A lua é um satélite do nosso planeta, atraindo os olhos de cientistas e curiosos desde tempos imemoriais. No mundo antigo, tanto astrólogos quanto astrônomos dedicaram tratados impressionantes a ela. Os poetas não ficaram para trás. Hoje, pouco mudou nesse sentido: a órbita da Lua, as características de sua superfície e interior são cuidadosamente estudadas pelos astrônomos. Os compiladores de horóscopos também não tiram os olhos dela. A influência do satélite na Terra está sendo estudada por ambos. Os astrônomos estudam como a interação de dois corpos cósmicos afeta o movimento e outros processos de cada um. Durante o estudo da lua, o conhecimento nesta área aumentou significativamente.
Origem
Segundo os cientistas, a Terra e a Lua foram formadas mais ou menos ao mesmo tempo. Ambos os corpos têm 4,5 bilhões de anos. Existem várias teorias sobre a origem do satélite. Cada um deles explica certas características da Lua, mas deixa várias questões não resolvidas. A teoria da colisão gigante é considerada a mais próxima da verdade hoje.
Segundo a hipótese, um planeta de tamanho semelhante a Marte colidiu com a jovem Terra. O impacto foi tangencial e provocou a liberação no espaço da maior parte da matéria desse corpo cósmico, bem como de certa quantidade de "material" terrestre. A partir desta substância, um novo objeto foi formado. O raio orbital da Lua era originalmente de sessenta mil quilômetros.
A hipótese de uma colisão gigante explica bem muitas características da estrutura e composição química do satélite, a maioria das características do sistema Lua-Terra. No entanto, se tomarmos a teoria como base, alguns fatos ainda permanecem incompreensíveis. Assim, a deficiência de ferro no satélite só pode ser explicada pelo fato de que, no momento da colisão, havia ocorrido diferenciação das camadas internas em ambos os corpos. Até o momento, não há evidências de que tal coisa tenha ocorrido. E, no entanto, apesar de tais contra-argumentos, a hipótese de um impacto gigante é considerada a principal em todo o mundo.
Parâmetros
A lua, como a maioria dos outros satélites, não tem atmosfera. Apenas vestígios de oxigênio, hélio, neônio e argônio foram encontrados. A temperatura da superfície em áreas iluminadas e escuras é, portanto, muito diferente. No lado ensolarado, pode subir para +120 ºС, e no lado escuro pode cair para -160 ºС.
A distância média entre a Terra e a Lua é de 384.000 km. A forma do satélite é quase uma esfera perfeita. A diferença entre os raios equatorial e polar é pequena. São 1738,14 e 1735,97 km respectivamente.
Revolução completa da Lua ao redor da Terrademora um pouco mais de 27 dias. O movimento do satélite pelo céu para o observador é caracterizado por uma mudança de fases. O tempo de uma lua cheia para outra é um pouco mais longo do que o período indicado e é de aproximadamente 29,5 dias. A diferença surge porque a Terra e o satélite também estão se movendo ao redor do Sol. A lua precisa percorrer um pouco mais de um círculo para retornar à sua posição original.
Sistema Terra-Lua
A lua é um satélite, um pouco diferente de outros objetos semelhantes. Sua principal característica nesse sentido é sua massa. Estima-se em 7,351022 kg, que é aproximadamente 1/81 do mesmo parâmetro da Terra. E se a massa em si não é algo fora do comum no espaço, então sua relação com as características do planeta é atípica. Como regra, a razão de massa em sistemas satélite-planeta é um pouco menor. Apenas Plutão e Caronte podem se gabar de uma proporção semelhante. Esses dois corpos cósmicos há algum tempo começaram a ser caracterizados como um sistema de dois planetas. Parece que esta designação também é válida no caso da Terra e da Lua.
Lua em órbita
O satélite dá uma volta ao redor do planeta em relação às estrelas por mês sideral, que dura 27 dias 7 horas e 42,2 minutos. A órbita da Lua é de forma elíptica. Em diferentes períodos, o satélite está localizado mais perto do planeta ou mais longe dele. A distância entre a Terra e a Lua muda de 363.104 para 405.696 quilômetros.
Com trajetória do satélitemais uma prova está conectada em favor da suposição de que a Terra com um satélite deve ser considerada como um sistema composto por dois planetas. A órbita da Lua não está localizada perto do plano equatorial da Terra (como é típico para a maioria dos satélites), mas praticamente no plano de rotação do planeta em torno do Sol. O ângulo entre a eclíptica e a trajetória do satélite é ligeiramente superior a 5º.
A órbita da Lua ao redor da Terra é influenciada por muitos fatores. Nesse sentido, determinar a trajetória exata do satélite não é uma tarefa fácil.
Um pouco de história
A teoria que explica como a lua se move foi lançada em 1747. O autor dos primeiros cálculos que aproximaram os cientistas da compreensão das características da órbita do satélite foi o matemático francês Clairaut. Então, no distante século XVIII, a revolução da Lua em torno da Terra foi frequentemente apresentada como um argumento contra a teoria de Newton. Os cálculos feitos usando a lei da gravitação universal diferiam muito do movimento aparente do satélite. Clairaut resolveu este problema.
A questão foi estudada por cientistas conhecidos como d'Alembert e Laplace, Euler, Hill, Puiseux e outros. A teoria moderna da revolução da lua na verdade começou com o trabalho de Brown (1923). A pesquisa do matemático e astrônomo britânico ajudou a eliminar as discrepâncias entre cálculos e observações.
Não é uma tarefa fácil
O movimento da Lua consiste em dois processos principais: rotação em torno do seu eixo e circulação em torno do nosso planeta. Não seria tão difícil derivar uma teoria que explicasse o movimento do satélite sesua órbita não foi afetada por vários fatores. Esta é a atração do Sol e as características da forma da Terra e os campos gravitacionais de outros planetas. Tais influências perturbam a órbita e prever a posição exata da Lua em um determinado período torna-se uma tarefa difícil. Para entender qual é o problema aqui, vamos nos deter em alguns parâmetros da órbita do satélite.
Nó ascendente e descendente, linha de apsides
Como já mencionado, a órbita da Lua é inclinada para a eclíptica. As trajetórias de dois corpos se cruzam em pontos chamados nós ascendentes e descendentes. Eles estão localizados em lados opostos da órbita em relação ao centro do sistema, ou seja, a Terra. Uma linha imaginária que conecta esses dois pontos é chamada de linha de nós.
O satélite está mais próximo do nosso planeta no ponto do perigeu. A distância máxima separa dois corpos espaciais quando a Lua está em seu apogeu. A linha que liga esses dois pontos é chamada de linha de apsides.
Distúrbios de órbita
Como resultado da influência de um grande número de fatores no movimento do satélite, na verdade, é a soma de vários movimentos. Considere a mais notável das perturbações emergentes.
A primeira é a regressão de linha de nó. A linha reta que liga os dois pontos de interseção do plano da órbita lunar e da eclíptica não é fixa em um só lugar. Ele se move muito lentamente na direção oposta (por isso é chamada de regressão) ao movimento do satélite. Em outras palavras, o plano da órbita da Luagira no espaço. Ela leva 18,6 anos para fazer uma rotação completa.
A linha de absides também está se movendo. O movimento da linha reta que liga o apocentro e a periapsis é expresso na rotação do plano orbital na mesma direção em que a Lua se move. Isso acontece muito mais rápido do que no caso de uma linha de nós. Uma volta completa leva 8, 9 anos.
Além disso, a órbita lunar sofre flutuações de certa amplitude. Com o tempo, o ângulo entre seu plano e a eclíptica muda. A faixa de valores é de 4°59' a 5°17'. Assim como no caso da linha de nós, o período dessas oscilações é de 18,6 anos.
Finalmente, a órbita da Lua muda de forma. Ele se estica um pouco e depois retorna à sua configuração original novamente. Ao mesmo tempo, a excentricidade da órbita (o grau de desvio de sua forma de um círculo) muda de 0,04 para 0,07. As mudanças e o retorno à sua posição original levam 8,9 anos.
Não é tão simples assim
Na verdade, os quatro fatores que precisam ser levados em conta durante os cálculos não são tantos. No entanto, eles não esgotam todas as perturbações da órbita do satélite. De fato, cada parâmetro do movimento da Lua é constantemente afetado por um grande número de fatores. Tudo isso complica a tarefa de prever a localização exata do satélite. E contabilizar todos esses parâmetros costuma ser a tarefa mais importante. Por exemplo, o cálculo da trajetória da Lua e sua precisão afetam o sucesso da missão da espaçonave enviada a ela.
Influência da Lua na Terra
O satélite do nosso planeta é relativamente pequeno, mas seu impacto é bomvisivelmente. Talvez todos saibam que é a Lua que forma as marés na Terra. Aqui devemos fazer uma reserva imediatamente: o Sol também causa um efeito semelhante, mas devido à distância muito maior, o efeito de maré da estrela é pouco perceptível. Além disso, a mudança do nível da água nos mares e oceanos também está associada às peculiaridades da rotação da própria Terra.
A influência gravitacional do Sol em nosso planeta é cerca de duzentas vezes maior que a da Lua. No entanto, as forças de maré dependem principalmente da f alta de homogeneidade do campo. A distância que separa a Terra e o Sol os suaviza, então o efeito da Lua perto de nós é mais poderoso (duas vezes mais significativo que no caso da luminária).
Um maremoto se forma no lado do planeta que está de frente para a estrela noturna. No lado oposto, há também uma maré. Se a Terra estivesse estacionária, a onda se moveria de oeste para leste, localizada exatamente sob a lua. Sua revolução completa seria completada em 27 dias ímpares, ou seja, em um mês sideral. No entanto, o período de rotação da Terra em torno do seu eixo é ligeiramente inferior a 24 horas, pelo que a onda percorre a superfície do planeta de leste a oeste e completa uma rotação em 24 horas e 48 minutos. Como a onda se encontra constantemente com os continentes, ela avança na direção do movimento da Terra e ultrapassa o satélite do planeta em seu percurso.
Apagando a órbita da Lua
Um maremoto faz com que uma enorme massa de água se mova. Isso afeta diretamente o movimento do satélite. A parte imponenteA massa do planeta é deslocada da linha que liga os centros de massa de dois corpos e atrai a Lua para si. Como resultado, o satélite experimenta um momento de força, que acelera seu movimento.
Ao mesmo tempo, os continentes que correm em um maremoto (eles se movem mais rápido que a onda, já que a Terra gira a uma velocidade maior que a Lua), experimentam uma força que os desacelera. Isso leva a uma desaceleração gradual na rotação do nosso planeta.
Como resultado da interação de maré de dois corpos, bem como da ação das leis de conservação de energia e momento angular, o satélite se move para uma órbita mais alta. Isso reduz a velocidade da lua. Em órbita, ele começa a se mover mais lentamente. Algo semelhante acontece com a Terra. Ele diminui, resultando em um aumento gradual na duração do dia.
A lua está se afastando da Terra cerca de 38 mm por ano. Os estudos de paleontólogos e geólogos confirmam os cálculos dos astrônomos. O processo de desaceleração gradual da Terra e a retirada da Lua começou há aproximadamente 4,5 bilhões de anos, ou seja, a partir do momento em que os dois corpos se formaram. Os dados dos pesquisadores apóiam a suposição de que no início do mês lunar era mais curto, e a Terra girava a uma velocidade mais rápida.
O maremoto não ocorre apenas nas águas dos oceanos. Processos semelhantes ocorrem tanto no manto quanto na crosta terrestre. No entanto, eles são menos perceptíveis porque essas camadas não são tão maleáveis.
A recessão da Lua e a desaceleração da Terra não acontecerão para sempre. No final, o período de rotação do planeta será igual ao período de revolução do satélite. A lua vai "pairar" sobre uma áreasuperfícies. A terra e o satélite estarão sempre voltados para o mesmo lado um do outro. Cabe aqui lembrar que parte desse processo já foi concluído. É a interação das marés que levou ao fato de que o mesmo lado da Lua é sempre visível no céu. No espaço, há um exemplo de um sistema que está em tal equilíbrio. Estes já são chamados de Plutão e Caronte.
Lua e Terra estão em constante interação. É impossível dizer qual dos órgãos tem mais influência sobre o outro. Ao mesmo tempo, ambos são expostos ao sol. Outros corpos cósmicos mais distantes também desempenham um papel significativo. A contabilização de todos esses fatores torna bastante difícil construir e descrever com precisão um modelo do movimento de um satélite em órbita ao redor do nosso planeta. No entanto, uma enorme quantidade de conhecimento acumulado, além de equipamentos em constante aprimoramento, permitem prever com mais ou menos precisão a posição de um satélite a qualquer momento e prever o futuro que aguarda cada objeto individualmente e o sistema Terra-Lua como um inteiro.
