erdradien. Es ergibt sich 6.371 * 60 = 382.260 km. Das Interessanteste ist, dass die mit Hilfe moderner Instrumente durchgeführten Messungen die Richtigkeit des antiken Wissenschaftlers bestätigten.

Die Messung der Entfernung zum Mond erfolgt nun mit Hilfe von Laserinstrumenten, die eine Messung mit einer Genauigkeit von mehreren Zentimetern ermöglichen. In diesem Fall finden die Messungen in sehr kurzer Zeit statt – nicht länger als 2 Sekunden, in denen sich der Mond im Orbit um etwa 50 Meter von dem Punkt entfernt, an den der Laserimpuls gesendet wurde.

Entwicklung von Methoden zur Messung der Entfernung zum Mond

Erst mit der Erfindung des Teleskops konnten Astronomen mehr oder weniger genaue Werte für die Parameter der Mondbahn und die Übereinstimmung ihrer Größe mit der Größe der Erde ermitteln.

Eine genauere Methode zur Messung der Entfernung zum Mond erschien im Zusammenhang mit der Entwicklung des Radars. Die erste Radioortung des Mondes erfolgte 1946 in den USA und Großbritannien. Radar ermöglichte es, die Entfernung zum Mond mit einer Genauigkeit von mehreren Kilometern zu messen.

Eine noch genauere Methode zur Messung der Entfernung zum Mond ist die Laserortung. Zur Umsetzung wurden in den 1960er Jahren mehrere Eckreflektoren auf dem Mond installiert. Interessant ist, dass die ersten Experimente zur Laserentfernungsmessung bereits vor der Installation von Eckreflektoren auf der Mondoberfläche durchgeführt wurden. In den Jahren 1962-1963 wurden am Krim-Observatorium der UdSSR mehrere Experimente zur Laserentfernung einzelner Mondkrater mit Teleskopen mit einem Durchmesser von 0,3 bis 2,6 Metern durchgeführt. Durch diese Experimente konnte die Entfernung zur Mondoberfläche mit einer Genauigkeit von mehreren hundert Metern bestimmt werden. In den Jahren 1969-1972 brachten Astronauten des Apollo-Programms drei Eckreflektoren auf die Oberfläche unseres Satelliten. Unter ihnen war der Reflektor der Apollo-15-Mission der perfekteste, da er aus 300 Prismen bestand, während die anderen beiden (die Apollo-11- und Apollo-14-Missionen) nur jeweils hundert Prismen hatten.

Darüber hinaus lieferte die UdSSR 1970 und 1973 an Bord der selbstfahrenden Fahrzeuge Lunokhod-1 und Lunokhod-2 zwei weitere französische Eckreflektoren an die Mondoberfläche, die jeweils aus 14 Prismen bestanden. Der Einsatz des ersten dieser Reflektoren hat eine bemerkenswerte Geschichte. Während der ersten 6 Betriebsmonate des Mondrovers mit Reflektor konnten etwa 20 Sitzungen zur Laserortung durchgeführt werden. Aufgrund der unglücklichen Lage des Mondrovers war der Einsatz des Reflektors jedoch erst 2010 möglich. Nur Bilder des neuen LRO-Geräts halfen, die Position des Mondrovers mit dem Reflektor zu klären und so die Arbeitssitzungen damit fortzusetzen.

In der UdSSR wurden die meisten Laserentfernungsmessungen am 2,6-Meter-Teleskop des Krim-Observatoriums durchgeführt. Zwischen 1976 und 1983 wurden mit diesem Teleskop 1400 Messungen mit einem Fehler von 25 Zentimetern durchgeführt, dann wurden die Beobachtungen aufgrund der Kürzung des sowjetischen Mondprogramms eingestellt.

Insgesamt wurden von 1970 bis 2010 weltweit etwa 17.000 hochpräzise Laserortungssitzungen durchgeführt. Die meisten davon standen im Zusammenhang mit dem Eckreflektor von Apollo 15 (wie oben erwähnt, ist er der fortschrittlichste – mit einer Rekordzahl an Prismen):

Von den 40 Observatorien, die Laserentfernungsmessungen zum Mond durchführen können, sind nur wenige in der Lage, hochpräzise Messungen durchzuführen:

Die meisten ultrapräzisen Messungen wurden mit dem 2-Meter-Teleskop am Texas MacDonald Observatory durchgeführt:

Gleichzeitig werden die genauesten Messungen mit dem APOLLO-Instrument durchgeführt, das 2006 am 3,5-Meter-Teleskop des Apache Point Observatory installiert wurde. Die Genauigkeit seiner Messungen erreicht einen Millimeter:

Entwicklung des Mond- und Erdsystems

Das Hauptziel immer genauerer Messungen der Entfernung zum Mond besteht darin, die Entwicklung der Mondbahn in der fernen Vergangenheit und in der fernen Zukunft besser zu verstehen. Mittlerweile sind Astronomen zu dem Schluss gekommen, dass der Mond in der Vergangenheit um ein Vielfaches näher an der Erde war und auch eine viel kürzere Rotationsperiode hatte (das heißt, er war nicht durch Gezeiten gefangen). Diese Tatsache bestätigt die in unserer Zeit vorherrschende Impaktversion der Entstehung des Mondes aus der ausgestoßenen Materie der Erde. Darüber hinaus führt die Gezeitenwirkung des Mondes dazu, dass sich die Geschwindigkeit der Erdrotation um ihre Achse allmählich verlangsamt. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses beträgt eine Zunahme des Tages der Erde jedes Jahr um 23 Mikrosekunden. In einem Jahr entfernt sich der Mond durchschnittlich 38 Millimeter von der Erde. Schätzungen zufolge wird der Erdentag in 50 Milliarden Jahren dem Mondmonat entsprechen, wenn das Erde-Mond-System die Umwandlung der Sonne in einen Roten Riesen überlebt. Dadurch werden sich Mond und Erde immer nur mit einer Seite gegenüberstehen, wie es jetzt im Pluto-Charon-System beobachtet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird sich der Mond um etwa 600.000 Kilometer entfernen und der Mondmonat wird auf 47 Tage anwachsen. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Verdunstung der Ozeane der Erde in 2,3 Milliarden Jahren den Prozess der Entfernung des Mondes beschleunigen wird (die Gezeiten der Erde verlangsamen den Prozess erheblich).

Darüber hinaus zeigen Berechnungen, dass sich der Mond in Zukunft aufgrund der Wechselwirkung der Gezeiten untereinander wieder der Erde nähern wird. Bei einer Annäherung an die Erde in einer Entfernung von 12.000 km wird der Mond durch Gezeitenkräfte auseinandergerissen, die Trümmer des Mondes bilden einen Ring wie die bekannten Ringe um die Riesenplaneten des Sonnensystems. Andere bekannte Satelliten des Sonnensystems werden dieses Schicksal viel früher wiederholen. Phobos wird also auf 20–40 Millionen Jahre geschätzt, und Triton auf etwa 2 Milliarden Jahre.

Jedes Jahr vergrößert sich der Abstand zum Erdtrabanten um durchschnittlich 4 cm. Gründe dafür sind die Bewegung des Planetoiden auf einer Spiralbahn und die allmählich abnehmende Kraft der Gravitationswechselwirkung zwischen Erde und Mond.

Zwischen Erde und Mond können theoretisch alle Planeten des Sonnensystems platziert werden. Addiert man die Durchmesser aller Planeten, inklusive Pluto, kommt man auf einen Wert von 382.100 km.

Der Mond ist nach der Sonne das zweithellste Objekt. Es ist das fünftgrößte Objekt im Sonnensystem. Zwischen den Mittelpunkten des Mondes und der Erde beträgt die durchschnittliche Entfernung 384.467 km. Die Masse des Mondes entspricht dem Wert 7,33 * 1022 kg.

Seit der Antike haben Menschen versucht, seine Bewegung zu beschreiben und zu erklären. Grundlage aller modernen Berechnungen ist Browns Theorie, die an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert entstand. Um die genaue Bewegung dieses zu bestimmen, wurde nicht nur die Masse des Mondes benötigt. Dabei wurden zahlreiche Koeffizienten trigonometrischer Funktionen berücksichtigt. Die moderne Wissenschaft ist in der Lage, genauere Berechnungen durchzuführen.

Mit der Laserortung können Sie die Größe von Himmelsobjekten mit einem Fehler von nur wenigen Zentimetern messen. Mit seiner Hilfe wurde festgestellt, dass die Masse des Mondes viel geringer ist als die Masse unseres Planeten (81-mal) und sein Radius 37-mal kleiner ist. Lange Zeit war es nicht möglich, diesen Wert genau zu bestimmen, doch der Start von Weltraumsatelliten ermöglichte es, neue Perspektiven zu eröffnen. Es ist eine interessante Tatsache bekannt, dass zur Zeit Newtons die Masse des Mondes durch die Stärke der von ihm verursachten Gezeiten bestimmt wurde.

Wir können die beleuchtete Oberfläche dieses Satelliten auf unterschiedliche Weise sehen. Der sichtbare Teil der von der Sonne beleuchteten Scheibe wird Phase genannt. Insgesamt gibt es vier Phasen: die völlig dunkle Mondoberfläche – der Neumond, die wachsende Mondsichel – das erste Viertel, die vollständig beleuchtete Scheibe – der Vollmond, die beleuchtete Hälfte von der zweiten Seite – das letzte Viertel. Sie werden in Hundertstel und Zehntel einer Einheit ausgedrückt. Der Wechsel aller Mondphasen ist die synodische Periode, also die Umdrehung des Mondes von der Neumondphase zur nächsten Neumondphase. Er wird auch synodischer Monat genannt und beträgt etwa 29,5 Tage. Während dieser Zeit kann der Mond die Umlaufbahn durchlaufen und hat Zeit, dieselbe Phase zweimal zu durchlaufen. Die siderische Umlaufperiode dauert 27,3 Tage und ist die vollständige Umdrehung des Mondes um die Erde.

Es ist fälschlicherweise üblich zu sagen, dass wir die Oberfläche des Mondes von einer Seite sehen und dass er sich nicht dreht. Die Bewegungen des Mondes erfolgen in Form einer Rotation um seine Achse und einer Zirkulation um die Erde und die Sonne

Eine vollständige Drehung um die eigene Achse erfolgt in 27 Erdentagen und 43 Minuten. und 7 Uhr. Eine elliptische Umlaufbahn um die Erde (eine vollständige Umdrehung) dauert genauso lange. Dies wird durch Gezeiten in der Mondkruste beeinflusst, die unter dem Einfluss der Mondgravitation zu Gezeiten auf der Erde führen.

Da die Sonne vom Mond weiter entfernt ist als die Erde, zieht sie aufgrund ihrer enormen Masse den Mond doppelt so stark an wie die Erde. Die Erde verzerrt die Bahn des Mondes um die Sonne. In Bezug auf die Sonne ist ihre Flugbahn immer konkav.

Der Mond hat keine Atmosphäre, der Himmel darüber ist immer schwarz. Da sich Schallwellen nicht im Vakuum ausbreiten, ist dieser Planet völlig still. Unter direkter Sonneneinstrahlung ist es tagsüber um ein Vielfaches größer als Wasser und nachts erreicht es -150 °C. Der Mond ist einer. Seine Dichte beträgt nur 3,3 p. mehr Wasser. Auf seiner Oberfläche gibt es riesige Ebenen, die mit erstarrter Lava bedeckt sind, viele Krater entstehen, wenn die Schwerkraft geringer ist als die Schwerkraft der Erde, und das Gewicht des Mondes ist geringer als das der Erde, sodass ein Mensch während seines Aufenthaltes um das Sechsfache abnehmen kann der Mond.

Anhand radioaktiver Substanzen haben Wissenschaftler das ungefähre Alter des Mondes ermittelt, das bei 4,65 Milliarden Jahren liegt. Nach der letzten plausibelsten Hypothese wird angenommen, dass die Entstehung des Mondes als Folge einer riesigen Kollision eines riesigen Himmelskörpers mit der jungen Erde erfolgte. Einer anderen Theorie zufolge entstanden Erde und Mond unabhängig voneinander in völlig unterschiedlichen Teilen des Sonnensystems.

Der natürliche Satellit der Erde ist der Mond, ein nicht leuchtender Körper, der das Sonnenlicht reflektiert.

Die Erforschung des Mondes begann im Jahr 1959, als der sowjetische Apparat Luna-2 zum ersten Mal auf dem Mond landete und der Apparat Luna-3 als erster die Rückseite des Mondes aus dem Weltraum fotografierte.

Im Jahr 1966 landete Luna-9 auf dem Mond und bildete eine feste Bodenstruktur.

Die ersten Menschen, die den Mond betraten, waren die Amerikaner Neil Armstrong und Edwin Aldrin. Dies geschah am 21. Juli 1969. Zur weiteren Erforschung des Mondes verwendeten sowjetische Wissenschaftler lieber automatische Fahrzeuge – Mondrover.

Allgemeine Eigenschaften des Mondes

Die Masse des Mondes beträgt 1/81 der Masse der Erde. Die Position des Mondes in der Umlaufbahn entspricht der einen oder anderen Phase (Abb. 1).

Reis. 1. Mondphasen

Mondphasen- verschiedene Positionen relativ zur Sonne - Neumond, erstes Viertel, Vollmond und letztes Viertel. Bei Vollmond ist die beleuchtete Mondscheibe sichtbar, da sich Sonne und Mond auf gegenüberliegenden Seiten der Erde befinden. Bei Neumond steht der Mond auf der Seite der Sonne, sodass die der Erde zugewandte Seite des Mondes nicht beleuchtet wird.

Der Mond ist immer auf einer Seite der Erde zugewandt.

Die Linie, die den beleuchteten Teil des Mondes vom unbeleuchteten Teil trennt, wird genannt Terminator.

Im ersten Viertel ist der Mond in einem Winkelabstand von 90" von der Sonne sichtbar und die Sonnenstrahlen beleuchten nur die uns zugewandte rechte Hälfte des Mondes. In den restlichen Phasen ist der Mond für uns in Form von sichtbar Um den wachsenden Mond vom alten zu unterscheiden, müssen wir uns daher daran erinnern: Der alte Mond ähnelt dem Buchstaben „C“, und wenn der Mond wächst, können Sie im Geiste eine vertikale Linie vor dem Mond zeichnen Mond und Sie erhalten den Buchstaben „P“.

Aufgrund der Nähe des Mondes zur Erde und seiner großen Masse bilden sie das Erde-Mond-System. Mond und Erde drehen sich um ihre Achsen in die gleiche Richtung. Die Ebene der Mondbahn ist zur Ebene der Erdbahn in einem Winkel von 5°9" geneigt.

Die Orte, an denen sich die Umlaufbahnen der Erde und des Mondes kreuzen, werden genannt Knoten der Mondumlaufbahn.

Siderisch(von lat. sideris – Stern) ein Monat ist die Rotationsperiode der Erde um ihre Achse und die gleiche Position des Mondes auf der Himmelssphäre in Bezug auf die Sterne. Es sind 27,3 Erdentage.

synodisch(von der griechischen Synode - Verbindung) ein Monat ist der Zeitraum eines vollständigen Wechsels der Mondphasen, also der Zeitraum der Rückkehr des Mondes in seine ursprüngliche Position relativ zum Mond und der Sonne (zum Beispiel von Neumond). bis Neumond). Es beträgt durchschnittlich 29,5 Erdentage. Der synodische Monat ist zwei Tage länger als der siderische Monat, da sich Erde und Mond in die gleiche Richtung um ihre Achsen drehen.

Die Schwerkraft auf dem Mond ist sechsmal geringer als die Schwerkraft auf der Erde.

Das Relief des Erdtrabanten ist gut untersucht. Sichtbare dunkle Bereiche auf der Mondoberfläche werden „Meere“ genannt – das sind riesige wasserlose Tiefebenen (die größte ist „Oksan Bur“), und helle Bereiche – „Kontinente“ – das sind bergige, erhöhte Gebiete. Die wichtigsten Planetenstrukturen der Mondoberfläche sind Ringkrater mit einem Durchmesser von bis zu 20–30 km und Mehrringkrater mit einem Durchmesser von 200–1000 km.

Der Ursprung der Ringstrukturen ist unterschiedlich: meteoritisch, vulkanisch und schockexplosiv. Darüber hinaus gibt es auf der Mondoberfläche Risse, Verschiebungen, Kuppeln und Störungssysteme.

Studien der Raumsonden Luna-16, Luna-20 und Luna-24 zeigten, dass die klastischen Oberflächengesteine ​​des Mondes den terrestrischen magmatischen Gesteinen – Basalten – ähneln.

Die Bedeutung des Mondes im Leben der Erde

Obwohl die Masse des Mondes 27 Millionen Mal geringer ist als die Masse der Sonne, ist er 374 Mal näher an der Erde und hat einen starken Einfluss auf sie, was dazu führt, dass das Wasser an manchen Stellen steigt (Gezeiten) und an anderen abfließt. Dies geschieht alle 12 Stunden und 25 Minuten, da der Mond in 24 Stunden und 50 Minuten eine vollständige Umdrehung um die Erde durchführt.

Aufgrund des gravitativen Einflusses von Mond und Sonne auf die Erde, Ebbe und Flut(Abb. 2).

Reis. 2. Schema des Auftretens von Ebbe und Flut auf der Erde

Am deutlichsten und bedeutendsten in ihren Folgen sind Gezeitenphänomene in der Wellenhülle. Es handelt sich um periodische Anstiege und Abfälle des Meeresspiegels, die durch die Anziehungskräfte des Mondes und der Sonne verursacht werden (2,2-mal geringer als die des Mondes).

In der Atmosphäre äußern sich Gezeitenphänomene in halbtägigen Veränderungen des Atmosphärendrucks und in der Erdkruste – in der Verformung der festen Materie der Erde.

Auf der Erde gibt es 2 Fluten an dem Punkt, der dem Mond am nächsten und am weitesten vom Mond entfernt ist, und 2 Ebbe an Punkten, die sich in einem Winkelabstand von 90° von der Mond-Erde-Linie befinden. Zuordnen beträchtliche Gezeiten, die bei Neumond und Vollmond auftreten und Quadratur im ersten und letzten Viertel.

Im offenen Ozean sind Gezeitenphänomene gering. Wasserstandsschwankungen erreichen 0,5-1 m. In den Binnenmeeren (Schwarzes Meer, Ostsee usw.) sind sie fast nicht zu spüren. Abhängig von der geografischen Breite und den Konturen der Küstenlinie der Kontinente (insbesondere in engen Buchten) kann das Wasser bei Flut jedoch bis zu 18 m ansteigen (die Bay of Fundy im Atlantischen Ozean vor der Küste Nordamerikas). , 13 m an der Westküste des Ochotskischen Meeres. Dadurch entstehen Gezeitenströmungen.

Die Hauptbedeutung von Flutwellen besteht darin, dass sie, wenn sie sich von Osten nach Westen bewegen und der scheinbaren Bewegung des Mondes folgen, die axiale Rotation der Erde verlangsamen und den Tag verlängern, die Form der Erde durch Verringerung der Polarkompression verändern und Pulsationen verursachen Die Erdhüllen, vertikale Verschiebungen der Erdoberfläche, halbtägige Veränderungen des Luftdrucks verändern die Bedingungen des organischen Lebens in den Küstenteilen der Ozeane und beeinflussen schließlich die Wirtschaftstätigkeit der Küstenländer. In eine Reihe von Häfen können Schiffe nur bei Flut einlaufen.

Nach einer gewissen Zeit auf der Erde wiederholen Sonnen- und Mondfinsternisse. Sie können sie sehen, wenn Sonne, Erde und Mond auf derselben Linie stehen.

Finsternis- eine astronomische Situation, in der ein Himmelskörper das Licht eines anderen Himmelskörpers verdeckt.

Eine Sonnenfinsternis tritt auf, wenn der Mond zwischen den Beobachter und die Sonne gerät und diese blockiert. Da uns der Mond vor der Sonnenfinsternis mit der unbeleuchteten Seite zugewandt ist, gibt es vor der Sonnenfinsternis immer einen Neumond, d. h. der Mond ist nicht sichtbar. Es scheint, dass die Sonne von einer schwarzen Scheibe bedeckt ist; Ein Beobachter von der Erde sieht dieses Phänomen als Sonnenfinsternis (Abb. 3).

Reis. 3. Sonnenfinsternis (relative Größen der Körper und Abstände zwischen ihnen sind bedingt)

Eine Mondfinsternis tritt auf, wenn der Mond, der in einer geraden Linie mit der Sonne und der Erde steht, in einen kegelförmigen Schatten fällt, der von der Erde geworfen wird. Der Durchmesser des Erdschattenflecks entspricht der Mindestentfernung des Mondes von der Erde – 363.000 km, was etwa dem 2,5-fachen Monddurchmesser entspricht, sodass der Mond vollständig verdeckt werden kann (siehe Abb. 3).

Mondrhythmen sind wiederholte Veränderungen in der Intensität und Art biologischer Prozesse. Es gibt Mond-Monats- (29,4 Tage) und Mond-Tages-Rhythmen (24,8 Stunden). Viele Tiere und Pflanzen vermehren sich während einer bestimmten Phase des Mondzyklus. Mondrhythmen sind charakteristisch für viele Meerestiere und Pflanzen der Küstenzone. Die Menschen bemerkten also eine Veränderung des Wohlbefindens in Abhängigkeit von den Phasen des Mondzyklus.