Расстояние от Земли до Луны в километрах, как его вычисляли в древние времена, сколько лететь до нашего спутника на разных аппаратах и почему сейчас перестали летать на Луну

Ближайшим небесным телом к нашей планете является Луна. С давних времен мудрецы, ученые и звездочеты изучали данный объект. Одним из важнейших показателей при исследованиях считалось расстояние от Земли до Луны. Первые расчеты пытались выполнить древние греки, египтяне и китайцы. С развитием астрономии и космических технологий получить полную информацию о естественном спутнике нашей планеты стало на много проще. О том, как именно измерялось расстояние между Землей и Луной, пойдет речь в данной статье.

наша планета и её спутник

Сколько километров от Земли до Луны

Прежде всего, нужно сказать, что единой цифры, обозначающей расстояние от нашей планеты к спутнику, не существует. За счет постоянной динамики космических тел данный показатель отличается в зависимости от времени.

Все же существуют два крайних положения, которые практически не меняются. Наибольшая удаленность Луны на своей орбитальной траектории составляет 405696 километров. Точка максимального расстояния называется апогей. Точка максимального сближения спутника и планеты – перигей, расстояние в ней – 363104 километров. Все же в некоторых источниках приводится и среднее расстояние, которое равно 384400 километров.

Важно отметить, что расстояние между данными космическими объектами не является прямой линией. Если вылететь с космодрома прямо на Луну, то в момент прилета ее не будет на месте, поскольку она всегда движется по своей орбите. В силу этого при расчетах полета берут во внимание орбитальное вращение и место, где Луна окажется по истечении времени, затраченного на полет.

С учетом небесной механики окончательное расстояние для полета космического корабля может отличаться в зависимости от следующих параметров:

  • точки вылета аппарата;
  • места расположения Луны на орбите в момент старта;
  • количества разгонных околоземных витков;
  • скорости полета.

Все эти факторы и формируют окончательный показатель дистанции для каждого конкретного полета космического корабля.

Интересный факт! Если все планеты Солнечной системы поставить в ряд, то они легко поместятся на расстоянии от Земли до Луны.

Чему равно расстояние от Земли до Луны

Находясь на Земле человеку кажется, что Луна очень далеко от нас, но это впечатление относительно. Если брать космические расстояния в масштабах Вселенной, то величина будет крайне мала. В астрономических единицах расстояние между планетой и спутником равно, всего лишь 0,00257 а.е.

И тем не менее для современных космических технологий преодолеть данное расстояние не самая простая задача. Прежде всего, корабль нужно разогнать до второй космической скорости – 11 километров в секунду. Это позволит аппарату вырваться из зоны воздействия земного притяжения.  При такой скорости, полет в теоретических расчетах должен занять порядка 10 часов. Но на практике не все так просто.

Чтобы достичь 11 километров в секунду и преодолеть гравитационное притяжение планеты, корабль будет постепенно разгоняться в плотных слоях атмосферы. Кроме того, при подлете к спутнику и дальнейшей посадке, нужно произвести предварительное торможение, что так же отнимет время.

Новые горизонты
Космический аппарат «New Horizons» («Новые горизонты»)

Если говорить о реальных цифрах, то в «НАСА» говорят, что от момента старта до посадки «Аполлона 11» на Луну им потребовалось 76 часов. Рекордсменом скорости считается исследовательский аппарат «Новые горизонты», которому от запуска с космодрома до пролета Луны потребовалось 8 часов и 35 минут. Подчеркнем – пролета, он не прилунялся, у него была совсем другая миссия.

Для преодоления расстояния между Землей и Луной лучу света требуется всего лишь 1,255 секунды. Если бы мы обладали космическими кораблями, развивающими скорость света, полет бы был молниеносным, но это пока только фантастика.

От чего зависит движение Луны

Главной особенностью в движении Луны является то, что она не имеет стабильной орбиты движения. Такая непостоянность обусловлена небольшой массой спутника и близким расположением более массивных объектов с мощной силой притяжения. Главными виновниками гравитационного возмущения являются Земля и Солнце. Кроме того, на орбиту Луны влияет и гравитация других планет Солнечной системы.

Все это приводит к тому, что эксцентриситет орбиты спутника колеблется между 0,04 и 0,07. Эти изменения наблюдаются с периодичностью в 9 лет. Из-за этого выделяют периоды суперлуния. Во время суперлуния полная Луна с Земли кажется больше чем обычно. Последнее максимально сближение спутника с нашей планетой наблюдалось в 2016 году. Соответственно следующее сближение ожидается в 2025 году.

эксцентриситет орбиты

Ученые отмечают, что существует периодичное изменение наклона орбиты спутника к эклиптике. Отклонение достигает 18 угловых минут. Такие изменения происходят каждые 19 лет.

Интересный факт! Гравитационное воздействие нашей планеты на спутник снижается. В силу этого Луна отдаляется от нас каждый год на 4 сантиметра.

Как в Древней Греции астрономы рассчитывали расстояние до Луны

Луна – первый космический объект, до которого было рассчитано расстояние. Первыми это сделали ученые Древней Греции.

Первый астроном, которому удалось рассчитать расстояние, был Аристарх Самосский. Но его изначальные расчеты имели ошибку, поскольку он решил, что угол между Солнцем и Луной равен 87 градусов. В итоге получись, что Луна только в 20 раз ближе к Земле, чем Солнце (1 к 20). В настоящее время известно, что угол равен 89,8 градусов, а соотношение расстояния 1 к 400.

Изначальные ошибки Аристарха Самосского были вызнаны неточностью измерительных приборов того времени. При этом древнегреческие ученые заметили, что при затмении Солнца угловые размеры спутника и звезды примерно одинаковы. В силу этого был сделан вывод, что Луна только в 20 раз меньше Солнца. Но в действительности спутник меньше в 400 раз.

Разницы в размерах и расстояниях

Для расчета расстояния между Луной и Землей Аристарх Самосский воспользовался теоремой подобия прямоугольных треугольников. Используя геометрические уравнения и полученные данные от угломерных инструментов, древнегреческий астроном смог вычислить расстояние, которое было равно 509680 километров.

Еще одним астрономом, который жил во 2 веке до нашей эры и занимался расчетом расстояния до спутника Земли, был Гиппарх Никейский. За счет наблюдений за фазами и затмениями Луны он сделал вывод, что удаленность Луны составляет 382260 километров.

Несмотря на неточности древних астрономов, полученные данные, позволили примерно показать, насколько огромны расстояния в космическом пространстве.

Сколько лететь от Земли до Луны на разных аппаратах

Каждый человек глядя на Луну наверняка задавался вопросом, сколько же времени нужно для полета на спутник. Несмотря на относительную близость, длительность полета зависит от типа летательного аппарата, его силовой установки и схемы полета.

Передовые космические агентства мира со второй половины прошлого века отправили к спутнику множество исследовательских аппаратов, которые достигли своей цели за разные промежутки времени. С учетом современных технологий и расстояния, длительность полета должна составлять порядка 10 часов. Но это только теоретические расчеты, реальные цифры куда больше.

  • Быстрее всего достигнуть Луны смог аппарат New Horizons. От момента старта до пролета возле Луны ему потребовалось 8 часов и 35 минут. Он летел до Плутона и смог разогнаться до второй космической скорости — 11 км/сек.

    New Horizons
    New Horizons
  • Первый искусственный аппарат, который смог достигнуть поверхности Луны, был советский зонд «Луна-2». Он осуществил прилунение осенью 1959 года. Время полета составило 38 часов 30 минут.

    Луна-2
    Луна-2
  • Исследовательский аппарат ЕКА SMART-1 летел к спутнику дольше всех, а именно 410 суток. Полет состоялся в 2003 году. Несмотря на большую длительность, это был революционный полет, поскольку аппарат был оснащен инновационными ионными двигателями. За всю миссию он затратил только 82 килограмма топлива, что является рекордом.

    SMART-1
    SMART-1
  • Что касается полета человека на Луну, то по данным «НАСА» экипажам «Аполлонов» на ракетоносителе «Сатурн-5» требовалось 102 часа 45 минут. Именно столько времени затратили Нил Армстронг, Базз Олдрин и Майкл Коллинз чтобы стартовать с Земли и прилунить посадочный модуль.

    Saturn-5
    Saturn-5
  • Chang’e-1 – китайский исследовательский спутник, который долетает до Луны всего за 5 суток. Нужно отметить, что они летают не по прямой, а после подготовки и пролета по орбите Земли.

    Chang’e-1
    Chang’e-1

С дальнейшим развитием технологий и силовых установок для космических аппаратов, время полета может существенно сократиться. Все же стоит подчеркнуть, что на поверхность Луны смогли высадиться только американские астронавты в рамках программы «Аполлон», и это было более чем полвека назад.

Наглядно о расстоянии к спутнику:

  • Если путь к Луне идти пешком с постоянной скоростью в 5 км/час, то пешеходу потребуется почти 9 лет.
  • Преодолеть такое расстояние на велосипеде со скоростью 20 км/час можно за 2 года.
  • Для путешествия на автомобиле с постоянной скоростью в 100 км/час, путь отнимет 160 суток.
  • Если бы пассажирские самолеты летали на Луну, то такой полет длился бы порядка 20 суток.

Конечно же, это все для наглядности, но цифры показывают, что для человека и наших технологий это не самая простая задача.

Интересный факт! За несколько месяцев до полета «Аполлон-8», данный маршрут с облетом Луны осуществили черепахи, мухи, жуки и растения на аппарате «Зонд-5».

История полетов на Луну

На заре покорения космического пространства в 50-х годах прошлого века вопрос о длительности полета на Луну был открытым и рассчитан был только теоретически.

Первый американский зонд для исследования радиационного фона спутника был отправлен весной 1959 года. Он прошел на расстоянии в 60 тысяч километров от Луны. Уже осенью этого года корабль СССР под названием «Луна-2» смог осуществить успешное прилунение, что и послужило началом освоения спутника. Также советский аппарат «Луна-3» в конце 1959 года смог передать на Землю первые снимки обратной стороны спутника нашей планеты.

Космический корабль

В СССР и США была начата Лунная гонка за первенство. В 1966 году после серии аварий и неудач советский зонд «Луна-9» смог мягко прилуниться на спутнике. С этого момента и до 1969 года было сделано еще порядка 30 полетов беспилотных кораблей. Но в июле 1969 года американцы запустили «Аполлон-11» с экипажем на борту. Это была первая миссия, в ходе которой человек успешно ступил на поверхность спутника и вернулся на Землю.

Всего за 3 года существования программы «Аполлон» было выполнено 6 успешных высадок, последняя из которых состоялась в 1972 году. После этого ни один человек не ступал на поверхность Луны. Но при этом продолжается запуск луноходов и беспилотных аппаратов, которые занимаются исследованиями космического объекта.

Сколько летели до Луны американцы

Первый полет человека к Луне состоялся 21 декабря 1968 года. Это был аппарат «Аполлон-8» с один членом экипажа. Он осуществил облет спутника и вернулся на Землю. Для полета в одну сторону астронавту потребовалось 3 суток.

Вторым пилотируемым аппаратом был «Аполлон-10». На его борту было уже 3 астронавта, которые выполнили подготовительную программу высадки, без этапа прилунения. Это была «генеральная репетиция» покорения Луны человеком. Полет до спутника занял 76 часов, а обратно к Земле 54 часа.

Что касается всемирно известного полета «Аполлона-11», то от момента пуска с космодрома и до выхода на окололунную орбиту экипажу потребовалось 76 часов. Общее время, потраченное на экспедицию, составило 8 суток и 3 часа. Последующие пилотируемые полеты проходили, по этому же сценарию.

Интересный факт! За все время покорения космического пространства на поверхности естественного спутника Земли побывало 12 человек. Все они американские астронавты программы «Аполлон».

Почему перестали летать на Луну

Инженеры и конструкторы «НАСА» в 1969 году сделали колоссальный прорыв, они смогли создать летательный аппарат, который мог доставить астронавтов на Луну и вернуть их на Землю. Но после возвращения «Аполлона-17» в 1972 году программа полетов была закрыта. Более того, ни одна страна мира не попыталась повторить подвиг американцев. Но почему?

Причин этому несколько

  1. После успеха экипажа Армстронга, лунная программа СССР была приостановлена, поскольку первенство было потеряно. А тратить огромные средства, для того чтобы стать вторым никто не хотел.
  2. Отношения между США и СССР стали более накаленными и превосходство в космическом пространстве отошло на второй план.
  3. Экономический аспект. Полет на Луну, требовал колоссальных материальных затрат. При этом от дальнейших полетов не было никакой выгоды для человечества.
  4. Все необходимые исследования могут выполнять автоматические станции, что существенно дешевле в обслуживании.

Да, американцы имеют космические технологии для полета на Луну, но возрождение программы «Аполлон» сейчас обойдется как минимум в 140 миллиардов долларов. При этом технологии того времени устарели и не могут выполнить современных задач. Специалисты утверждают, что дешевле будет создать новый летательный аппарат и ракету-носитель, чем возрождать старые технологии.

Перспективы полета на Луну в будущем

В прошлом веке, после закрытия программы «Аполлон», передовые космические агентства мира признали, что дальнейшие полеты человека на спутник являются экономически невыгодными и нецелесообразными. Но все же с развитием технологий и изучением дальнего космоса, появилась идея создания на Луне полноценной базы, которая будет использоваться как перевалочный пункт для дальних полетов.

Колонизация других планет уже не является фантастикой. Достаточно только взглянуть на упорство частного космического агентства Илона Маска, которое не первый год трудится над созданием корабля для полета на Марс.

«НАСА» ведет активную подготовку для нового пилотируемого полета в рамках программы «Артемида». Они вновь планируют вернуться на Луну. Нужно отметить, что Россия и Китай так же имеют собственные лунные программы, которые будут воплощены в реальность в ближайшем десятилетии.

Денисов О. В.

Кандидат физико-математических наук

Оцените автора
Mirax
Добавить комментарий

Adblock
detector