Траектория полета на луну: С Земли на Луну. История и математика. Часть 2 / Хабр

С Земли на Луну. История и математика. Часть 2 / Хабр

Продолжение. Первая часть здесь.

Решение задачи

Отношение к полетам на Луну стало меняться в конце 1953 года, когда руководитель отдела прикладной математики Математического института АН СССР

вызвал к себе аспиранта

и поручил ему просчитать траектории перелета на Луну. Причем как можно ближе к реальности. Когда Егоров спросил его о сроках, Келдыш ответил: «

Отдел был создан изначально для расчета термоядерной боеголовки. Потом Келдыш получит «Героя соцтруда» за эту работу. Но как раз в 1953 году его выделили в отдельную организацию. Это позволило Келдышу более широко варьировать задачи, которые он мог ставить перед своими сотрудниками и аспирантами. Благо, кроме расчета термоядерных боеприпасов и ядерных реакторов, институт также решал вопросы по баллистическому обеспечению полета ракет, помогая ракетчикам решать на первый взгляд малозначительные, но для на самом деле важные задачи вроде оценки гарантийных запасов топлива.

Коллектив был молодой. Космос будоражил кровь, а задачи, не решенные за столетия, казались легкими и понятными. Кроме всего прочего, как раз в 1953 году Егоров также организовал в институте постоянный семинар, посвященный космосу.

В результате, согласно статьям, Егоров в 1953-1955 годах успешно решил «плоскую» задачу полета на Луну, а в 1956-1957 — пространственную.

Конечно, вряд ли он бы справился за такое короткое время, если бы Келдыш не передал в его распоряжение так называемую специализированную цифровую машину – СЦМ. Собственно, уже сам этот факт весьма примечателен, так как начало 50-х – это заря цифровой техники. В частности, наша первая ЭВМ МЭСМ официально была запущенна в регулярную эксплуатацию только 25 декабря 1951 года. Но любые специалисты понимали, что подобную задачу без ЭВМ не решить.

Здесь было бы очень уместно поставить фотографию этой ЭВМ. Но, увы, я ее так и не нашел. Хорошо еще, что ее характеристики были указанны в статье посвященной облету Луны. Быстродействие ~ 100 операций в секунду, с оперативной памятью 64 ячейки, постоянная память на магнитных барабанах. Современный поиск по сайтам позволяет также сказать, что ее разработала СКБ-245, а в ее разработке принимал участие, в начале 1952 года, Малиновский.

Хотя, возможно, и в этих характеристиках кроется ответ, почему ее передали на расчет траекторий полета к Луне и почему сейчас ее так сложно найти.

Просто 100 операций в секунду — это и по тем временам слабый результат. Например, у БЭСМ-1 была скорость 8 000-10 000 операций в секунду, с оперативной памятью 2047 ячейки, а у Стрелы-1 – 2000 операций в секунду, оперативная память 2048 слов.

Серьезные ЭВМ стали решать серьезные задачи, а вот такие середнячки были переданы для решения разных дополнительных задач, а потом и вовсе забыты.

Но в любом случае, ЭВМ тогда были на острие технологий, требовались для решения многих проблем, и передача ЭВМ на такую задачу говорит о многом.

Серебряные лауреаты

Хронологически работа Егорова была, действительно, первой. Причем, что особенно важно, это было не просто теоретическое исследование. Именно благодаря этой работе проложили свой путь к нашему естественному спутнику «Луна-1», «Луна-2» и «Луна-3» в 1959 году.

Но, как часто бывает, близкие идеи приходят разным людям приблизительно в одно время. Так и здесь: в рамках 50-х годов задача о полете к Луне была решена еще несколькими людьми.
В СССР это был профессор Глеб Чеботарев. Тогда он работал (а в 1964 году стал его директором) в Институте теоретической астрономии АН СССР. Это был специализированный институт, созданный для изучения небесной механики. Точного текста его работы у меня, увы, нет; судя по упоминаниям в других материалах, он тогда рассмотрел несколько частных случаев. Но его работа все равно интересна, так как ЭВМ у него, скорее всего, не было. Впрочем, также возможно, что в его распоряжении были специализированные электромеханические дифференциальные анализаторы. Тогда они использовались для подобных целей.

Так как работа Егорова тогда была «закрытой», а Чеботарев, напротив, работал в совершенно открытом гражданском институте, то работа последнего в 1955-1957 стала куда более известной. О ней писали в научно-популярной литературе, а впоследствии утверждали, что именно она повлияла на траекторию «Луны-3» и многое другое.

Например, когда в США после запуска спутника бросились анализировать советские СМИ, там решили, что СССР ведет аж три разных проекта, связанных с полетом на Луну. Причем первый проект ведет профессор Чеботарев, а второй аспирант Егоров. Вот статья по этому поводу:

Так ситуация обстояла в СССР, но и в США шли работы над полетами к Луне.

США

Первая ласточка точного математического исследования была в 1956 году. В начале этого года Роберт Бурхем из «RAND corporation» предложил использовать разрабатываемую тогда ракету «Тор-Айбл» для лунной миссии. 28 мая 1956 года был выпущен секретный отчет «Общий отчет о носителе лунных зондов». В нем рассматривались возможности запуска к Луне при помощи РН «Атлас». Занятно, но этого отчета на сайте «RANDcorporation» нет до сих пор. Зато есть два следующих, от июня 1956 года. Собственно, именно эта организация в 1956-1958 занималась лунными траекториями, пока после создания НАСА это не было поручено JPL. И именно они детально проработали идею лунных спутников, которые впоследствии превратились в первые зонды «Пионер».

Также нужно упомянуть Эрике Краффта (1917-1984). Он был одним из специалистов, работавших во время Второй Мировой в Пенемюнде. Как и многие другие немецкие специалисты, он потом попал в США. Краффт больше всего известен, как автор РБ «Центавр». Но он проводил и очень серьезные теоретические исследования. Его многотомник «Космический полет» в 60-х годах выпустили и у нас. Считается, что он не участвовал в программе «Аполлон» только потому, что в свое время разругался с фон Брауном. Так вот он тоже в период 1955-1957 г. явно получил доступ к ЭВМ и проанализировал многие особенности «лунных» траекторий. Также он один из тех немногих людей, кто был похоронен в космосе.

Так что же стало понятно при помощи ЭВМ?

Для начала, стал очевиден весьма неожиданный факт: никакого захвата Луной для объекта, запущенного с Земли, в сфере ее действия быть не может. По крайней мере, на первом витке. Скорости пролета внутри сферы Луны оказались больше местной параболической. Другими словами, аппарат, запущенный к Луне, может либо попасть в Луну, либо пролететь мимо нее с гиперболической (относительно Луны) скоростью, после чего либо вернуться к Земле, либо стать спутником Солнца.

Второй факт касался анализа возможных траекторий полета. Посмотрите на схему

Это условный вид сверху на плоскость движения Луны. Стрелками обозначены вращение Земли вокруг своей оси (О) и орбитальное движение Луны. Теоретически все указанные траектории перелета возможны. В том числе и прямой перелет АБ, при достаточной скорости. Вот только он самый неоптимальный из всех. Самая энергетически выгодная траектория на схеме – это ВГ. Просто потому, что она максимально использует вращение Земли. Ведь угловая скорость вращения Земли не так и мала. На экваторе она составляет 460 м/с. В плоскости Луны несколько меньше. Но все равно, 300-400 м/с – совсем не лишняя добавка в начальную скорость, так как при полете к Луне даже десятки метров в секунду порой меняют картину полета. Для примера опять можно вспомнить «схему» Жюля Верна. По расчетам Гарсе, самая минимально возможная скорость полета к Луне, при достаточно серьезном допущении, составляет 11051 м/с. При этом вторая космическая скорость (то есть скорость, при которой снаряд улетит бесконечно далеко) при тех условиях составляла бы 11 188 м/с.

Если перевести сказанное выше на язык математики, то более оптимальная траектория – это та, у которой больше угол между точкой старта, центром Земли и направлением на Луну. То есть угол ВОА на схеме.

Выше рассмотрена так называемая плоская задача полета к Луне. То есть та задача, которая рассматривает перелеты в плоскости движения Луны. Так как она требует несколько более простых расчетов, то она была решена первой. Причем сразу после решения стало очевидно, что шансов на реальный полет внутри плоскости орбиты Луны достаточно мало. Просто потому, что для этого нужно, чтобы космодром находились на этой самой плоскости. При этом плоскость Луны меняет наклон к земному экватору с 18 градусов 18 минут до 28 градусов 36 минут с периодом 18,6 года.

Но любой космодром, расположенный на территории СССР, будет гарантировано вне плоскости орбиты Луны. Значит, придется лететь за пределами ее плоскости. Опять же, с точки зрения математики, для этого нужно, чтобы плоскость движения аппарата просто пересекала в нужной точке плоскость движения Луны.

Ниже, для примера, схема перелета станции «Луна-2»

Как часто бывает, такая схема имела свои проблемы. В частности, она более требовательная к энергетике. Но, что хуже всего, при прямом перелете самый оптимальный фазовый угол просто не достижим.

Вот схема. Для ее упрощения была выбрана полярная орбита корабля на пути к Луне, а сечение рисунка проходит через ось вращения Земли и плоскость орбиты Луны. Так вот предположим, что космодром располагается на широте АБ. Теоретически летать можно и по кривой БС, но благодаря вращению Земли всегда можно подгадать момент запуска под кривую АС. Вот только, увы, как можно видеть, даже в этом случае фазовый угол АОВ далек от оптимального. Более того, так как Луна с вращается вокруг Земли с периодом примерно 28 дней, в некоторые моменты ее расположение позволяет летать только по кривой БД. И энергетически кривые АС и БД очень сильно отличаются.

Например, согласно баллистическому отчету, подготовленному к полету «Луны-3», при запуске 4-6 октября 1959 года весовые потери в нагрузке относительно идеального случая были всего 6-26 кг. А вот при запуске 17-19 октября потери составили уже 418-444 кг. В случае «Луны-3» (запуск 4 октября 1959 года), суммарный вес всей полезной нагрузки составил 435 кг. Так что в определенные дни третья ступень «семерки» могла бы не вывести к Луне даже саму себя. Другими словами, оптимальная дата старта в этом методе – раз в месяц.

Еще более неприятный нюанс заключался в том, что, как уже сказано выше, угол между плоскостью вращения Луны и земным экватором постоянно меняется, с периодом в 18 лет. И при таком перелете самые оптимальные даты старта будут только раз в 18 лет.

Достаточно занятен тот факт, что как раз 1959 год был самым «плохим» для запуска с Байконура и благоприятным для запуска с мыса Канаверал. Но так как у нас тогда были достаточно мощные ракеты, этот факт остался практически незамеченным.

Также при расчете подобных орбит оказалось, что нужно учитывать еще и влияние Солнца, а не только Луны. Уже при первых расчетах стала очевидна важность наклона орбиты. А также то, почему орбиты всех планет находятся примерно в одной плоскости (плоскость эклиптики). Просто только данные орбиты стабильны. Например, Лидов провел такой расчет. Представим, что Луна находится на орбите с тем же размером большой полуоси, эксцентриситетом, периодом обращения и т. д., только под наклоном 90 градусов к плоскости движения Земли. И что тогда с ней будет? Оказалось, что она очень и очень скоро упадет на Землю. Всего через 55 месяцев. Этот результат тогда очень и очень удивил как астрономов, так и математиков. Но уже в 1959-1960 году «Луна-3» подтвердила правоту расчетов, упав на Землю под действием данного эффекта.

Именно по таким траекториям летали к Луне в 1958-1960 годах. Но достаточно быстро был предложен новый метод, который одновременно позволял максимизировать полезную нагрузку, причем при любой широте космодрома, и сильно уменьшить время ожидания стартового окна. Если при прямом «пушечном» перелете нужно было ждать 18 лет, а при прямом запуске с космодрома окно открывалось раз в месяц, то при новом методе можно было запускать ракеты хоть каждый день. Даже два раза в день.

Причем с точки зрения математики он очень прост. Нужно просто не пытаться сразу при старте с Земли выйти на траекторию полета к Луне. Можно сначала выйти на орбиту Земли, дождаться, когда фазовый угол станет оптимальным, после чего уже отправиться к Луне.

Вот схема. Точка А – момент запуска. АБ – выход на низкую орбиту спутника Земли. БВ – свободный полет по орбите. И в точке В переход на траекторию полета к Луне. Видно, что угол ВОС идеальный, а значит метод обеспечивает максимум полезной нагрузки. Собственно, сейчас именно так и летают практически все аппараты к Луне.

Этот метод у нас предложил Энеев. И он был детально разработан в конце 1959 года.

Несмотря на свою красоту с точки зрения математики, он требовал достаточно сложных технических решений. Нужно было разработать ракетный блок, который мог стартовать в невесомости, вакууме и после десятков минут свободного полета по орбите Земли. Причем все это время он должен был сохранять строго определенную ориентацию.

Чтобы аккуратно донести важность метода до ракетчиков, был даже разработан небольшой план. Вот как вспоминает ту историю Платонов:

Доклад по новой схеме полета должен был вести Охоцимский применительно к стартам к Венере и Марсу.

«Дмитрий Евгеньевич блестяще, и по-своему, решил проблему постепенного внедрения в сознание С.П. Королева и главных конструкторов понимания неотвратимости требуемых конструкторских разработок. К совещанию у Келдыша был подготовлен плакат с большим количеством (около 8-ми) просчитанных „плохих“ вариантов полетов к Венере и Марсу с негодными весами полезного груза этих вариантов и в конце — с двумя приемлемыми вариантами отмеченными звездочкой. Надо сказать, что плакат этот был выполнен в чисто академическом стиле — черной тушью на полу выпрямленном и так загибающимся листе ватмана, что эти „хорошие“ варианты, отмеченные звездочкой, были сидящим в мягких креслах „главным“ даже не очень видны.

Дмитрий Евгеньевич не был бы самим собой, если бы он сразу перешел к двум последним вариантам. Вместо этого он стал по очереди, один за другим, подробно описывать сверху вниз все просчитанные краевые задачи и объяснять все баллистические недостатки непрерывного способа разгона КА. В принципе присутствующим все стало понятным уже после разбора второго из вариантов, и где-то в середине рассказа о третьем, уж очень не подходящем варианте полета, Сергей Павлович спросил: „Дмитрий Евгеньевич! А что у Вас там внизу, со звездочкой?“ на что получил очень вежливый ответ: „Сергей Павлович, я об этом скажу обязательно чуть позже“, и рассказ обстоятельств очередного варианта продолжился. Спустя еще один или два варианта ситуация повторилась, повторилась она и в третий раз. На этот раз Сергей Павлович уже не просил, а очень раздражено (он просто взорвался) потребовал: „Дмитрий Евгеньевич! Да скажите, наконец, что у Вас там внизу, со звездочкой“?». Атмосфера весьма накалилась, и в наступившей тишине раздался тихий и спокойный голос Мстислава Всеволодовича: «Дмитрий Евгеньевич! Ну, выполните же, пожалуйста, просьбу Сергея Павловича!» Последовал подробный рассказ о «звездочке». И тогда после некоторого молчания произошло подробное обсуждение, и было принято чисто эпохальное решение -звездочку делать!»

И снова нужно уточнить один момент. До сих пор время от времени возникают идеи о сборке лунных миссий на орбите Земли (например, на МКС). Во многом это – наследие идей 50-х годов (Вернера фон Брауна и прочих), которые оценивали такой полет, еще толком не зная особенности лунных траекторий. Либо, как вариант, говорят о запуске лунных станций на орбиту Земли попутным грузом, с последующим запуском к Луне. Как можно видеть, запуск на первом витке к Луне возможен только при очень аккуратном фазировании плоскости орбиты спутника Земли с траекторией перелета к Луне. Практически нет шансов, что орбита, предназначенная для другого аппарата, позволит сделать это. Значит, нужно ожидать на орбите нужного момента времени. С учетом траектории Луны, подобное окно открывается только два раза в месяц. А с учетом требований по освещенности Луны – даже раз в месяц. Более того, подобное окно может оказаться тоже не оптимальным, так как вполне может случиться, что в момент совпадения плоскостей станция окажется не в требуемой точке В, а в Б или вообще с другой стороны Земли. А это очень сильно изменит фазовый угол и увеличит энергетику.

В результате, требуемый момент старта можно будет ожидать в течении нескольких месяцев. И необходимо, чтобы аппарат был рассчитан на подобные режимы работы. При том, что до Луны, по сути, лететь всего несколько дней.

Другими словами, запуск к Луне с произвольной орбиты спутника Земли совсем не лучшее решение. Конечно, если на орбите Земли ждет буксир с ЯРД или ЭРД, который может компенсировать многие ошибки при выведении, этот вариант допустим 🙂 Но во всех других случаях лучше стартовать с Земли.

Что-то вроде послесловия

Я уверен, что очерк выше достаточно точно описывает подход, который был в то время к полетам на Луну. Для этого пришлось проанализировать много документов на разных языках, и общая картина была именно такой. До 50-х годов большая часть авторов оценивала полет именно по схеме Жюля Верна. А после 50-х годов все уже начали ссылаться на расчеты вышеприведенных авторов. Но все-таки. Ведь постановка задачи была известна и до 50-х. Были известны численные методы решения дифференциальных уравнений, существовали самые разные приборы для ускорения вычислений. От арифмометров до специализированных дифференциальных вычислителей. Значит, теоретически мог быть и человек, который решил положить годы своей жизни на подобные вычисления. И узнал правду о подобных полетах задолго до появления ЭВМ. Вот только был ли он в реальности?

Очень может быть. История, как обычно, куда сложнее чем сначала представляется.
Читая статью Фридриха Цандера «Теория межпланетных путешествий» 1922-1925 года из вот этого сборника, я заметил достаточно занятную сноску под словами «Аппарат, предоставленный самому себе, опишет сложную кривую», посвященными траектории облета Луны.

«Эти кривые отчасти исследованы Стрёмгреном в Копенгагене механической квадратурой. Его исследования длятся уже 12 лет».

Так как нет слов «Прим. редактора» — это явно примечание Цандера от тех лет. Речь про шведско-датского астронома Сванте Стрёмгрена (1870-1947). Он был профессором астрономии в Копенгагенском университете и директором Копенгагенской обсерватории.

Увы, каких-либо подобных его трудов я так и не нашел. Только скромные упоминания в других работах. Возможно, если он и сделал подобную работу, то не опубликовал. Может, издать ее помешала война, а потом смерть. Ну, или опубликовал в совершенно неизвестном журнале. В любом случае, следует признать, что если работа и была, то никак не повлияла на представления тех лет о полетах на Луну.

Собственно этот материал написан на базе моей книге посвященной Луне. И я очень благодарен
lozga и Zelenyikot за поддержку. Если понравилось, постараюсь опубликовать на этом ресурсе посты по поводу посадки на Луну и по разным частным вопросам.

Выход на траекторию полета к Луне. Пилотируемые полеты на Луну

Читайте также

Несостоявшиеся похороны, или Были ли американцы на Луне?

Несостоявшиеся похороны, или Были ли американцы на Луне? Орбитальный полет первого советского космонавта стал тем событием, после которого всем было ясно: для того чтобы доказать свое превосходство в космической области, необходимо совершить нечто еще более

Альтернатива-5: Русские на Луне

Альтернатива-5: Русские на Луне Передо мной на столе два увесистых тома — две книги одного автора. Одна называется «Сломанный меч Империи», вторая — «Битва за небеса». Автора зовут Максим Калашников, но, скорее всего, это псевдоним, поскольку уж очень они «говорящие»: и

Проект «Horizon»: американская военная база на Луне

Проект «Horizon»: американская военная база на Луне Один из первых серьезных проектов постоянной обитаемой базы на Луне был рожден в недрах военно-воздушных сил США и разрабатывался в рамках амбициозной программы «Горизонт» («Horizon»).Поскольку я еще не рассказывал об этой

РЕСУРСЫ ДЛЯ ОБЩЕСТВ, ИЩУЩИХ ВЫХОД ИЗ БЕДНОСТИ

РЕСУРСЫ ДЛЯ ОБЩЕСТВ, ИЩУЩИХ ВЫХОД ИЗ БЕДНОСТИ Если в зажиточных странах все рьяно предаются расточительству, в бедных, напротив, сбор и переработка отходов позволяют бороться с безработицей и нищетой. На выброшенных вещах и материалах строят свое благосостояние десятки

9.7. Арифметика с птичьего полета

9.7. Арифметика с птичьего полета Ситуации и представления в нервной системе человека моделируют смену состояний окружающей среды. Языковые объекты моделируют смену ситуаций и представлений. В результате теория является «двухэтажной» языковой моделью действительности

16 Люди на Луне

16 Люди на Луне Вернер утверждал, предсказывал, рекламировал, долбил, тащил и, наконец, вытолкнул нас первыми на Луну. Нил Армстронг, Базз Олдрин, Майкл Коллинз История — это прошлое, составленное из кусочков, старательно подогнанных учеными в надежде получить понятную

1.

1.5.12. Вход и выход для сигналов тревоги На рис. 1.17 представлен вид на разъем подключения сигналов тревоги. Рис. 1.17. Внешний вид разъема для подключения сигналов тревоги: 1 – вход тревоги; 2– заземление; 3 – выходВ табл. 1.4 представлены параметры и значения для данного

1.2. Последовательность операций при старте Saturn V и выводе корабля Apollo на траекторию полета к Луне

1.2. Последовательность операций при старте Saturn V и выводе корабля Apollo на траекторию полета к Луне Сборка и проверка в сборочном цехе Предполетная проверка и испытания Saturn V Apollo ocyществляются объединенной правительственно-промышленной комиссией в составе 500 человек. Более

Навигация и управление траекторией полета

Навигация и управление траекторией полета Для определения положения и скорости корабля используются компоненты ускорения, создаваемые тягой ЖРД, измеряемые инерциальной системой вдоль трех не вращающихся осей координат. Бортовая ЭЦВМ производит интегрирование

Аварийное возвращение из Дальнего космоса. Аварийное возвращение на этапе выхода на траекторию полета к Луне

Аварийное возвращение из Дальнего космоса. Аварийное возвращение на этапе выхода на траекторию полета к Луне Если возникнет необходимость аварийного возвращения в процессе активного участка выхода на траекторию полета к Луне, используется ЖРД служебного отсека для

Аварийное возвращение на активном участке выхода на траекторию ИСЛ

Аварийное возвращение на активном участке выхода на траекторию ИСЛ Если ЖРД служебного отсека отказал вначале активного участка выхода на орбиту ИСЛ, возвращение командного отсека в точку антипода, можно осуществить тремя методами.Метод I. Если ЖРД служебного отсека

Пассивная траектория полета к Луне

Пассивная траектория полета к Луне Вместо четырех запланированных коррекций траектории полета к Луне была сделана лишь одна, в момент времени To +26 ч 45 мин, когда корабль Apollo-11 находился на расстоянии 202 136 км от Земли; корабль двигался со скоростью 1535 м/сек и вес его был

Вывод на траекторию искусственного спутника Луны

Вывод на траекторию искусственного спутника Луны 19 июля в момент времени To +75 ч 49 мин 28 сек на 4 мин раньше расчетного времени, когда корабль находился за Луной, был включен ЖРД служебного отсека; он проработал 357 сек и перевел корабль на эллиптическую орбиту ИСЛ с высотой в

Выход на траекторию возвращения к Земле

Выход на траекторию возвращения к Земле М. Коллинз включил ЖРД служебного отсека в To +135 ч 25 мин, когда корабль Apollo-11 находился за Луной; ЖРД проработал 149 сек, сообщил приращение скорости 1003 м/сек и перевел корабль на траекторию возвращения к Земле продолжительностью 59,5 ч

Траектория полёта корабля «Аполлон-11». Инфографика | Наука | Общество

16 июля 2019 года исполняется 50 лет со дня старта американского космического корабля серии «Аполлон» с экипажем, который впервые в истории человечества совершил посадку на Луну. Старт ракеты-носителя «Сатурн-5» с кораблем «Аполлон-11» состоялся 16 июля 1969 года с мыса Кеннеди. Он вызвал огромный ажиотаж не только на мировом уровне: еще за день до начала исторического полета на мысе Канаверал собралось более миллиона человек, желавших наблюдать за историческим событием. В Космическом центре имени Кеннеди за стартом наблюдали 5000 почетных гостей, включая 36-го президента США Линдона Джонсона и вице-президента Спиро Агню. Почти 3500 журналистов вели репортаж с места событий, а прямую телевизионную трансляцию запуска ракеты смогли увидеть в 33 странах мира.

В состав экипажа космического корабля входили три астронавта — командир Нил Армстронг, пилот лунного модуля Эдвин Олдрин и пилот командного модуля Майкл Коллинз. Их главной целью было выполнение задачи, поставленной еще президентом Джоном Кеннеди 25 мая 1961 года — высадки на Луну и успешного возвращения на Землю.

Выход «Аполлона-11» на окололунную орбиту состоялся на четвертый день полета. 20 июля произошла расстыковка командного и лунного модулей. В командном модуле остался Коллинз, а в лунный перешли Армстронг и Олдрин. Затем экипаж включил двигатель посадочной ступени лунного модуля, и кабина полетела к Луне.

Первоначально посадка на поверхность Луны предполагалась в автоматическом режиме, однако в последний момент командир экспедиции решил сажать лунный модуль в полуавтоматическом режиме. В дальнейшем Армстронг объяснял это действие тем, что выбранная автоматикой площадка была небезопасной. Подготовка к прилунению не прошла гладко: в лунном модуле пять раз срабатывала аварийная сигнализация бортового компьютера, что отвлекало астронавтов, а в дальнейшем корабль по неизвестной причине начало отбрасывать в разные стороны. Тем не менее, аппарату удалось прилуниться в Море Спокойствия 20 июля. После этого астронавты проверили бортовые системы и произвели имитацию старта с Луны на случай, если придется экстренно начать обратный полет на Землю. Затем экипаж надел скафандры, проверил их герметичность и работу системы жизнеобеспечения. 20 июля Армстронг первым в истории человечества ступил на Луну, произнеся: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для человечества». Примерно через 20 минут лунный модуль покинул и Олдрин.

Во время нахождения на Луне астронавты собрали образцы лунных пород, разместили сейсмометр и лазерный отражатель, а также установили на спутнике Земли национальный флаг США. Кроме того, первые люди на Луне оставили несколько памятных медалей. В общей сложности выход на поверхность Луны продолжался чуть более двух с половиной часов. Всего астронавты собрали 21,55 кг образцов лунного грунта.

Завершив выход на Луну, экипаж проверил бортовые системы и отправился отдыхать. После сна астронавты начали готовиться к обратному полету. Они пробыли на Луне 21 час 36 минут. Совершив операцию по сближению и стыковке командного и лунного модулей, астронавты перешли в командный отсек «Аполлона». Его приводнение состоялось 24 июля в Тихом океане к юго-западу от Гавайских островов. На палубу авианосца экипаж доставили на вертолете. Астронавтам пришлось пройти 18-дневный карантин, причиной которого стало предположение о существовании небезопасных для людей лунных организмов. Карантин завершился 11 августа 1969 года. С этого дня астронавты не раз становились участниками торжественных встреч в различных городах США.

Смотрите также:

Раскрыты данные подготовки советского полета на Луну

+ A —

Специалисты впервые показали документ 1965 года

Уникальный исторический документ, раскрывающий особенности советской концепции полета на Луну, обнародовали в пятницу, 15 октября, в «Российских космических системах». Речь идет о ракете-носителе Н1 и лунном орбитальном корабле с экипажем из трех человек.

Этот документ был подготовлен 56 лет назад инженерами научно-исследовательского института 885 (НИИ-885, сегодня – «Российские космические системы»). Он содержит подробную информацию о формировании принципов автономной радиоэлектронной системы управления, которая должна была обеспечить запуск на Луну пилотируемой системы.

Проект так и не был реализован. Тем не менее, документ имеет историческое значение, а также представляет интерес с точки зрения понимания подходов к созданию новой технологии межпланетного перелета.

Сначала предполагалось вывести систему, состоящую из ракеты-носителя Н1, лунного орбитального корабля (ЛОК) и лунной спускаемой кабины (ЛК) на начальную орбиту вокруг Земли. Над Землей эта конструкция пролетала бы на высоте 200 километров. После планировалось разогнать ее и вывести на траекторию полета от Земли к Луне.

На подлете к Луне, согласно плану, лунный корабль должен был притормозить для перехода на селеноцентрическую орбиту высотой 150 км, после чего стал бы возможен спуск с него лунной кабины и ее мягкая посадка на поверхности Луны.

Лунную кабину после выполнения всех заданий планировалось поднять на лунный орбитальный корабль, разогнаться и выйти на траекторию полета от Луны к Земле. Спуск на нашу планету должен был быть управляемым.

Увы, все четыре испытательных запуска Н-1 с макетом лунного орбитального корабля были неудачными на этапе работы первой ступени и ракетостроители  прекратили ее испытания.

«Мы в компании с большим уважением и интересом относимся к истории отрасли и тому бесценному инженерно-техническому наследию, которое хранится в наших архивах, – прокомментировал заместитель генерального директора РКС по стратегическому развитию и инновациям Евгений Нестеров, –  Документ, который мы публикуем сегодня, – это классический пример того, как скрупулезно ведется работа по созданию технологии, которую до этого никто не делал. Этот исторический опыт помогает молодым разработчикам понять, как создавать совершенно новое». 

В настоящее время ряд стран, в том числе Россия, Китай и США, имеют свои программы по освоению Луны. Интерес человечества к спутнику Земли связан прежде всего с тем, что там обнаружены уникальные районы, обладающие благоприятными условиями для возможного строительства лунных баз. В России реализация лунной программы будет проходить в несколько этапов до 2040 года.

55 лет со дня запуска АМС «Луна-10»

Схема выхода АМС «Луна-10» на орбиту искусственного спутника Луны. 16.04.1966 г. РГАНТД. Арх. № 1-20103

Траектории полетов к планетам и Луне

При этом следует принять во внимание, что низкорасположенные околоземные орбиты более выгодны для полетов на Луну и планеты, чем высокорасположенные. В случае перехода космического летательного аппарата с околоземной орбиты на траекторию полета к Меркурию суммарная скорость постоянно возрастает с высотой. При минимальной же скорости полета на Луну, порядка второй космической скорости, такое явление имеет место лишь до определенной величины  [c.226]

ТРАЕКТОРИИ ПОЛЕТА К ЛУНЕ И ПЛАНЕТАМ 83  [c.83]

РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ ЭНЕРГИЯ . Ракета носи тель Энергия (рис. 15) предназначена для выведения космических аппаратов на низкие, а с использованием разгонных блоков на средние, высокие эллиптические и круговые орбиты (в том числе на солнечно-синхронные и стационарные), а также на траектории полета к Луне и планетам Солнечной системы.  [c.49]

При полете станции в поле лунного тяготения ее траектория отклонилась в сторону Луны, а скорость несколько увеличилась. На расстоянии 1 000 000 км от центра Земли станция вышла из сферы действия гравитационного поля Земли, и ее дальнейшее движение стало определяться полем тяготения Солнца советская станция Луна-1 стала спутником Солнца — первой в мире искусственной планетой солнечной системы. Период обращения ее вокруг Солнца составляет 450 суток. Наклонение ее орбиты к плоскости эклиптики равно 1°, эксцентриситет орбиты определился равным 0,148, минимальное расстояние орбиты от центра Солнца  [c.429]

При полетах к Луне и планетам движение на геоцентрическом участке траектории близко к параболическому. Исследование используемой при работе коррекции матрицы производных в предположении, что движение происходит по параболической траектории, показывает, что матрица вырождается, если коррекционная точка находится в перигее орбиты. В этом случае эффективным направлением для коррекции оказывается  [c.308]

Вот почему в космонавтике всегда стараются по возможности избегать вертикальных траекторий и траекторий, у которых начальная скорость пассивного участка (т. е. конечная скорость участка разгона) круто наклонена к горизонту, и предпочитают этим траекториям те, которые начинаются если не совсем горизонтально, то все-таки достаточно полого, т. е. траектории, подобные показанным на рис. 17. Для космонавтики это очень важное обстоятельство, так как при нынешнем уровне развития ракетной техники потерями скорости никак нельзя пренебрегать. Если при запуске искусственных спутников Земли всегда возможен (и необходим) пологий разгон, то при полете к Луне и планетам дело обстоит гораздо сложнее и приходится прибегать к довольно сложному маневрированию, а именно к старту с промежуточной околоземной орбиты. С этим методом мы познакомимся в третьей и четвертой частях книги.  [c.76]

Полеты к Луне и планетам потребовали решения ряда сложных научных и технических проблем. Было необходимо создать не только новые летательные аппараты, но и совершенные методы расчета и управления для столь протяженных траекторий перелета. Большая работа была выполнена по уточнению теории движения некоторых небесных тел и их гравитационных полей. Наиболее детально задача полета к Луне и планетам исследована в работах [22, 23, 29, 35, 38, 55],  [c.249]

Запуски первых трех автоматических межпланетных станций (АМС) к Луне производились каждый раз в то время, когда Луна находилась вблизи южного участка своей орбиты. Запущенные непосредственно с Земли станции постепенно набирали скорость до второй космической с последующим переходом к пассивному полету к цели без использования промежуточной орбиты спутника Земли и без коррекции траектории перелета. В дальнейшем советские космические аппараты запускались к Луне и планетам уже с применением промежуточной орбиты ИСЗ, что обеспечивало существенный энергетический выигрыш и расширяло временные интервалы запуска к Луне.  [c.17]

В этой главе результаты, полученные в предыдущих разделах, будут использованы для решения задач, возникающих при движении космических кораблей между планетами Солнечной системы. Сначала мы рассмотрим траектории полета в пространстве между Землей и Луной, а затем перейдем к межпланетным полетам.  [c.381]

ТРАЕКТОРИИ ПОЛЕТА КА К ЛУНЕ И ПЛАНЕТАМ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ  [c.83]

Рассматриваются вопросы, связанные с теорией притяжения, классической задачей двух тел и ее применением к исследованию проблем прикладной баллистики и оптимальных перелетов между орбитами различных типов. Обсуждаются методы расчета траекторий полета к Луне и планетам Солнечнохг системы. Излагается теория точек либрации. Большое внимание уделяется возму-ш енному движению и его применению для оценки времени суш ествования спутника, эволюции орбиты спутника под дехтствием нецентрального поля притяжения и внешнего возмуш аюш его тела.  [c.2]

Филиалом ОКБ-1 в 1965 г. была проведена модернизация ракеты-носителя Молния . Основные изменения заключались в повышении характеристик системы управления и повышении энергетики ДУ центрального блока. Первый пуск модернизированной ракеты-носителя 8К78М был проведен в 1965 г. с космическим аппаратом Луна-7 . Первый космический аппарат, совершивший мягкую посадку на поверхность Луны Луна-9 был запущен 31 января 1966 года. Были получены первые фотографии поверхности Луны. Впоследствии исследования Луны и других планет с помощью ракеты-носителя 8К78М были продолжены. В период с 1966 по 1972 гг. на траекторию полета к Венере было запущено  [c.41]

Наряду с удачным выбором корректируемых параметров большое значение для исследования коррекционных свойств межпланетных орбит имеет простота аналитических выражений для изохронных производных параметров движения вдоль траектории. Очень простые выражения для изохронных производных были получены В. И. Чарным (1965) в результате изучения свойств линеаризованной системы уравнений возмуш ен-ного движения в рамках задачи двух тел. Эти исследования были продолжены В. Г. Хорошавцевым (1965), рассмотревшим задачу о расчете изохронных производных параметров движения искусственного спутника для случая больших промежутков времени движения, когда траектория разбивается на участки, а также В. Н. Кубасовым (1966), получившим аналитическую зависимость величины указанных производных от времени полета. Полученные аналитические выражения для изохронных производных позволили значительно упростить анализ характеристик коррекций при полетах к Луне и планетам.  [c.306]

Плоскость оптимальной коррекции в данном случае есть плоскость, перпендикулярная к оси пучка. Эллипс влияния есть окружность, радиус которой равен времени, оставшемуся до попадания в картинную плоскость. Таким образом, вне зависимости от величин и взаимного расположения скоростей планеты и космического аппарата эффективность коррекции в конце траектории определяется временем, оставшимся до сближения с планетой. Иными словами, эффективность коррекции одинакова при полете к Луне и планетам Солнечной системы, если коррекция производится за одинаковое время до попадания в картинную плоскость. Другим выводом является возможность установки нужного направления двигателя для коррекции вблизи планеты путем вращения аппарата вокруг направления на планету. В работе приводятся простые соотношения, определяющие характеристики коррекции на припланетном участке полета.  [c.309]

Общие требования к системам коррекции межпланетных траекторий рассматриваются в работе А. А. Дашкова (1966). В этой работе на основе анализа свойств траекторий определяются основные требования к точности выполнения коррекции при полете к Марсу, Венере и Луне, а также обсуждаются некоторые возможные схемы ориентации космического аппарата при коррекции. Один из интереснейших методов ориентации космического аппарата вблизи планеты, пригодный для целей коррекции, описан в работе А. А. Дашкова и В. В. Ивашкина  [c. 313]

В книге в доступной форме, без применения сложного математического аппарата, но вместе с тем вполне строго излагаются основы космодинамики — науки о движении космических летательных аппаратов. В первой части рассматриваются общие вопросы, двигательные системы для космических полетов, пассивный и активный полеты > поле тяготения. Следующие части посвящены последовательно околоземным полетам, полетам к Луне, к телам Солнечной системы (к планетам, их спутникам, астероидам, кометам) и за пределы планетной системы. Особо рассматриваются проблемы пилотируемых орбитальных станций и космических кораблей. Дается представление о методах исследования и проектирования космических траекторий и различных операций встречи на орбитах, посадки, маневры в атмосферах, в гравитационных полях планет (многопланетные полеты и т. п.), полеты с малой тягой и солнечным парусом и т. д. Приводятся элементарные формулы, позволяющие читателю самостоятельно оценить начальные массы ракет-носителей и аппаратов, стартующих с околоземной орбиты, определить благоприятные сезоны для межпланетных полетов и др. Книга содержит большой справочный числовой и исторический материал.  [c.2]

Как мы увидим в последующих главах, пролетные траектории при межпланетных полетах еще более разнообразны, чем при лунных. Мощные поля тяготения планет юпитерианской группы могут быть эффективно использованы для разгона космических аппаратов до гиперболической гелиоцентрической скорости (что может ускорить полет к более удаленным планетам) и для отбрасывания их к центру Солнечной системы. Мы будем говорить о многопланетной траектории (и соответственно о многопланетном перелете) в том случае, когда траектория проходит через сферы действия по крайней мере двух планет, не считая планеты старта.  [c.325]

Существенную экономию топлива можно дo tичь путем использования орбит ожидания у планет назначения в качестве своеобразных складов . Хорошо известная аналогия описанной процедуры — это создание промежуточных баз при походе на Южный полюс или прн подъеме на Эверест, на которых сохраняются запасы продовольствия и топлива для обратного путешествия или спуска очевидно, что в конечном счете этот прием обеспечит сбережение энергии. В литературе но астронавтике существует много работ по указанному использованию орбит ожидания при полетах к Луне или планетам в проекте Аполлон эта методика широко использовалась на стадии спуска на поверхность Луны. Ниже мы рассмотрим описанный метод на простом примере полета с поверхности планеты Рх на поверхность планеты Р и обратно на поверхность планеты Рг. В первом случае полет осуществляется одним кораблем с использованием орбит ожидания вокруг планет P и Яг только для целей проверки ( процедура Ь) во втором случае две орбиты ожидания используются для сбережения баков с топливом ( процедура 2 ). Фазы полета схематически показаны на рнс. 12.8 здесь 5 —Солнце. Обратный полет показан пунктиром следует помнить, что, хотя обратная траектория показана на схеме как зеркальное отображение прямой орбиты перелета, на самом деле необходимо конечное время ожидания вблизи Я.,, прежде чем наступит момент отлета назад. Орбиты планет Р и предполагаются круговыми и компланарными. Размеры круговых орбит ожидания для ясности весьма сильно преувеличены. Ниже, в табл. 12.5, перечислены этапы действия согласно процедуре 1.  [c.407]

Параболические орбиты и движение по ним небесных тел широко изучаются в небесной механике, так как многие кометы движутся по орбитам, близким к параболическим. При космических полетах параболические орбиты практически ие встречаются, а движение КА происходит либо по эллиптическим орбитам (когда аппарат находится в поле тяготения центрального тела — Солнца, Земли, планеты), либо по гиперболическим орбитам (по отношению к основному притягивающему телу) — при межпланетных перелетах. Тем ие меиее изучение параболического движения имеет важное значение, поскольку оно является предельным случаем невозмущенного движения КА. Кроме того, интерес к данному типу орбит связан с исследованием н реализацией траекторий полетов КА к Луне, а также с обеспечением безопасной посадки возвращаемых на Землю аппаратов, обладающих при входе в атмосферу Земли околопараболически-ми скоростями.  [c.74]

Космос: Наука и техника: Lenta.ru

«Российские космические системы» рассекретили документ о плане полета советского пилотируемого корабля на Луну. Об этом пишут «Известия».

Технический отчет 1965 года, полученный изданием, содержит информацию о формировании принципов автономной радиоэлектронной системы управления, которая должна была обеспечить запуск на Луну пилотируемого корабля с экипажем из трех человек. Из него следует, что основными полетными инструментами должны были быть автономные системы. В частности, система управления лунного орбитального корабля должна была самостоятельно, без подсказок с Земли обследовать район приземления и выбрать место для посадки.

Материалы по теме

00:02 — 2 января 2019

Уходят с орбиты

Россия надеется на космическое наследие СССР. Американцы уже на шаг впереди

00:01 — 9 января

Космический рывок

Посадка на Луну, полет на Марс и новые ракеты: почему 2021 год войдет в историю космонавтики?

Также документ содержит подробную схему полета с возвращением на Землю. По плану, на обратном пути планировался взлет корабля с поверхности Луны, выведение его на орбиту сближения с лунным орбитальным кораблем, причаливание с последующим выходом на траекторию полета Луна–Земля и управляемым спуском на поверхность Земли.

15 сентября стало известно, что Россия остановила техническое проектирование сверхтяжелой ракеты для полетов на Луну. Как сообщил гендиректор самарского Ракетно-космического центра (РКЦ) «Прогресс» Дмитрий Баранов, работы по «Элементам СТК», которые предполагали разработку ключевых элементов и технологий создания космического ракетного комплекса сверхтяжелого класса, на данный момент прекращены. Техническое проектирование ракеты для полетов на Луну планировалось завершить в октябре 2021 года.

В августе «Роскосмос» перенес запуск миссии «Луна-25» на май 2022 года. Такое решение связано с недостатком времени на подготовку элементов программы.

В 2019 году американский журнал Air & Space назвал причины провала советской программы лунных пилотируемых полетов. Основным фактором эксперты издания отметили фактическое трехгодичное отставание СССР от США в разработке проекта полета к спутнику Земли. Вашингтон анонсировал свою лунную программу в мае 1961 года, тогда как Москва приступила к реальной практической реализации аналогичного проекта лишь в августе 1964 года, что в свою очередь было спровоцировано первым орбитальным полетом макета американского корабля Apollo, состоявшимся в мае того же года.

В период с 1969-го по 1972 год было проведено четыре пуска создаваемой в рамках советской лунной ракеты Н-1, рассчитанной на выведение на низкую околоземную орбиту до 90 тонн полезной нагрузки, и все они оказались неудачными. Проблемы возникали из-за неотлаженной одновременной работы 30 двигателей НК-15, устанавливаемых на первую ступень носителя.

4 главных ключа к пониманию фаз Луны | Фазы Луны

Лунный календарь EarthSky показывает фазы Луны для каждые дня в 2021 году. Закажите свой, пока они не ушли!

Почему кажется, что луна меняет форму каждую ночь?

Почему кажется, что луна меняет форму каждую ночь? Это потому, что Луна — это мир в космосе, как и Земля.Как и Земля, Луна всегда наполовину освещена солнцем; Круглый шар Луны имеет дневную и ночную стороны. И, как и Земля, Луна всегда движется в космосе. Если смотреть с нашей земной точки зрения, когда Луна обращается вокруг Земли один раз в месяц, мы видим различные доли ее дневной и ночной сторон: меняющиеся фазы Луны. Как понять фазы луны? Вот четыре вещи, которые следует запомнить.

1. Когда вы видите луну, подумайте о местонахождении солнца

2.Луна встает на востоке и заходит на западе каждый день

3. Луне требуется около месяца (одна луна ) для обращения вокруг Земли

4. Орбитальное движение Луны направлено на восток

1. Когда вы видите луну, подумайте о местонахождении солнца. В конце концов, именно солнце освещает и создает дневную сторону Луны.

Фазы Луны зависят от того, где находится Луна относительно Солнца в космосе.Например, вы видите, какая фаза луны показана на первом рисунке выше? Ответ таков: сейчас полная луна. Луна, Земля и Солнце выровнены с Землей посередине. Полностью освещенная половина Луны — ее дневная сторона — обращена к ночной стороне Земли. Так всегда бывает в ночь полнолуния.

Не верьте нам на слово. Выходи на улицу. Независимо от того, какую фазу луны вы видите на своем небе, думайте о том, где находится солнце . Это поможет вам начать понимать, почему луна, которую вы видите, находится в этой конкретной фазе.

2. Луна восходит на востоке и заходит на западе каждый день. Должен. Восход и заход всех небесных объектов происходят из-за непрерывного ежедневного вращения Земли под небом.

Просто знайте, что когда вы видите тонкий полумесяц на западе после захода солнца, это не восходящая луна. Вместо этого это заходящая луна.

Но в то же время…

3. Луне требуется около месяца (одна луны ), чтобы вращаться вокруг Земли. Хотя Луна каждый день восходит на востоке и заходит на западе (из-за вращения Земли), она также движется по небесному куполу каждый день из-за своего собственного движения по орбите вокруг Земли.

Это более медленное и менее заметное движение Луны. Это движение перед неподвижными звездами. Если вы однажды вечером просто взглянете на Луну — и снова увидите ее через несколько часов, — вы заметите, что она сместилась на запад.Это движение на запад вызвано вращением Земли.

Собственное орбитальное движение Луны можно обнаружить и в течение одной ночи. Но вы должны внимательно наблюдать за Луной в отношении звезд в ее окрестностях в течение нескольких часов.

Орбитальное движение Луны на восток легче всего заметить от одного дня (или ночи) к следующему. Как будто луна движется внутри круга в 360 градусов. Орбита Луны перемещает ее вокруг земного неба один раз в месяц, потому что Луне требуется около месяца, чтобы вращаться вокруг Земли.

Итак, Луна перемещается — относительно неподвижных звезд — примерно на 12-13 градусов каждый день.

4. Луна движется по орбите на восток. Каждый день, когда Луна перемещается еще на 12–13 градусов к востоку на небесном куполе, Земля должна вращаться немного дольше, чтобы привести вас туда, где Луна находится в космосе.

Таким образом, Луна восходит в среднем примерно на 50 минут позже каждый день.

Более поздние и более поздние времена восхода луны заставляют наш мир-компаньон появляться в разных частях неба с каждым наступлением темноты в течение двух недель между новолунием и полнолунием.

Затем, в течение двух недель после полнолуния, вы обнаружите, что луна поднимается все позже и позже ночью.

Более подробную информацию об отдельных фазах луны можно найти по ссылкам ниже. Перейдите по ссылкам, чтобы узнать больше о различных фазах луны.

Новолуние
Растущая Луна
Первая четверть
Растущая Луна
Полнолуние
Убывающая Луна
Последняя четверть
Убывающая Луна

Плюс, вот названия всех полнолуний.

Наконец, вот даты и время лунных фаз 2021 года.

Итог: Луна — это такой же мир в космосе, как и Земля. Половина его всегда освещена солнцем. Когда Луна вращается вокруг Земли, мы на поверхности Земли видим различные части ее освещенного лица или дневной стороны. Это меняющиеся фазы луны. Вот четыре совета по пониманию фаз Луны.

Дебора Берд

Об авторе:

Дебора Берд создала серию радиостанций EarthSky в 1991 году и основала EarthSky.org в 1994 году. Сегодня она является главным редактором этого сайта. Она выиграла целую плеяду наград от радиовещательного и научного сообществ, в том числе за создание астероида 3505 Берд в ее честь. Бэрд, научный коммуникатор и педагог с 1976 года, верит в науку как в силу добра в мире и жизненно важный инструмент в 21 веке. «Быть ​​редактором EarthSky — все равно что устраивать большую глобальную вечеринку для крутых любителей природы», — говорит она.

Орбита и фазы Луны

Введение

«Фаза» означает к тому, что луна показывает разные количество освещенных полушарий, если смотреть с Земли во время ее орбита вокруг Земли.

«Цикл» означает повторение этих фаз, а также циклов. затмений. Мы рассмотрим это здесь.

Понимание наблюдаемых фаз Луны требует понимания как свет и тень работают по отношению к солнечному свету и орбита Луны и Земли вокруг Солнца.

Суеверие: Иногда считается, что когда луна яркая и полная, люди ведут себя безумно. Фактически не существует статистических научных данных. доказательства, подтверждающие это.Это миф.

Также: обратите внимание, что нет монстров, пожирающих солнце, как вы могли бы вам сказали, если вы слушали профессора в 2000 году до нашей эры.

Одна вещь об изучении фаз Луны: она начинает решать в частности, как то, что мы видим, наблюдается в астрономии имеет очень четкое научное объяснение.

Движение Луны

1. Он движется на восток на фоне звезд.
2. Он показывает одно и то же лицо к Земле во всех фазах.

Учитывая эти факты, можете ли вы сделать вывод, вращается ли Луна вокруг своей оси? (рисунок 3-2)

Другие ключевые моменты:

Расстояние от Земли до Луны примерно в 60 раз больше, чем на Земле. радиус, около 384 000 км.

Идет ли Луна по небу по тому же пути, что и Солнце?

Луна в целом следует по тому же пути, но с некоторыми важными отличиями. Орбита Луны наклонена на 5,1 ° относительно эклиптики.Итак, Луна может появиться где угодно в полосе, простирающейся на 5,1 ° к северу (вверху) и югу (внизу) от эклиптики.

Каждый месяц Луна дважды пересекает эклиптику на противоположных сторонах Земли. Эти пересечения называются узлами орбиты Луны.

Узловые точки также блуждают по эклиптике. Воображаемая линия, соединяющая узлы через центр Земли, вращается вокруг планеты каждые 18,6 лет. Когда Луна лежит в узле, Земля, Солнце и Луна лежат в одной плоскости.Редко узлы выстраиваются точно, но когда это происходит — и если Луна оказывается в новой или полной фазе — происходят полные солнечные или лунные затмения. Однако из-за наклона на 5,1 ° затмения случаются не каждый месяц. 18,6-летний период называется циклом Сароса, и он используется для определения периодического повторения затмений.

Одним из результатов наклона орбиты Луны является то, что, когда орбита Луны ориентирована так, что она проходит дальше к северу от эклиптики в Близнецах, что является самой северной точкой эклиптики, Луна стоит в небе намного выше, чем обычно.На противоположной стороне неба во время того же лунного цикла — примерно 29,5 дней — Луна находится дальше всего к югу от эклиптики; в этих случаях Луна кажется самой низкой в ​​небе. Такие крайности отражаются также в точках восхода и захода Луны, которые затем происходят дальше на север и юг, чем обычно.

Точки восхода и захода Луны колеблются между крайними точками, но не в течение годового цикла, как у Солнца. Вместо этого Луна выполняет этот цикл каждый месяц (наложенный на медленный 18.С 6-летним циклом) и с размахом относительно Солнца, который может достигать плюс-минус 5,1 °. Когда линия узлов совпадает с солнцестоянием, наклон орбиты Луны заставляет Луну проходить на 5,1 ° выше или ниже эклиптики в северных и южных крайних точках узлов.

Такая конфигурация, именуемая «Большой лунный застой», происходит в этом году. Склонение Луны варьируется в самом широком диапазоне: от 28,8 ° выше и ниже небесного экватора. Точки подъема и заката находятся на этих экстремумах в течение ряда месяцев.В течение следующих нескольких лет точки восхода и захода Луны будут отклоняться в сторону, совпадая с положением Солнца. Эти точки восхода и захода Луны будут равны точкам Солнца, когда линия узлов лунной орбиты выровняется с точками равноденствия. — МАРТИН РАТКЛИФФ, БЫВШИЙ ПРЕЗИДЕНТ МЕЖДУНАРОДНОГО ПЛАНЕТАРНОГО ОБЩЕСТВА

Орбита Луны

С незапамятных времен люди смотрели на Луну с трепетом и удивлением. Пока на этой планете существует жизнь, Луна вращается вокруг нее.Со временем ученые и астрономы начали регулярно наблюдать за ним и вычислять его орбиту. При этом они узнали довольно интересные вещи о его поведении.

Например, у Луны период обращения такой же, как и у Луны. По сути, он приливно привязан к Земле, а это означает, что он всегда представляет нам одно и то же лицо, когда вращается вокруг нашей планеты. И во время своего движения по орбите он также кажется больше и меньше в небе, потому что иногда он находится ближе, чем в другое время.

Параметры орбиты:

Во-первых, Луна следует по эллиптической траектории вокруг Земли со средним эксцентриситетом 0,0549, что означает, что ее орбита не является идеально круговой. Его среднее орбитальное расстояние составляет 384 748 км, что составляет от 364 397 км в ближайшем к нему месте до 406 731 км в самом дальнем.

Эта некруглая орбита вызывает изменения угловой скорости и видимого размера Луны по мере того, как она движется к наблюдателю на Земле и удаляется от него. Когда Луна полная и находится в ближайшей к Земле точке (перигей), Луна может выглядеть более чем на 10% больше и на 30% ярче, чем когда она находится в более удаленной точке своей орбиты (апогее).

Среднее наклонение орбиты Луны к плоскости эклиптики (т. Е. Видимый путь Солнца по небу) составляет 5,145 °. Из-за этого наклона Луна находится над горизонтом на Северном и Южном полюсах почти две недели каждый месяц, хотя Солнце находится за горизонтом шесть месяцев в году.

Сидерический орбитальный период и период вращения Луны совпадают — 27,3 дня. Это явление, известное как синхронное вращение, позволяет одному и тому же полушарию все время быть обращенным к Земле. Вот почему обратная сторона в просторечии называется «Темной стороной», но это название вводит в заблуждение. Когда Луна вращается вокруг Земли, разные ее части находятся в солнечном свете или в темноте в разное время, и ни одна из сторон не является постоянно темной или освещенной.

Поскольку Земля тоже движется — вращается вокруг своей оси по орбите вокруг Солнца, — кажется, что Луна обращается вокруг нас каждые 29. 53 дн. Это известно как синодический период, то есть время, необходимое для того, чтобы Луна снова появилась в одном и том же месте на небе. В течение синодического периода Луна претерпевает изменения своего внешнего вида, которые известны как «фазы».

Лунный цикл:

Эти изменения внешнего вида связаны с тем, что Луна получает большее или меньшее освещение (с нашей точки зрения). Полный цикл этих фаз известен как лунный цикл, который сводится к орбите Луны вокруг Земли и нашей общей орбите вокруг Солнца.Когда Солнце, Луна и Земля идеально выровнены, угол между Солнцем и Луной составляет 0 градусов.

В этот момент сторона Луны, обращенная к Солнцу, полностью освещена, а сторона, обращенная к Земле, окутана тьмой. Мы называем это Новолунием. После этого фаза Луны меняется, потому что угол между Луной и Солнцем увеличивается с нашей точки зрения. Через неделю после новолуния Луна и Солнце разделены на 90 градусов, что влияет на то, что мы увидим.

А затем, когда Луна и Солнце находятся на противоположных сторонах Земли, они повернуты на 180 градусов, что соответствует полнолунию. Период, в течение которого Луна переходит от новолуния к полнолунию и обратно, также известен как «лунный месяц». Один из них длится 28 дней и включает в себя так называемые «прибывающие» и «убывающие» Луны. В первый период Луна становится ярче, а ее угол относительно Солнца и Земли увеличивается.

Когда Луна находится между Землей и Солнцем, сторона Луны, обращенная от Земли, полностью освещена, а та сторона, которую мы видим, окутана тьмой.Когда Луна вращается вокруг Земли, угол между Луной и Солнцем увеличивается. На данный момент угол между Луной и Солнцем составляет 0 градусов, который постепенно увеличивается в течение следующих двух недель. Это то, что астрономы называют растущей луной.

После первой недели угол между Луной и Солнцем составляет 90 градусов и продолжает увеличиваться до 180 градусов, когда Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах Земли. Когда Луна снова начинает уменьшать свой угол, возвращаясь с 180 градусов до 0 градусов, астрономы говорят, что это убывающая Луна.Другими словами, когда Луна убывает, она будет все меньше и меньше освещаться каждую ночь, пока не наступит Новолуние.

Когда Луна уже не полная, но еще не достигла четверти Луны, то есть когда она наполовину освещена с нашей точки зрения, мы говорим, что это Убывающая Луна. Это полная противоположность Растущей Луны, когда Луна становится ярче от Новолуния до Полнолуния.

За ней следует Луна в третьей (или последней четверти). В течение этого периода будет освещено 50% диска Луны (левая сторона в северном полушарии и правая в южном), что противоположно тому, как это было бы в первой четверти.Эти фазы часто называют «полумесяцем», поскольку в это время светится половина диска.

Наконец, убывающий полумесяц — это когда Луна появляется как полоска в ночном небе, где 49–1% одной стороны освещается после полнолуния (опять же, слева в северном полушарии, справа в южном). Это противоположность Восходящего Полумесяца, когда 1-49% другой ширины освещается до того, как достигает Полнолуния.

Будущее орбиты Луны:

В настоящее время Луна медленно удаляется от Земли со скоростью примерно 1-2 см в год. Это напрямую связано с тем фактом, что здесь, на Земле, день становится длиннее — со скоростью 1/500 секунды каждое столетие. Фактически, астрономы подсчитали, что примерно 620 миллионов лет назад день длился всего 21 час, а Луна находилась на 6 200–12 400 км ближе.

Теперь дни длятся 24 часа и становятся все длиннее, а Луна уже находится на среднем расстоянии 384 400 км. В конце концов, Земля и Луна будут связаны друг с другом приливно-отливной связью, поэтому одна и та же сторона Земли всегда будет обращена к Луне, точно так же, как одна и та же сторона Луны всегда будет обращена к Земле одной и той же стороной.Но этого не произойдет через миллиарды лет.

Пока люди смотрели в ночное небо, Луна была частью нашего мира. И за примерно 4,5 миллиарда лет, пока он был нашим единственным естественным спутником, отношения между ним и нашей планетой изменились. Со временем оно будет меняться; но для нас это все равно будет Луна .

Мы написали много статей о Луне для «Вселенной сегодня». Вот интересные факты о Луне, что такое Луна?, Является ли Луна планетой? Каков диаметр Луны? Каково расстояние до Луны? И Обращается ли Луна по орбите вокруг Солнца ?.

Если вам нужна дополнительная информация о Луне, ознакомьтесь с руководством НАСА по исследованию солнечной системы на Луне, а здесь есть ссылка на страницу НАСА по лунным и планетарным наукам.

Мы также записали эпизод Astronomy Cast, посвященный Луне. Слушайте, Серия 113: Луна, часть 1.

Источники:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Карта мира лунного света

На карте ниже показано, где Луна видна с Земли, в зависимости от погодных условий и фаз Луны.

UTC время = четверг, 28 октября 2021 г., 01:02:00.

Перейти: -4 недели | -1 день | -12 часов | -6 часов | -1 час | -10 минут | Сейчас | +10 минут | +1 час | +6 часов | +12 часов | +1 день | +4 недели

Мартовское равноденствие | Июньское солнцестояние | Сентябрьское равноденствие | Декабрьское солнцестояние

= положение Солнца прямо над головой (в зените) по отношению к наблюдателю.

= Положение Луны в зените по отношению к наблюдателю (фаза Луны не показана).

Просмотр дневной и ночной карты

Фаза луны

Доля освещенной луны: 58%

Положение Луны: подлунная точка

В четверг, 28 октября 2021 года, 01:02:00 UTC Луна находится в зените at

В настоящее время путевая скорость составляет 405.83 метра / сек, 1461,0 км / час, 907,8 миль / час или 788,9 морских миль / час (узлов). В таблице ниже показано положение Луны по сравнению с указанными выше временем и датой:

Время	Разница долготы			Разница широты			Всего
Позже	Градусы	Направление	Расстояние	Направление	Расстояние
1 минута	0 ° 14 ’29. 3 «	24,35 км	Запад	0 ° 00 ‘04,2″	0,13 км	Юг	24,35 км
1 час	14 ° 29′ 18,1 «	0 ° 04 ‘15,7 «	7,87 км	Юг	1460,71 км
24 часа	12 ° 11′ 56,5″	1229,70 км	Восток	2 ° 16 ‘35,850	2 ° 16′ 35,850 км	Южный	1266.13 км

Места с Луной около зенита

В следующей таблице показаны 10 мест с Луной около зенита на небе.

Вот что на самом деле произойдет, если мы изменим орбиту Луны

В Техасе она всегда больше . В данном случае «больше» — это мысль мозга галактики: чтобы разрешить климатический кризис, , почему бы нам просто не переместить Луну на ?

Конечно, это звучит как гипотетический бар, созданный после трех чаев со льдом на Лонг-Айленде или чего-то, что может задать ребенок, но это реальный вопрос, заданный республиканцем U. Конгрессмен Луи Гомерт из Техаса — помощнику заместителя руководителя Национальной лесной системы Дженнифер Эберлейн на заседании комитета палаты представителей по природным ресурсам на этой неделе.

Спойлер: это не лучшая идея. Поскольку мы любим сложные задачи, Inverse спросил реальных ученых:

• Если есть какие-либо основания полагать, что перемещение Луны может решить климатический кризис
• Что на самом деле произойдет, если мы переместим Луну

Их ответы варьировались от нет от до , зачем вам делать это от до , вот что произойдет, но вам это не понравится .

Предыстория — Вот что Гомерт сказал точно во вторник:

«Я понимаю из того, что было засвидетельствовано Лесной службой и BLM [Бюро землеустройства], вы очень хотите работать над проблемой изменения климата .

Меня проинформировал бывший директор НАСА, что они обнаружили, что орбита Луны слегка меняется, как и орбита Земли вокруг Солнца. И мы знаем, что наблюдалась значительная активность вспышек на Солнце.Итак, может ли Национальная лесная служба или BLM что-нибудь сделать, чтобы изменить курс орбиты Луны или орбиты Земли вокруг Солнца? Очевидно, это окажет серьезное влияние на наш климат.

Может ли Национальная лесная служба или BLM что-нибудь сделать, чтобы изменить курс орбиты Луны или орбиты Земли вокруг Солнца? Очевидно, они окажут серьезное влияние на наш климат ».

Если вы предпочитаете слушать, то вот:

Что произойдет, если мы переместим Луну?

Inverse спросил Фреда Адамса, профессора физики Мичиганского университета, о его мнении.Адамс является соавтором статьи 2001 года в Astrophysics and Space Science о движении Земли по орбите вокруг Солнца и о том, может ли это помочь человечеству продержаться дольше.

В статье рассматривается сложная проблема N-тел, включающая использование больших астероидов и гравитационного влияния Юпитера и Сатурна, чтобы вывести Землю на новую орбиту, где она сможет получить необходимое количество солнечного света в течение огромных временных масштабов. Это мысленный эксперимент, изложенный на бумаге.

Математика работает, но часть «изменение климата в нужное время» — нет.

«Работа, которую мы проделали … разыгрывается во временных масштабах в миллиарды лет, тогда как изменение климата, с которым мы сталкиваемся сейчас, разыгрывается через десятки лет», — объясняет Адамс. «Сравните« 10 »с« 1 000 000 000 »».

« Мое мнение таково: действия по подавлению избирателей, происходящие в Техасе, — гораздо более масштабная и важная история, чем все, что Луи Гомерт может сказать об изменении климата», — Адамс говорит.

Так что это не сработает.

Конечно, мы можем это сделать, правда? Shutterstock

Пол Бирн, ученый-планетолог из Университета штата Северная Каролина, разделяет схожие настроения.

• Да, технически мы можем переместить Луну.
• Нет, движение Луны нас не спасет.
• Вообще-то было бы очень плохо.

«Короткий ответ: вы можете делать все, что захотите», — говорит Бирн Inverse . «Единственным ограничением является энергия, которая функционально означает деньги, и, вероятно, человечество недостаточно денег, когда-либо производимых для производства энергии, необходимой для перемещения Луны на сколько-нибудь значимое количество».

«Но вы могли бы сделать это так же, как я, вероятно, мог бы быть бодибилдером», — добавляет он.«Но я буду? Нет.» (Не отказывайтесь так легко от своей мечты!)

«Короткий ответ: вы можете делать все, что захотите».

Бирн проведет нас через несколько сценариев, которые могут конкретно подтолкнуть Луну. В него можно было, например, разбить большие предметы. Мы также могли бы воспользоваться преимуществами пролетов крупных объектов, таких как астероиды, и использовать их как своего рода столб баржи, чтобы подтолкнуть Луну. И последнее, но не менее важное: мы можем (акцент на может ) закрепить на нем ракетные двигатели.

Но, даже если мы рассмотрим любую из этих гипотез, Бирн говорит, что гравитационное взаимодействие между Землей и Луной сделало бы очень трудным увидеть какие-либо ощутимые результаты. Мы также можем случайно уничтожить Луну, если бросим в нее что-нибудь. (И если вы читали Seveneves, , вы знаете, что это плохо.) Перемещение Луны также может ухудшить сейсмическую активность на Земле, если ее приблизить.

Хорошо, так что нам, вероятно, не стоит этого делать.Но что, если бы мы сделали …

НАСА / Седьмой круг ада

Может ли движение Луны решить проблему изменения климата?

Маттео Чериотти, преподаватель космической инженерии в Университете Глазго, несколько раз провел математические вычисления. Он даже писал об этом в 2019 году. И он не уверен, что климатические последствия будут заметны.

Во-первых, он смотрит на приливы и отливы, одно из наиболее явных взаимодействий между Землей и Луной.

«Приливы не имеют прямого воздействия на климат, но они влияют на жизнь животных, которые зависят от приливов, и в очень долгосрочной перспективе это может в некоторой степени влиять на климат», — говорит Чериотти Inverse.

Между тем, удаление Луны от Земли может изменить ее орбитальный период и, в свою очередь, времена года. «Однако, — говорит Чериотти, — если Луна не будет значительно удалена от ее текущей орбиты, эти эффекты можно будет ощутить только через тысячи лет».

Итак, у вас есть это: мы можем это сделать? да. Физика это подтверждает. Могли ли мы действительно сделать это? Нет, как с точки зрения энергии, так и времени. Стоит ли нам это делать? Также нет, с точки зрения непредвиденных последствий.

«Я бы сказал, что если бы у нас были энергия, ресурсы и технологии, чтобы изменить орбиту Луны настолько, чтобы вызвать изменение климата Земли, нам, вероятно, следовало бы переосмыслить и инвестировать такое же количество энергии и ресурсов для решения этой проблемы. проблема на Земле », — говорит Чериотти.

НАСА: «Колебание» Луны на орбите может привести к рекордным наводнениям на Земле

Каждое побережье США сталкивается с быстро растущими наводнениями во время приливов. НАСА заявляет, что это происходит из-за «колебания» орбиты Луны, которое работает в тандеме с повышением уровня моря, вызванным изменением климата.

Новое исследование НАСА и Гавайского университета, недавно опубликованное в журнале Nature Climate Change, предупреждает, что предстоящие изменения орбиты Луны могут привести к рекордным наводнениям на Земле в следующем десятилетии.

С помощью картирования сценариев повышения уровня моря, пороговых значений наводнений и астрономических циклов Национального управления по исследованию океана и атмосферы (NOAA) исследователи обнаружили, что наводнения в прибрежных городах Америки могут быть в несколько раз хуже в 2030-х годах, когда ожидается следующее «колебание» луны. начать.Они ожидают, что наводнение нанесет значительный ущерб инфраструктуре и приведет к перемещению населения.

В то время как исследование подчеркивает ужасную ситуацию, с которой сталкиваются прибрежные города, колебание Луны на самом деле является естественным явлением, о котором впервые было сообщено в 1728 году. Орбита Луны отвечает за периоды как высоких, так и низких приливов примерно каждые 18,6 лет, и они не опасны. В их собственных правах.

«В половине 18,6-летнего цикла Луны регулярные суточные приливы Земли подавляются: приливы ниже нормы, а отливы выше нормы», — поясняет НАСА.»В другой половине цикла приливы усиливаются: приливы становятся выше, а отливы становятся ниже. Глобальное повышение уровня моря подталкивает приливы только в одном направлении — выше. Таким образом, половина 18,6-летнего лунного цикла противодействует эффект повышения уровня моря во время приливов, а другая половина увеличивает эффект ».

Но на этот раз ученые больше обеспокоены. Ожидается, что с повышением уровня моря из-за изменения климата следующие наводнения будут более интенсивными и частыми, чем когда-либо прежде, что усугубит и без того мрачные прогнозы.

NOAA сообщило о более чем 600 таких наводнениях в 2019 году. Ученые ожидают, что в середине 2030-х годов количество таких наводнений будет в три-четыре раза больше, после того как у повышения уровня моря останется еще десять лет.

Согласно исследованию, эти наводнения будут чаще превышать пороговые значения наводнений по всей стране, а также могут происходить группами, длящимися более месяца, в зависимости от положения Луны, Земли и Солнца.Во время некоторых трасс наводнения могут происходить так же часто, как каждый день или через день.

«Низменные районы вблизи уровня моря становятся все более подверженными риску и страдают из-за учащения наводнений, и ситуация будет только ухудшаться», — сказал администратор НАСА Билл Нельсон. «Сочетание гравитационного притяжения Луны, повышения уровня моря и изменения климата будет продолжать усугублять прибрежные наводнения на наших побережьях и во всем мире».

Ожидается, что почти все береговые линии материковой части США, Гавайи и Гуам столкнутся с этими эффектами. Ожидается, что повышение уровня моря сделает сотни тысяч квадратных миль береговой линии непригодными для проживания и потенциально приведет к перемещению более 100 миллионов человек во всем мире к концу века.

Исследователи надеются, что их выводы приведут к более целенаправленным усилиям по предотвращению как можно большего ущерба как окружающей среде, так и средствам к существованию людей, пока не стало слишком поздно. Хотя приливные наводнения не связаны с таким большим количеством воды, как ураганы, реальная опасность заключается в их повторяемости.

«Эффект, накопленный с течением времени, будет иметь влияние», — сказал ведущий автор Фил Томпсон. «Если он будет затоплен 10 или 15 раз в месяц, бизнес не сможет продолжать работу, так как автостоянка находится под водой. Люди теряют работу, потому что не могут приступить к работе. Очистка выгребных ям становится проблемой общественного здравоохранения».

Софи Льюис — продюсер социальных сетей и автор популярных новостей CBS News, специализирующийся на космосе и изменении климата.