Краткият отговор е, че средното разстояние до Луната е 384 403 км (238 857 мили). Това се отнася до факта, че Луната обикаля около Земята по елиптичен модел, което означава, че в определени моменти тя ще бъде баща; докато при други, ще е по-близо.
Следователно, числото 384 403 км е средно разстояние, което астрономите наричат полу-главната ос. В най-близката си точка (известна като перигей) Луната е само на 363,104 км (225 622 мили). И в най-отдалечената си точка (наречена апогей) Луната достига разстояние от 406 696 км (252 088 мили).
Това означава, че разстоянието от Земята до Луната може да варира с 43 592 км. Това е доста голяма разлика и може да накара Луната да изглежда драстично различна по размер в зависимост от това къде се намира в орбитата си. Например, размерът на Луната може да варира с повече от 15% от това, когато е най-близко до това, когато е в най-отдалечената точка.
Той може също да има драматичен ефект върху това колко ярко се появява Луната, когато е в своята Пълна фаза. Както може да се очаква, най-ярките пълни Луни се появяват, когато Луната е най-близо, които обикновено са с 30% по-ярки, отколкото когато са най-дебели. Когато е Пълнолуние и е близка Луна, то е известно като Супермесец; което е известно и с него техническо име - perigee-syzygy.
За да добиете представа как изглежда всичко това, разгледайте анимацията по-горе, която беше пусната от Научното визуализиращо студио на Центъра за космически полети Goddard през 2011 г. Анимацията показва геоцентричната фаза, вибрацията, ъгъла на позицията на оста и видимия диаметър на Луната през цялата година, на часови интервали.
В този момент един добър въпрос би бил: как да разберем колко далеч е Луната? Е, това зависи от това кога говореха. В дните на Древна Гърция астрономите разчитали на проста геометрия, диаметърът на Земята - която те вече са изчислили като еквивалент на 12 875 км (или 8000 мили) - и измерванията на сенките, за да направят първата (сравнително) точна оценява.
След като са наблюдавали и записвали как работят сенките през дълъг период от историята, древните гърци са определили, че когато даден обект е поставен пред Слънцето, дължината на тази сянка винаги ще бъде 108 пъти по-голяма от диаметъра на самия обект. Така топка с размери 2,5 см (1 инч) напречно и поставена върху пръчка между Слънцето и земята, ще създаде триъгълна сянка, която се простира на 270 см (108 инча).
След това това разсъждение е приложено към явленията на Лунните и Слънчевите затъмнения.
В първата те установили, че Луната е несъвършено блокирана от сянката на Земята и че сянката е приблизително 2,5 пъти по-голяма от ширината на Луната. В последното те отбелязват, че Луната е с достатъчен размер и разстояние, за да блокира Слънцето. Нещо повече - сянката, която би създала, се прекратява на Земята и би завършила под същия ъгъл, който прави сянката на Земята - правейки ги различни по големина версии на един и същи триъгълник.
Използвайки изчисленията за диаметъра на Земята, гърците разсъждават, че по-големият триъгълник ще измерва един диаметър на Земята в основата му (12 875 км / 8000 мили) и ще бъде дълъг 1390 000 км (864 000 мили). Другият триъгълник би бил еквивалент на ширина 2,5 на Луната и тъй като триъгълниците са пропорционални, 2,5 лунни орбити са високи.
Добавянето на двата триъгълника заедно ще даде еквивалента на 3.5 Лунни орбити, което би създало най-големия триъгълник и би дало (отново относително) точно измерване на разстоянието между Земята и Луната. С други думи, разстоянието е 1,39 милиона км (864 000 мили), разделено на 3,5, което достига до около 397 500 км (247 000 мили). Не е точно удари, но не е лошо за древните народи!
Днес измерванията на милиметровата точност на лунното разстояние се извършват чрез измерване на времето, необходимо за преминаване на светлина между станциите LIDAR тук на Земята и ретрорефлекторите, поставени на Луната. Този процес е известен като експеримент с лунен лазерен диапазон - процес, който стана възможен благодарение на усилията на мисиите Аполон.
Когато астронавтите посетиха Луната преди повече от четиридесет години, те оставиха серия от отразяващи огледала на лунната повърхност. Когато учени тук на Земята стрелят с лазер на Луната, светлината от лазера се отразява точно към тях от едно от тези устройства. За всеки 100 квадрилиона фотона, заснети на Луната, се връща само шепа, но това е достатъчно, за да получите точна оценка.
Тъй като светлината се движи с почти 300 000 километра (186 411 мили) в секунда, за пътуването са нужни малко повече от секунда. И тогава е нужна още секунда или около това, за да се върне. Чрез изчисляване на точното време, необходимо за светлината, за да извърши пътуването, астрономите са в състояние да знаят точно колко далеч е Луната по всяко време, до точност до милиметър.
От тази техника астрономите откриха също, че Луната бавно се отдалечава от нас, с ледникова скорост 3,8 см (1,5 инча) годишно. Милиони години в бъдеще Луната ще изглежда по-малка на небето, отколкото днес. И след около милиард години Луната ще бъде визуално по-малка от Слънцето и вече няма да изпитваме пълни слънчеви затъмнения.
Написахме много статии за списанието Moon for Space. Ето статия за това как LCROSS откри кофи с вода на Луната и ето статия за това колко време отнема да стигнете до Луната.
Ако искате повече информация за Луната, проверете ръководството за изследване на слънчевата система на НАСА на Луната и ето линк към страницата за лунна и планетарна наука на НАСА.
Записали сме няколко епизода на Астрономията в ролите за Луната. Ето едно добро, Епизод 113: Луната, Част 1.
Podcast (аудио): Изтегляне (Продължителност: 3:13 - 2.9MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (видео): Изтегляне (67.5MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
