Orbita Księżyca
Z Wikipedii
Orbita Księżyca wokół Ziemi to droga, po jakiej porusza się on dookoła naszej planety; przebycie jej w całości zajmuje mu około 27,3 dnia. Księżyc i Ziemia krążą wokół barycentrum - wspólnego środka masy, leżącego blisko 4700 km pod powierzchnią Ziemi (w mniej więcej ¾ jej promienia). Dla porównania, odległość barycentrum od Księżyca wynosi około 385000 km (ok. 60 promieni ziemskich). Ze średnią prędkością ruchu Księżyca po orbicie wynoszącą 1,023 km/s, przemieszcza się on co godzinę o odległość kątową równą jego względnemu rozmiarowi, czyli o około 0,5°. Cechą wyróżniającą Księżyc spośród innych naturalnych satelitów planet Układu Słonecznego jest fakt, iż płaszczyzna jego orbity jest bardzo zbliżona do płaszczyzny ekliptyki, nie zaś - jak zazwyczaj - do płaszczyzny równikowej planety. Nachylenie płaszczyzny orbity księżycowej do płaszczyzny ekliptyki wynosi 5,1°, podczas gdy inklinacja osi obrotu Księżyca - jedynie 1,5°.
Spis treści |
[edytuj] Charakterystyka orbity księżycowej
| Wielkość | Wartość |
|---|---|
| Półoś wielka | ~384 748 km |
| Odległość w perygeum | ~364 397 km |
| Odległość w apogeum | ~406 731 km |
| Średnia ekscentryczność | 0.0549006 (0.044 – 0.067) |
| Średnia inklinacja orbity | 5.145° |
| Nachylenie płaszczyzny równikowej do eliptyki | 1.543° |
| Okres precesji | 18.5996 lat |
Z powodu względnie dużego rozmiaru Księżyca oraz stosunku mas obu ciał wynoszącego około 81:1, niektórzy uważają układ Ziemia-Księżyc za planetę podwójną; jednak według nieformalnej definicji barycentrum takiego układu musi leżeć poza obrębem obu ciał.
Orbita Księżyca ma kształt elipsy o średniej ekscentryczności równej 0,0549. Powoduje to między innymi okresowe zmiany prędkości kątowej i względnej wielkości naszego satelity obserwowanej z Ziemi. Przeciętna odległość względna, jaką pokonuje Księżyc w ciągu doby, wynosi 13,176358° na wschód. Dokładny kierunek orbity nie jest stały, lecz podlega precesji. Innym ruchem związanym z orbitą jest recesja linii apsyd: elipsa orbity Księżyca powoli obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara z okresem tego obrotu równym 8,85 roku (3233 dni); występuje też precesja płaszczyzny równikowej (zgodna z ruchem wskazówek zegara) wokół osi prostopadłej do ekliptyki. Punkty, w których orbita Księżyca przecina płaszczyznę ekliptyki (węzły) również podlegają precesji o okresie 18,6 roku (6793 dni).
Przeciętna wartość inklinacji orbity Księżyca wynosi 5,145°. Także jego oś obrotu nie jest prostopadła do płaszczyzny orbity: płaszczyzna równikowa tworzy więc z płaszczyzną równikową stały kąt równy 6,688°. Zatem w wyniku precesji orbity Księżyca kąt pomiędzy ekliptyką a równikiem powinien wahać się pomiędzy sumą tych dwóch wartości (11,833°) a ich różnicą (1,543°). Jakkolwiek, według obserwacji Jacques'a Cassiniego, wartość precesji osi obrotu Księżyca i płaszczyzny jego orbity jest taka sama, lecz sama precesja jest przesunięta w fazie o 180°. Z tego powodu wartość wymienionego kąta jest stała i wynosi 1,543°.
[edytuj] Miesiąc księżycowy
Zobacz więcej w osobnym artykule: Miesiąc.| Cykle Księżyca | ||
| Nazwa | Wartość (dni) | Definicja |
|---|---|---|
| gwiezdny | 27.321 661 | Względem gwiazd (13,369 cyklu w ciągu roku) |
| synodyczny | 29.530 589 | Względem Słońca (trwający przez 4 fazy Księżyca; 12,369 cyklu w ciągu roku) |
| tropikalny | 27.321 582 | Względem danego południka niebieskiego (z powodu precesji nieco krótszy od gwiezdnego) |
| anomalistyczny | 27.554 550 | Względem perygeum (podlega recesji z okresem 3232,6 dnia) |
| smoczy (węzłowy) | 27.212 221 | Względem węzłów (podlegają precesji z okresem 6793,5 dnia) |
Obliczenie czasu, jaki potrzebuje Księżyc na wykonanie pełnego obiegu Ziemi, może być - w zależności od przyjętego punktu odniesienia - wykonane na różne sposoby. 27,3 - dniowy miesiąc gwiezdny to czas, w jakim Księżyc przebiega pełną długość orbity względem gwiazd stałych; z kolei miesiącem synodycznym nazywamy okres 29,5 dnia pomiędzy dwiema tymi samymi fazami Księżyca. Przyczyną, dla której ten drugi jest dłuższy o ponad 2 dni, jest wspólny ruch układu Ziemia - Księżyc wokół Słońca; dlatego też w ciągu roku ilość cykli gwiezdnych jest o 1 większa od ilości miesięcy synodycznych. Inne definicje miesiąca obejmują okres pomiędzy kolejnymi przejściami przez perygeum orbity (miesiąc anomalistyczny), węzłami (miesiąc smoczy) czy południk niebieski (miesiąc tropikalny). Długość przeciętnego miesiąca kalendarzowego (1/12 roku) wynosi ok. 30,4 dnia.
[edytuj] Libracje
Zobacz więcej w osobnym artykule: Libracja.Księżyc jest w orbicie synchronicznej z Ziemią, co sprawia, że jest skierowany ku Ziemi stale tą samą stroną. Obrót synchroniczny jest prawdziwy jedynie dla uśrednionej orbity, ponieważ Księżyc posiada określoną ekscentryczność. W wyniku tego moment pędu Księżyca zmienia się w miarę obrotu wokół Ziemi i nie zawsze odpowiada dokładnie obrotowi Księżyca. Gdy Księżyc jest w perygeum, jego obrót jest wolniejszy niż jego prędkość orbitalna, co pozwala nam zobaczyć do 8 stopni długości jego wschodniej (prawej) niewidocznej strony. Odwrotnie, gdy Księżyc osiąga apogeum, jego obrót jest szybszy niż prędkość orbitalna i dzięki temu ujawnia się 8 stopni jego długości zachodniej (lewej) niewidocznej strony. To zjawisko nosi nazwę libracji w długości.
