ما هي المسافة الى القمر؟
الإجابة المختصرة هي أن متوسط المسافة إلى القمر هو 384403 كم (238857 ميلاً). لكن قبل أن تفكر في أن هذه هي الإجابة النهائية ، عليك التفكير في بعض الأشياء. بالنسبة للمبتدئين ، لاحظ استخدام كلمة 'متوسط'. يشير هذا إلى حقيقة أن القمر يدور حول الأرض في نمط إهليلجي ، مما يعني أنه في أوقات معينة ، سيكون الأب بعيدًا ؛ بينما في حالات أخرى ، سيكون أقرب.
وبالتالي ، فإن الرقم 384403 كم هو متوسط المسافة التي يسميها علماء الفلك المحور شبه الرئيسي. في أقرب نقطة له (المعروفة باسم نقطة الحضيض) ، يبعد القمر 363104 كيلومترات (225622 ميلاً) فقط. وفي أبعد نقطة له (تسمى الأوج) ، يصل القمر إلى مسافة 406،696 كم (252،088 ميلاً).
هذا يعني أن المسافة من الأرض إلى القمر يمكن أن تختلف بمقدار 43592 كم. هذا فرق كبير جدًا ، ويمكن أن يجعل القمر يبدو مختلفًا بشكل كبير في الحجم اعتمادًا على مكان وجوده في مداره. على سبيل المثال ، يمكن أن يختلف حجم القمر بنسبة تزيد عن 15٪ عما هو عليه عندما يكون في أقرب نقطة له عندما يكون في أبعد نقطة.
يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير كبير على مدى سطوع ظهور القمر عندما يكون في مرحلته الكاملة. كما قد يتوقع المرء ، يحدث ألمع أقمار كاملة عندما يكون القمر في أقرب وقت ، والذي يكون عادةً أكثر سطوعًا بنسبة 30٪ مما كان عليه عندما يكون بعيدًا. عندما يكون القمر مكتملًا ، ويكون قريبًا من القمر ، يُعرف باسم a سوبر مون ؛ والتي تعرف أيضًا باسمها التقني - perigee-syzygy.
للحصول على فكرة عما يبدو عليه كل هذا ، تحقق من الرسوم المتحركة أعلاه التي تم إصدارها بواسطة استوديو التصور العلمي لمركز جودارد لرحلات الفضاء في عام 2011. تُظهر الرسوم المتحركة مرحلة مركزية الأرض ، والاهتزاز ، وزاوية موضع المحور ، والقطر الظاهري لـ القمر على مدار العام ، كل ساعة.
في هذه المرحلة ، سيكون السؤال الجيد الذي يجب طرحه هو: كيف نعرف كم يبعد القمر؟ حسنًا ، هذا يعتمد علىمتيكانوا يتحدثون. في أيام اليونان القديمة ، اعتمد علماء الفلك على هندسة بسيطة ، وقطر الأرض - الذي حسبوا بالفعل أنه يعادل 12875 كم (أو 8000 ميل) - وقياسات الظلال لجعل أول (نسبيًا) دقيقًا التقديرات.
بعد ملاحظة وتسجيل كيفية عمل الظلال على مدى فترة طويلة من التاريخ ، قرر الإغريق القدماء أنه عندما يتم وضع جسم ما أمام الشمس ، فإن طول الظل الناتج عن ذلك سيكون دائمًا 108 أضعاف قطر الجسم نفسه. لذا فإن الكرة التي يبلغ قطرها 2.5 سم (1 بوصة) وتوضع على عصا بين الشمس والأرض ستخلق ظلًا مثلثًا يمتد لـ 270 سم (108 بوصات).
ثم تم تطبيق هذا المنطق على ظواهر خسوف القمر وخسوف الشمس.
في السابق ، وجدوا أن ظل الأرض يحجب القمر بشكل غير كامل ، وأن الظل يبلغ عرضه 2.5 ضعف عرض القمر تقريبًا. في الأخير ، لاحظوا أن القمر كان بحجم ومسافة كافيين لحجب الشمس. علاوة على ذلك ، فإن الظل الذي سينشئه ينتهي عند الأرض ، وينتهي بنفس الزاوية التي يفعلها ظل الأرض - مما يجعلها نسخًا مختلفة الحجم من نفس المثلث.
باستخدام الحسابات الخاصة بقطر الأرض ، استنتج اليونانيون أن المثلث الأكبر سيقيس قطرًا واحدًا للأرض في قاعدته (12875 كم / 8000 ميل) ويبلغ طوله 1،390،000 كم (864،000 ميل). سيكون المثلث الآخر معادلاً لقطر 2.5 للقمر ، وبما أن المثلثات متناسبة ، فإن 2.5 قمر يدور طويلاً.
ستؤدي إضافة المثلثين معًا إلى ما يعادل 3.5 مدارًا للقمر ، مما سيخلق أكبر مثلث ويعطي قياسًا دقيقًا (نسبيًا) للمسافة بين الأرض والقمر. بمعنى آخر ، تبلغ المسافة 1.39 مليون كيلومتر (864000 ميل) مقسومة على 3.5 ، وهو ما يصل إلى حوالي 397،500 كيلومتر (247،000 ميل). ليس بالضبط ، ولكن ليس سيئًا للشعوب القديمة!
تجربة مدى الليزر على القمر من مهمة أبولو 11. الائتمان: ناسا
اليوم ، يتم إجراء قياسات دقيقة بالمليمتر للمسافة القمرية عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال بين محطات LIDAR هنا على الأرض والعواكس الخلفية الموضوعة على القمر. تُعرف هذه العملية باسم تجربة مدى الليزر القمري ، وهي عملية تم تحقيقها بفضل جهود بعثات أبولو.
عندما زار رواد الفضاء القمر منذ أكثر من أربعين عامًا ، تركوا سلسلة من المرايا العاكسة للقمر على سطح القمر. عندما أطلق العلماء هنا على الأرض ليزرًا على القمر ، ينعكس ضوء الليزر عليهم من أحد هذه الأجهزة. مقابل كل 100 كوادريليون فوتون يتم التقاطها على القمر ، تعود حفنة قليلة فقط ، ولكن هذا يكفي للحصول على تقييم دقيق.
نظرًا لأن الضوء يتحرك بسرعة 300000 كيلومتر (186.411 ميلًا) في الثانية ، فإن الأمر يستغرق أكثر من ثانية بقليل للقيام بالرحلة. وبعد ذلك يستغرق الأمر ثانية أخرى أو نحو ذلك للعودة. من خلال حساب المقدار الدقيق للوقت الذي يستغرقه الضوء للقيام بالرحلة ، يستطيع علماء الفلك معرفة بالضبط بعد القمر في أي وقت ، وصولاً إلى دقة المليمتر.
من خلال هذه التقنية ، اكتشف علماء الفلك أيضًا أن القمر يبتعد عنا ببطء ، بمعدل جليدي يبلغ 3.8 سم (1.5 بوصة) في السنة. ملايين السنين في المستقبل ، سيظهر القمر في السماء أصغر مما هو عليه اليوم. وخلال مليار سنة أو نحو ذلك ، سيكون القمر أصغر بصريًا من الشمس ولن نشهد كسوفًا كليًا للشمس بعد الآن.
لقد سجلنا عدة حلقات من المسلسل الفلكي حول القمر. هذه فكرة جيدة ، الحلقة 113 .
بودكاست (صوتي): تحميل (المدة: 3:13 - 2.9 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
بودكاست (فيديو): تحميل (67.5 ميغا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS