Mjesec je satelit naše planete koji od pamtivijeka privlači poglede naučnika i samo znatiželjnika. U antičkom svijetu, i astrolozi i astronomi su joj posvetili impresivne rasprave. Za njima nisu zaostajali ni pjesnici. Danas se malo toga promijenilo u tom smislu: orbita Mjeseca, karakteristike njegove površine i unutrašnjosti pažljivo proučavaju astronomi. Sastavljači horoskopa takođe ne skidaju pogled s nje. Obojica proučavaju uticaj satelita na Zemlju. Astronomi proučavaju kako interakcija dva kosmička tijela utiče na kretanje i druge procese svakog od njih. Tokom proučavanja Mjeseca, znanje u ovoj oblasti je značajno poraslo.
Porijeklo
Prema naučnicima, Zemlja i Mesec su formirani otprilike u isto vreme. Oba tijela su stara 4,5 milijardi godina. Postoji nekoliko teorija o nastanku satelita. Svaki od njih objašnjava određene karakteristike Mjeseca, ali ostavlja nekoliko neriješenih pitanja. Teorija divovskog sudara danas se smatra najbližom istini.
Prema hipotezi, planeta slična Marsu sudarila se sa mladom Zemljom. Udar je bio tangencijalan i izazvao je oslobađanje u svemir većine materije ovog kosmičkog tijela, kao i određene količine zemaljskog "materijala". Od ove supstance nastao je novi objekat. Mesečev orbitalni poluprečnik prvobitno je bio šezdeset hiljada kilometara.
Hipoteza o divovskom sudaru dobro objašnjava mnoge karakteristike strukture i hemijskog sastava satelita, većinu karakteristika sistema Mjesec-Zemlja. Međutim, ako uzmemo teoriju kao osnovu, neke činjenice i dalje ostaju nerazumljive. Dakle, nedostatak gvožđa na satelitu može se objasniti samo činjenicom da je do trenutka sudara došlo do diferencijacije unutrašnjih slojeva na oba tela. Do danas nema dokaza da se tako nešto dogodilo. Pa ipak, uprkos takvim protuargumentima, hipoteza o ogromnom udaru smatra se glavnom u cijelom svijetu.
Parametri
Mjesec, kao i većina drugih satelita, nema atmosferu. Pronađeni su samo tragovi kiseonika, helijuma, neona i argona. Temperatura površine u osvijetljenim i tamnim područjima je stoga vrlo različita. Na sunčanoj strani može porasti do +120 ºS, a na tamnoj strani može pasti do -160 ºS.
Prosječna udaljenost između Zemlje i Mjeseca je 384.000 km. Oblik satelita je gotovo savršena sfera. Razlika između ekvatorijalnog i polarnog radijusa je mala. Oni su 1738,14 i 1735,97 km respektivno.
Potpuna revolucija Mjeseca oko Zemljetraje nešto više od 27 dana. Kretanje satelita po nebu za posmatrača karakteriše promena faza. Vrijeme od jednog punog mjeseca do drugog je nešto duže od naznačenog perioda i iznosi otprilike 29,5 dana. Razlika nastaje jer se Zemlja i satelit također kreću oko Sunca. Mjesec mora prijeći malo više od jednog kruga da bi se vratio u prvobitni položaj.
Sistem Zemlja-Mjesec
Mjesec je satelit, donekle drugačiji od drugih sličnih objekata. Njegova glavna karakteristika u tom smislu je njegova masa. Procjenjuje se na 7,351022 kg, što je otprilike 1/81 istog parametra Zemlje. A ako sama masa nije nešto neobično u svemiru, onda je njen odnos sa karakteristikama planete netipičan. Po pravilu, odnos masa u sistemima satelit-planet je nešto manji. Samo Pluton i Haron mogu se pohvaliti sličnim omjerom. Ova dva kosmička tijela prije nekog vremena počela su se karakterizirati kao sistem dvije planete. Čini se da ova oznaka vrijedi iu slučaju Zemlje i Mjeseca.
Mjesec u orbiti
Satelit napravi jednu revoluciju oko planete u odnosu na zvezde po zvezdanom mesecu, što traje 27 dana 7 sati i 42,2 minuta. Mjesečeva orbita je eliptičnog oblika. U različitim periodima, satelit se nalazi ili bliže planeti, ili dalje od nje. Udaljenost između Zemlje i Mjeseca se mijenja sa 363,104 na 405,696 kilometara.
Sa satelitskom putanjomjoš jedan dokaz povezan je u prilog pretpostavci da se Zemlja sa satelitom mora posmatrati kao sistem koji se sastoji od dvije planete. Mesečeva orbita se ne nalazi blizu ekvatorijalne ravni Zemlje (kao što je tipično za većinu satelita), već praktično u ravni rotacije planete oko Sunca. Ugao između ekliptike i putanje satelita je nešto veći od 5º.
Na orbitu Mjeseca oko Zemlje utiču mnogi faktori. U tom smislu, određivanje tačne putanje satelita nije lak zadatak.
Malo istorije
Teorija koja objašnjava kako se mjesec kreće postavljena je davne 1747. Autor prvih proračuna koji su naučnike približili razumijevanju karakteristika orbite satelita bio je francuski matematičar Clairaut. Zatim, u dalekom osamnaestom veku, revolucija Meseca oko Zemlje često se iznosila kao argument protiv Njutnove teorije. Proračuni napravljeni korištenjem zakona univerzalne gravitacije uvelike su se razlikovali od prividnog kretanja satelita. Clairaut je riješio ovaj problem.
To pitanje su proučavali poznati naučnici kao što su d'Alembert i Laplace, Euler, Hill, Puiseux i drugi. Moderna teorija mjesečeve revolucije zapravo je započela radom Browna (1923). Istraživanje britanskog matematičara i astronoma pomoglo je da se eliminišu neslaganja između proračuna i posmatranja.
Nije lak zadatak
Kretanje Mjeseca se sastoji od dva glavna procesa: rotacije oko svoje ose i cirkulacije oko naše planete. Ne bi bilo tako teško izvesti teoriju koja objašnjava kretanje satelita akona njegovu orbitu nisu uticali različiti faktori. To je i privlačnost Sunca, i karakteristike oblika Zemlje, i gravitaciona polja drugih planeta. Takvi uticaji remete orbitu i predvidjeti tačan položaj Mjeseca u određenom periodu postaje težak zadatak. Da bismo razumjeli o čemu je ovdje riječ, hajde da se zadržimo na nekim parametrima orbite satelita.
Uzlazni i silazni čvor, linija apsida
Kao što je već spomenuto, Mjesečeva orbita je nagnuta prema ekliptici. Putanja dvaju tijela seku se u tačkama koje se nazivaju uzlazni i silazni čvorovi. Nalaze se na suprotnim stranama orbite u odnosu na centar sistema, odnosno na Zemlju. Zamišljena linija koja spaja ove dvije tačke naziva se linija čvorova.
Satelit je najbliži našoj planeti u tački perigeja. Maksimalna udaljenost razdvaja dva svemirska tijela kada je Mjesec u apogeju. Prava koja spaja ove dvije tačke naziva se linija apside.
Poremećaji orbite
Kao rezultat uticaja velikog broja faktora na kretanje satelita, zapravo je zbir nekoliko kretanja. Razmotrite najuočljivije perturbacije koje se pojavljuju.
Prva je regresija linije čvora. Prava linija koja povezuje dvije tačke preseka ravni mesečeve orbite i ekliptike nije fiksirana na jednom mestu. Kreće se vrlo sporo u smjeru suprotnom (zato se zove regresija) od kretanja satelita. Drugim riječima, ravan mjesečeve orbiterotira u prostoru. Potrebno joj je 18,6 godina da napravi jednu punu rotaciju.
Linija apsida se takođe kreće. Kretanje prave linije koja povezuje apcentar i periapsis izražava se rotacijom orbitalne ravni u istom smjeru u kojem se kreće Mjesec. Ovo se dešava mnogo brže nego u slučaju linije čvorova. Puni obrt traje 8, 9 godina.
Pored toga, lunarna orbita doživljava fluktuacije određene amplitude. Vremenom se ugao između njegove ravni i ekliptike menja. Raspon vrijednosti je od 4°59' do 5°17'. Kao iu slučaju linije čvorova, period takvih fluktuacija je 18,6 godina.
Konačno, Mjesečeva orbita mijenja svoj oblik. Malo se rasteže, a zatim se ponovo vraća u prvobitnu konfiguraciju. Istovremeno, ekscentricitet orbite (stepen odstupanja njenog oblika od kružnice) se mijenja sa 0,04 na 0,07. Promjene i povratak u prvobitni položaj traju 8,9 godina.
Nije tako jednostavno
Zapravo, četiri faktora koja treba uzeti u obzir prilikom izračunavanja nisu toliko mnogo. Međutim, oni ne iscrpljuju sve perturbacije satelitske orbite. Zapravo, na svaki parametar mjesečevog kretanja konstantno utiče veliki broj faktora. Sve ovo otežava zadatak predviđanja točne lokacije satelita. A vođenje računa o svim ovim parametrima često je najvažniji zadatak. Na primjer, proračun putanje Mjeseca i njegova tačnost utiče na uspjeh misije svemirske letjelice koja mu je poslata.
Uticaj Mjeseca na Zemlju
Satelit naše planete je relativno mali, ali njegov uticaj je dobarprimetno. Možda svi znaju da je Mjesec taj koji formira plimu na Zemlji. Ovdje moramo odmah napraviti rezervu: Sunce također izaziva sličan efekat, ali zbog mnogo veće udaljenosti, plimni efekat zvijezde je malo primjetan. Osim toga, promjena nivoa vode u morima i okeanima povezana je i sa posebnostima rotacije same Zemlje.
Gravitacioni uticaj Sunca na našu planetu je oko dve stotine puta veći od uticaja Meseca. Međutim, plimne sile prvenstveno zavise od nehomogenosti polja. Udaljenost koja razdvaja Zemlju i Sunce ih izglađuje, tako da je efekat Meseca koji je blizu nas snažniji (dvostruko značajniji nego u slučaju lumina).
Plimni talas se formira na strani planete koja je trenutno okrenuta prema noćnoj zvezdi. Na suprotnoj strani je također plima. Kada bi Zemlja bila nepomična, tada bi se talas kretao od zapada prema istoku, smješten tačno ispod mjeseca. Njena puna revolucija bi bila završena za 27-ak dana, odnosno u zvezdanom mesecu. Međutim, period rotacije Zemlje oko svoje ose je nešto kraći od 24 sata, tako da talas prolazi površinom planete od istoka prema zapadu i obavi jednu rotaciju za 24 sata i 48 minuta. Pošto se talas stalno susreće sa kontinentima, on se pomera napred u pravcu kretanja Zemlje i nadmašuje satelit planete u svom trčanju.
Brisanje Mjesečeve orbite
Plimni val uzrokuje kretanje ogromne mase vode. Ovo direktno utiče na kretanje satelita. Impozantan deoMasa planete je pomerena sa linije koja spaja centre masa dva tela i privlači Mesec k sebi. Kao rezultat toga, satelit doživljava trenutak sile, koji ubrzava njegovo kretanje.
U isto vrijeme, kontinenti koji se kreću na plimnom valu (kreću se brže od vala, budući da se Zemlja rotira većom brzinom od Mjeseca), doživljavaju silu koja ih usporava. Ovo dovodi do postepenog usporavanja rotacije naše planete.
Kao rezultat plimne interakcije dvaju tijela, kao i djelovanja zakona održanja energije i ugaonog momenta, satelit se pomiče na višu orbitu. Ovo smanjuje brzinu mjeseca. U orbiti počinje da se kreće sporije. Nešto slično se dešava sa Zemljom. Usporava, što rezultira postepenim povećanjem dužine dana.
Mjesec se udaljava od Zemlje za oko 38 mm godišnje. Studije paleontologa i geologa potvrđuju proračune astronoma. Proces postepenog usporavanja Zemlje i uklanjanja Mjeseca započeo je prije otprilike 4,5 milijardi godina, odnosno od trenutka formiranja dva tijela. Podaci istraživača podržavaju pretpostavku da je ranije lunarni mjesec bio kraći, a da se Zemlja rotirala bržom brzinom.
Plimni talas se ne javlja samo u vodama okeana. Slični procesi se dešavaju i u plaštu i u zemljinoj kori. Međutim, oni su manje uočljivi jer ovi slojevi nisu toliko savitljivi.
Recesija Mjeseca i usporavanje Zemlje neće se dogoditi zauvijek. Na kraju će period rotacije planete biti jednak periodu okretanja satelita. Mjesec će "lebdjeti" nad jednom površinompovršine. Zemlja i satelit će uvijek biti okrenuti na istu stranu jedan prema drugom. Ovdje je prikladno podsjetiti da je dio ovog procesa već završen. Upravo je interakcija plime i oseke dovela do toga da je ista strana Mjeseca uvijek vidljiva na nebu. U svemiru postoji primjer sistema koji je u takvoj ravnoteži. Oni se već zovu Pluton i Haron.
Mjesec i Zemlja su u stalnoj interakciji. Nemoguće je reći koje od tijela ima veći uticaj na drugo. U isto vrijeme, oba su izložena suncu. Druga, udaljenija, kosmička tela takođe igraju značajnu ulogu. Uzimajući u obzir sve takve faktore, prilično je teško precizno izgraditi i opisati model kretanja satelita u orbiti oko naše planete. Međutim, ogromna količina akumuliranog znanja, kao i oprema koja se stalno usavršava, omogućavaju manje ili više precizno predviđanje položaja satelita u svakom trenutku i predviđanje budućnosti koja čeka svaki objekat pojedinačno i sistem Zemlja-Mjesec kao cijeli.
