> > > المسافة من الأرض إلى القمر
المسافة بين الأرض والقمر: أقرب وأبعد المسافات بين الأجسام الكونية. اكتشف عدد الكواكب التي يمكن أن تتناسب بين الأرض والقمر في الصورة.
باختصار إذن المسافة من الأرض إلى القمرالمتوسط 384403 كم. ولكن من المهم معرفة بعض الفروق الدقيقة. ولم يكن من قبيل الصدفة أننا استخدمنا كلمة "متوسط"، لأن القمر يمر في مسار بيضاوي ويغير المسافة.
أقرب وأبعد مسافة من الأرض إلى القمر
عند أقرب نقطة، تبلغ المسافة من الأرض إلى القمر 363.104 كم، وعند أقصى مسافة 406.696 كم. ترى فرقا قدره 43592 كم، وهو كثير جدا. وهذا يغير حجمه الظاهري بنسبة 15%. كما أنه يؤثر على اللمعان، لأنه سيظهر أكثر سطوعًا بنسبة 30% في المرحلة الكاملة وفي المرحلة الكاملة أقرب نهج. هذه اللحظة تسمى القمر العملاق.
تم إصدار هذا الفيديو في عام 2011 لعرض مرحلة مركز الأرض، وزاوية الموضع المحوري، والميزان، وقطر القمر الظاهري على مدار عام.
ولكن كيف تمكنا حتى من تحديد المسافة بين القمر والأرض؟ حسنًا، كل هذا يتوقف على وقت الحساب. اعتمد اليونانيون القدماء على البساطة الصيغ الهندسية. هم لفترة طويلةتتبعت التغير في الظلال وخمنت أنه يجب أن يكون قطره 108 أضعاف قطر الجسم. ومن هنا نشأت الأفكار حول خسوف القمر والشمس.
لقد وجد العلماء أن الظل يبلغ عرضه حوالي 2.5 مرة عرض القمر. يحتوي الكائن نفسه على معلمات كافية لحجب الشمس عنا بشكل دوري. وبمعرفة قطر الأرض وصيغة المثلث حسبوا المسافة بـ 397.500 كيلومتر. ليست دقيقة تماما، ولكن هذه مؤشرات مذهلة لذلك الوقت.
نستخدم الآن قياس المليمتر - لحساب الوقت الذي تستغرقه الإشارة للانتقال من الأرض إلى جسم ما. وبفضل مهمة أبولو، تمكنا من القيام بذلك باستخدام القمر الصناعي. منذ أكثر من 40 عامًا، قام رواد الفضاء بتركيب مرايا عاكسة خاصة على سطحه، حيث تم إرسال أشعة الليزر من كوكبنا. نحصل على عائد ضعيف، لكنه يكفي للحصول على الرقم الأكثر دقة ممكن.
تبلغ سرعة الضوء 300 ألف كيلومتر في الثانية، لذلك يستغرق قطع المسافة ما يزيد قليلاً عن ثانية واحدة. ثم يتم إنفاق نفس المبلغ على العوائد. وساعدت هذه التقنية أيضًا على فهم أن القمر الصناعي يتحرك بعيدًا بمقدار 3.8 سم كل عام، وبعد مليارات السنين سيظهر بصريًا أصغر من النجم. نعم، سيتعين عليك أن تقول وداعا للكسوف المفضل لديك.
إذا تذكرنا حجم كواكبنا (خاصة عمالقة الغاز)، ثم تتفاجأ بأن هذا قد يكون حقيقيًا. لفهم ذلك، دعونا نلقي نظرة على أقطار الكواكب:
- عطارد – 4879 كم
- كوكب الزهرة – 12104 كم
- المريخ – 6771 كم
- كوكب المشتري – 139822 كم
- زحل – 116464 كم
- اليورانيوم – 50724 كم
- نبتون – 49244 كم
- الإجمالي: 380008 كم
المسافة بيننا وبين القمر الصناعي 384.400 كيلومتر. اتضح أننا نوفر أيضًا 4392 كم. ماذا تفعل بالباقي؟ حسنًا، يمكنك إضافة بلوتو الذي يمتد لمسافة 2092 كيلومترًا، بالإضافة إلى بعض الكواكب الأخرى كوكب قزم. بالطبع، لن يتمكنوا من الناحية المادية من الدوران جنبًا إلى جنب، لكن الاحتمال بحد ذاته مثير للدهشة.
384.467 كيلومترًا - هذه هي المسافة التي تفصلنا عن أقرب مركز رئيسي الجسم الكوني، من لدينا فقط القمر الصناعي الطبيعي- أقمار. وهذا يطرح السؤال: كيف عرف العلماء بهذا؟ ففي نهاية المطاف، لا يمكنك حقًا المشي من الأرض إلى القمر وبيدك متر واحد!
ومع ذلك، فقد جرت محاولات لقياس المسافة إلى القمر منذ العصور القديمة. وقد حاول العالم اليوناني القديم أرسطرخوس الساموسي أن يفعل ذلك، وهو نفسه الذي عبر عن الفكرة لأول مرة نظام مركزية الشمس! كما عرف أن القمر، مثل الأرض، له شكل كرة ولا ينبعث منه ضوء خاص به، بل يضيء من ضوء الشمس المنعكس. واقترح أنه في الوقت الذي يبدو فيه القمر بالنسبة لمراقب من الأرض وكأنه نصف قرص. ويتكون بينها الأرض والشمس مثلث قائم الزاوية، تكون فيه المسافة بين القمر والشمس وبين القمر والأرض الأرجل، والمسافة بين الشمس والأرض هي الوتر.
لذلك عليك إيجاد الزاوية بين اتجاهي القمر والشمس ثم استخدام الزاوية المناسبة الحسابات الهندسيةيمكنك حساب عدد المرات التي يكون فيها الضلع بين الأرض والقمر أقصر من الوتر بين الأرض والشمس. وللأسف فإن تكنولوجيا ذلك الوقت لم تمكن من التحديد الدقيق للوقت الذي يحتل فيه القمر موقعا في أعلى المذكور المثلث الأيمنوفي مثل هذه الحسابات، يؤدي الخطأ البسيط في القياسات إلى أخطاء كبيرة في الحسابات. لقد أخطأ أريستارخوس بما يقرب من 20 مرة: فقد اتضح أن المسافة إلى القمر كانت أقل بـ 18 مرة من المسافة إلى الشمس، لكنها في الواقع كانت أقل بـ 394 مرة.
وحصل عالم يوناني قديم آخر، هيبارخوس، على نتيجة أكثر دقة. ومع ذلك فقد التزم به نظام مركزية الأرضولكن السبب خسوف القمرالمفهوم الصحيح: أن القمر يقع في ظل الأرض، وهذا الظل له شكل مخروطي، يقع قمته بعيداً عن القمر. يمكن ملاحظة الخطوط العريضة لهذا الظل أثناء الخسوف على قرص القمر، ومن خلال منحنى الحافة يمكن تحديد النسبة التي يقع بها المقطع العرضيوحجم القمر نفسه. وبما أن الشمس أبعد بكثير من القمر، فقد كان من الممكن حساب المسافة التي يجب أن يكون عليها القمر حتى يتقلص الظل إلى هذا الحجم. قادت هذه الحسابات هيبارخوس إلى استنتاج مفاده أن المسافة من الأرض إلى القمر هي 60 نصف قطر الأرض، أو 30 قطرًا. تم حساب قطر الأرض بواسطة إراتوستينس - ترجم إلى التدابير الحديثةالطول 12.800 كيلومتر - وبالتالي، وفقًا لهيبارخوس، تبلغ المسافة من الأرض إلى القمر 384.000 كيلومتر. وكما نرى فهو قريب جداً من الحقيقة، خاصة وأنه لم يكن لديه سوى أدوات بسيطة لقياس الزوايا!
في القرن العشرين، تم قياس المسافة من الأرض إلى القمر بدقة ثلاثة أمتار. وللقيام بذلك، تم تسليم العديد من العاكسات إلى سطح "جارنا" الكوني منذ حوالي 30 عامًا. يتم إرسال شعاع ليزر مركّز إلى هذه العاكسات من الأرض، ويتم معرفة سرعة الضوء، ويتم حساب المسافة إلى القمر من الوقت الذي يستغرقه شعاع الليزر في السفر "هناك والعودة". وتسمى هذه الطريقة بقياس الليزر.
عند الحديث عن المسافة من الأرض إلى القمر، يجب أن نتذكر أننا نتحدث عن مسافة متوسطة، لأن مدار القمر ليس دائريًا، بل بيضاويًا. عند أبعد نقطة عن الأرض (نقطة الأوج)، تبلغ المسافة بين الأرض والقمر 406,670 كيلومترًا، وعند أقرب نقطة (نقطة الأوج) 356,400 كيلومترًا.
موافق، الفضاء، الكواكب الغريبة، مجموعات النجوم- هذا موضوع مثير للغاية. على سبيل المثال، ما هي المسافة إلى القمر؟ من المؤكد أن الكثير منكم قد طرح هذا السؤال في وقت ما! أو ما هو أصله؟ ومما تتكون؟ أو ربما شخص ما يعيش هناك؟ حسنا، على الأقل الكائنات الحية الدقيقة؟ لطالما كانت المسافة إلى القمر محل اهتمام البشرية.
تطوير الأفكار حول القمر
لقد جذب هذا الجسم السماوي انتباه الناس منذ العصور القديمة. وفي فجر تطور علم الفلك، أصبح القمر من أولى الأشياء التي يجب مراقبتها ودراستها. وتعود المعلومات حول محاولات تتبع نمط حركته عبر السماء وتفسيرها إلى الثقافات السومرية والبابلية والحضارات الصينية والمصرية القديمة. وبالطبع إلى اليونان القديمة. أول محاولة معروفة لحساب المسافة إلى القمر (وكذلك إلى الشمس) قام بها أريستارخوس الساموسي.
على القمر الصناعي الخاص بنا من أول الناس، فعلوا ذلك في ما يزيد قليلاً عن ثلاثة أيام. ومع ذلك، فإن المشكلة هنا ليست فقط سرعة الجهاز نفسه، ولكن الحاجة إلى حساب حركة القمر، والطيران على طول قوس معين والهبوط في المكان المطلوب. وبالتالي، فإن المسار يتبع قوسًا وليس خطًا مستقيمًا. ويبلغ الوقت القياسي لوصول مركبة فضائية من صنع الإنسان إلى القمر الصناعي حاليا 8 ساعات و35 دقيقة. لقد كانت المركبة الفضائية نيو هورايزنز التي أطلقتها وكالة ناسا.
هل المسافة من الأرض إلى القمر تتزايد؟
نعم! هذا صحيح. يتحرك قمرنا الصناعي كما لو كان في مدار حلزوني. وكل عام تزيد المسافة إليه بحوالي 4 سم. وهذا قليل جدًا بالنسبة للمراقب الفردي. ومع ذلك، فإن أسلافنا البعيدين سوف يرون القمر بشكل أقل بكثير. علاوة على ذلك، إضعاف تفاعل الجاذبيةمع ذلك سوف يستلزم انخفاضًا في نشاط المد والجزر على الأرض وسيتحول بشكل كبير الظروف المناخيةعلى كوكبنا.
في العصور القديمة، بعد الاصطدام، تم إلقاء شظايا ثيا في مدار الأرض. ثم، تحت تأثير الجاذبية، شكلوا جرمًا سماويًا - القمر. وكان مدار القمر في ذلك الوقت أقرب بكثير مما هو عليه اليوم وكان على مسافة 15-20 ألف كيلومتر. وفي السماء، كان حجمه الظاهري أكبر بعشرين مرة. ومنذ الاصطدام زادت مسافة القمر عن الأرض، وهي اليوم تبلغ في المتوسط 380 ألف كيلومتر
حتى في العصور القديمة، حاول الناس حساب المسافة المرئية الأجرام السماوية. وهكذا حدد العالم والفيلسوف اليوناني القديم أرسطرخوس الساموسي المسافة إلى القمر بـ 18 مرة أقرب إلى الشمس. في الواقع، هذه المسافة أقل بـ 400 مرة.
وكانت نتائج الحسابات التي أجراها هيبارخوس أكثر دقة، والتي بموجبها كانت المسافة إلى القمر تساوي 30 قطرًا للأرض. استندت حساباته إلى حسابات إراتوستينس لمحيط الأرض. وبمقاييس اليوم، كان هذا 40 ألف كيلومتر، وهو ما يعادل قطر الأرض بـ 12800 كيلومتر. وهذا يتوافق مع الفعلي المعلمات الحديثة.
البيانات الحديثة عن مدار القمر
يمتلك العلم اليوم طرقًا دقيقة إلى حد ما لتحديد المسافات إلى الأجسام الفضائية. وخلال تواجد رواد الفضاء على القمر، قاموا بتركيب عاكس ليزر على سطحه، بحسب ما أفاد به العلماء دقة عاليةويجري الآن تحديد حجم المدار والمسافة إلى الأرض.شكل مدار القمر ممدود قليلاً إلى شكل بيضاوي. أقرب نقطة إلى الأرض (الحضيض) هي على مسافة 363 ألف كم، وأبعدها (الأوج) هو 405 ألف كم. يحتوي المدار أيضًا على انحراف كبير يبلغ 0.055. ولهذا السبب، فإن حجمه الظاهري في السماء مختلف تمامًا. كما أن مستوى مدار القمر يميل بمقدار 5 درجات على مستوى مدار الأرض.
يتحرك القمر في مداره بسرعة 1 كم/ث ويدور حول الأرض في 29 يومًا. يتغير موقعه في السماء إلى اليمين كل ليلة، وينظر من الجانب نصف الكرة الشمالي، وللمراقبين نصف الكرة الجنوبي- إلى اليسار. بالنسبة لهم، يظهر قرص القمر المرئي مقلوبًا.
القمر أقرب 400 مرة من الشمس وقطره أصغر بكثير، لذلك يمكن ملاحظة ذلك على الأرض كسوف الشمسمطابقة تامة لأبعاد أقراص النجم والقمر الصناعي. وبسبب المدار الإهليلجي فإن القمر في أبعد نقطة يكون قطره أصغر وبفضل هذا يكون مرئيا الكسوف الحلقي. يستمر القمر تدريجيا في الابتعاد عن الأرض بمقدار 4 سم في القرن، لذلك في المستقبل البعيد، لن يضطر الناس إلى مراقبة مثل هذه الكسوف كما هو الحال الآن.