A csillagászat , a Hold távolsága az átlagos távolság a központtól a Föld és a központ a Hold , ami 384.400 km . A tényleges távolság függvényében változik a helyzet a Hold saját pályáján között 356.410 km a földközelben , és 405.500 km annak csúcspontját . A holdtávolság nagy pontosságú mérése a Föld LIDAR állomásai és a Holdra helyezett retroreflektorok közötti fény utazási idejének mérésével történik .
A Hold évente átlagosan 3,78 cm-es sebességgel távolodik el a Földtől - állítja a Hold lézeres távolságmérési kísérlete . A jelenlegi kimenő sebességet szokatlanul nagynak tartják. Véletlenül, a dimenziója a reflektorok a fényvisszaverők forgalomba a Hold is 3,78 cm .
Az árapály szóródásának mértéke a Föld geológiai története során változó volt.
Az első ember, aki megmérte a Hold távolságát, Kr. E. III . Századi csillagász és matematikus, Samosi Arisztarchus volt . Kr . U. A holdfogyatkozás megfigyelésével kiszámította a Föld-Hold távolságot a Föld sugara alapján (számára ismeretlen). A szamosi Arisztarchus kiszámította a Holdtól való távolságot, figyelemmel kísérve a Föld árnyékának átjárását a holdkorongra. A Föld-Hold távolságot a Föld sugarának egységeiben adtuk meg.
A NASA földközeli tárgyainak katalógusa holdtávolságot , ua-ban pedig az aszteroidák és üstökösök földi megközelítési távolságát adja meg.
A Föld és a Hold közötti távolság folyamatosan változik. A Hold nem kör alakú pályája miatt ez a távolság akár 75 m / s, vagy akár több mint 1000 kilométer is változhat mindössze 6 óra alatt. Más tényezők is befolyásolják a Föld-Hold távolságot.
Köszönhetően elliptikus pályán a változó különcség , a pillanatnyi távolság változik havi időközönként. Ezenkívül a távolságot megzavarják a különféle égitestek gravitációs hatásai - amelyek közül a legjelentősebb a Napé és kisebb mértékben a Jupiteré . A Naprendszer többi bolygója felelős a perczavarokért, akárcsak az aszteroidák , az árapályerők és a relativisztikus hatások. A napsugárzásból származó nyomás hatása hozzájárul a holdtávolság ± 3,6 mm-es változásához.
A mért holdtávolság több mint 21 000 km-rel változhat az átlagos értékhez képest egy hónap alatt. Ezeket a zavarokat jól megértik, és a holdtávolság pontosan modellezhető több ezer év alatt.
A recesszió jelenlegi mértéke évi 3,805 ± 0,004 cm. Úgy tűnik, hogy ez az arány nemrégiben nőtt. Valójában a 3,8 cm / év visszahúzódó sebesség azt jelentené, hogy a Hold csak 1,5 milliárd éves, míg a tudósok körülbelül 4 milliárd éves korban állapodnak meg. Úgy tűnik, hogy ez a rendellenesen magas eltávolítási arány tovább gyorsul.
A tudósok elképzelése szerint a holdtávolság tovább növekszik, amíg a Föld és a Hold gravitációsan nem lesz rögzítve és szinkronosan forog. Ez akkor történik, amikor a holdi pálya hossza megegyezik a Föld forgási periódusával. A két test ekkor egyensúlyban van, és más forgási energia nem változik. A modellek azt jósolják, hogy ennek a konfigurációnak az eléréséhez 50 milliárd évre lenne szükség.
PályatörténetAz átlagos holdtávolság növekszik, ami arra utal, hogy a Hold korábban közelebb volt. Geológiai bizonyítékok vannak arra, hogy az átlagos holdtávolság a precambriai korszakban, vagyis 2500 millió évvel ezelőtt körülbelül 52 R⊕ (Föld sugara) volt, szemben a mai 60R⊕-val.
Az óriási hatás hipotézise, egy széles körben elfogadott elmélet azt állítja, hogy a Hold egy másik bolygó és a Föld közötti katasztrofális hatás eredményeként jött létre, amelynek eredményeként a töredékek 3,8 R ⊕ kezdeti távolságban halmozódtak fel. A kezdeti hatás becslések szerint 4,5 milliárd évvel ezelőtt következett be.
Árapályerők általi eloszlásA Hold által a Földön kifejtett húzás szintén lelassítja a Föld forgását, amit árapályfékezésnek neveznek . Ellenkező esetben a szögimpulzus lassan átkerül a Föld forgásából a Hold pályájára. Ez a lassú forgás a napok (24 órák) hosszának növekedését eredményezi, évszázadonként 2,3 milliszekundummal. A Föld által elveszített energia átkerül a Holdra, amely évente 3,8 centiméteres sebességgel növeli a Földtől való távolságát. Ennek az átadásnak az az oka, hogy a Föld forgása miatt az árapályok által kiszorított óceánok vize elszáll, ami elmozdítja a Föld tömegközéppontját , tangenciális gyorsulást hozva létre a Holdon, fokozatosan növelve annak sebességét pályáján. Ezért a Föld forgási sebessége észrevétlenül csökken, és a Hold felgyorsul pályáján, annak sugara fokozatosan növekszik.
Az első csillagászok, akik megmérték a Föld - Hold távolságot, valószínűleg az ókori Görögország csillagászai . Szamoszi Arisztarchus kiszámította a Holdtól való távolságot, figyelemmel kísérve a Föld árnyékának áthaladását a holdkorongon.
Az 1950-es évek végéig minden holdtávolság-mérés optikai szögmérésen alapult. Az űrkorszak olyan fordulópontot jelentett, amely jelentősen javította a mérés pontosságát és pontosságát. Az 1950-es és 1960-as években kísérleteket végeztek radar, lézerek, űrhajók és számítógépes modellek felhasználásával.
A következő bekezdések leírják a holdtávolság meghatározásához használt, történelmileg jelentős vagy egyébként érdekes módszereket, és ezek nem teljesek.
A holdtávolság meghatározásának legrégebbi módszere a Hold és a több helyről választott referenciapont közötti szög egyidejű mérése. A szinkronizálás összehangolható úgy, hogy előre meghatározott időpontban vagy minden fél számára megfigyelhető esemény során méréseket végeznek. A pontos mechanikus stopperek megjelenése előtt az időzítési esemény általában holdfogyatkozás volt, vagy az az idő, amikor a hold keresztezte a meridiánt (ha a megfigyelők azonos hosszúságúak voltak). Ez a mérési technika holdparallaxus néven ismert .
A nagyobb pontosság érdekében néhány szisztematikus hibát kell figyelembe venni, például a mért szög korrekcióját a fénytörés és a légkörön keresztüli fénytorzítás figyelembevétele érdekében.
Az első kísérlet a Föld és a Hold közötti távolság mérésére a holdfogyatkozás megfigyeléseit használta ki a Föld sugara és a Nap nagyobb távolságának ismerete alapján, mint a Holdé. A holdfogyatkozás geometriájának megfigyelésével a holdtávolság trigonometria segítségével kiszámítható.
Az első jelentést a Hold távolságának trigonometria segítségével történő mérésére tett kísérletről a Kr. E. IV . Századi görög csillagász és matematikus készítette . Kr. U. , Samosi Arisztarchus, majd később, Hipparchus, akinek számításai 59-67 R⊕ eredményt adtak. Ezt az utolsó módszert Ptolemaiosz munkája vette át, aki a legtávolabbi pontján 64 1/6 R⊕ távolságot számolt.
A francia származású csillagász, A.CD Crommelin által vezetett expedíció ugyanazon az éjszakán figyelte meg a Hold déli tranzitját két különböző helyszínről (abból a pillanatból, amikor a Hold átlép egy képzeletbeli kört, amely közvetlenül a pólusok felett és felett halad át). Más pontos mérések 1905 és 1910 között mérték a magassági szöget, amikor egy speciális holdkráter (Mösting A) keresztezte a meridiánt a Greenwich állomásokról és a Jó Remény fokán, amelyek nagyjából azonos hosszúságúak. A távolságot ezután ± 30 km-es bizonytalansággal számolták ki, és a következő fél évszázadra megmaradt a hold távolsági referenciaértékének.
Több ismert elkülönítési távolságú helyről rögzítve azt a pillanatot, amikor a Hold eltakarja a háttércsillagot, vagy a Hold és a háttércsillag közötti szöget előre meghatározott időben mérve kiszámítható a holdtávolság.
O'Keefe és Anderson csillagászok 1952-ben kilenc helyszínről négy okkultáció megfigyelésével számolták ki a holdtávolságot. Átlagos távolságuk 381 504,6 ± 4,7 km volt, majd 1962-ben az értéket Irene Fischer finomította , amely pontosabb geodéziai adatokat (geometriai adatokat) tartalmazott. a Föld) 381 500,2 ± 2 km érték eléréséhez.
Az Amerikai Tengerészeti Kutatólaboratórium által 1957-ben végzett kísérlet a radarjelek visszhangját használta a Föld-Hold távolság meghatározásához. A 2 ms időtartamú radarimpulzusokat egy több mint 15 méter átmérőjű rádióantennáról sugározták. Feljegyeztük a rádióhullámok visszhangját a Hold felszínén, és megmértük a hullám menetidejét. Ebből a mérésből ki lehetett számítani a távolságot. A gyakorlatban azonban nehéz volt kellően világos jelet kapni (kóbor hullámok nélkül), hogy a pontos mérést megbízhatóan lehessen előállítani.
A kísérletet 1958-ban megismételték az angliai Royal Radar Establishmentnél. Az 5 ms időtartamú radarimpulzusokat 2 megawatt csúcsteljesítmény mellett 260 impulzus / másodperc sebességgel továbbítottuk. Az előző kísérlethez hasonlóan rögzítettük a rádióhullámok visszhangját a Hold felszínén, és megmértük a hullám menetidejét. Számos mérést adtak hozzá annak érdekében, hogy megbízhatóbb jelet lehessen szerezni, különösen az oszcilloszkóp nyomainak fényképészeti filmre történő ráhelyezésével. Ezekből a mérésekből csak 1,25 km-es bizonytalansággal lehetett kiszámítani a távolságot.
Ezeket a korai kísérleteket a koncepciós kísérletek bizonyítékaként tervezték, és csak egy napig tartottak. Követésük egy hónapig tartott, és 384 402 ± 1,2 km átlagértéket produkált, amely akkoriban a holdtávolság legpontosabb mérése volt.
A lézersugár oda-vissza fordulásához szükséges idő mérését, miután visszaverődött a Hold felszínén, először 1962-ben hajtották végre a Massachusettsi Műszaki Intézet csapata és a Krími Asztrofizikai Obszervatórium szovjet csapata .
Az 1969-es Apollo- küldetések során az űrhajósok fényvisszaverőket helyeztek el a Hold felszínén, hogy megkíséreljék pontosítani e mérési technika pontosságát. A jelenlegi mérések továbbra is ezt a berendezést használják, és több lézer telepítést igényelnek szerte a világon. A távolsági holdlézeres kísérletek pillanatnyi pontossága eléri a milliméter alatti felbontást, és ez a mai napig a legmegbízhatóbb módszer a holdtávolság meghatározására.
A pontos időzítő eszközök, a nagy felbontású digitális fényképezőgépek , a GPS- vevők , az erőteljes számítógépek és az azonnali kommunikációs eszközök korszerű hozzáférhetősége miatt lehetővé vált, hogy az amatőr csillagászok magas szintű méréseket végezzenek.
Például 2007. május 23-án Görögországból és Angliából két helyről digitális fényképeket készítettek a Regulus közeli okkultációja során . A hold és egy háttércsillag közötti parallaxis mérésével kiszámítható volt a hold távolsága.
Az ókori görög csillagászra hivatkozva az Aristarchus-kampány elnevezésű ambiciózusabb projektet a 2014. április 15-i holdfogyatkozás során hajtották végre .