Bulan - karakteristik dan deskripsi planet. Bulan: deskripsi, ciri-ciri, fakta menarik Berat di Bulan jauh lebih sedikit

Bulan– satelit planet Bumi di tata surya: deskripsi, sejarah penelitian, fakta menarik, ukuran, orbit, sisi gelap Bulan, misi ilmiah dengan foto.

Menjauhlah dari lampu kota di malam yang gelap dan kagumi indahnya cahaya bulan. Bulan- ini adalah satu-satunya satelit bumi yang telah mengorbit bumi selama lebih dari 3,5 miliar tahun. Artinya, Bulan telah menemani umat manusia sejak kemunculannya.

Karena kecerahan dan visibilitas langsungnya, satelit telah tercermin dalam banyak mitos dan budaya. Beberapa orang mengira itu adalah dewa, sementara yang lain mencoba menggunakannya untuk memprediksi peristiwa. Mari kita simak lebih dekat fakta menarik tentang Bulan.

Tidak ada "sisi gelap"

• Ada banyak cerita dimana sisi jauh bulan muncul. Kenyataannya, kedua belah pihak menerima jumlah sinar matahari yang sama, namun hanya satu yang terlihat oleh bumi. Faktanya adalah waktu rotasi aksial bulan bertepatan dengan waktu rotasi orbital, yang berarti selalu menghadap kita dengan satu sisi. Tapi kami menjelajahi “sisi gelap” dengan pesawat luar angkasa.

Bulan mempengaruhi pasang surut bumi

• Karena gravitasi, Bulan menciptakan dua tonjolan di planet kita. Yang satu berada di sisi yang menghadap satelit, dan yang kedua berada di sisi yang berlawanan. Punggungan ini menyebabkan pasang surut di seluruh bumi.

Luna mencoba melarikan diri

• Setiap tahun satelit menjauh dari kita sebesar 3,8 cm, jika terus berlanjut maka dalam 50 miliar tahun Bulan akan hilang begitu saja. Saat itu, ia akan menghabiskan 47 hari dalam penerbangan orbital.

Berat di Bulan jauh lebih sedikit

• Bulan menyerah pada gravitasi bumi, sehingga berat badan Anda akan berkurang 1/6 di bulan. Itu sebabnya para astronot harus bergerak dengan melompat seperti kangguru.

12 astronot telah berjalan di bulan

• Pada tahun 1969, Neil Armstrong adalah orang pertama yang menginjakkan kaki di satelit selama misi Apollo 11. Yang terakhir adalah Eugene Cernan pada tahun 1972. Sejak itu, hanya robot yang dikirim ke Bulan.

Tidak ada lapisan atmosfer

• Artinya, permukaan Bulan, seperti terlihat di foto, tidak terlindungi dari radiasi kosmik, hantaman meteorit, dan angin matahari. Fluktuasi suhu yang serius juga terlihat. Anda tidak akan mendengar suara apa pun, dan langit selalu tampak hitam.

Ada gempa bumi

• Diciptakan oleh gravitasi bumi. Para astronot menggunakan seismograf dan menemukan adanya retakan dan retakan beberapa kilometer di bawah permukaan. Satelit tersebut diyakini memiliki inti cair.

Perangkat pertama tiba pada tahun 1959

• Pesawat luar angkasa Soviet Luna 1 adalah yang pertama mendarat di Bulan. Ia terbang melewati satelit pada jarak 5.995 km, dan kemudian memasuki orbit mengelilingi Matahari.

Ukurannya berada di posisi ke-5 dalam sistem

• Diameternya, satelit bumi memiliki panjang lebih dari 3475 km. Bumi 80 kali lebih besar dari Bulan, namun usia keduanya hampir sama. Teori utamanya adalah pada awal pembentukannya, sebuah benda besar menabrak planet kita, merobek material ke luar angkasa.

Kita akan pergi ke bulan lagi

• NASA berencana membuat koloni di permukaan bulan agar selalu ada manusia di sana. Pekerjaan dapat dimulai pada awal tahun 2019.

Pada tahun 1950, mereka berencana meledakkan bom nuklir di satelit.

• Itu adalah proyek rahasia selama Perang Dingin - Proyek A119. Hal ini akan menunjukkan keuntungan yang signifikan bagi salah satu negara.

Ukuran, massa dan orbit Bulan

Karakteristik dan parameter Bulan harus dipelajari. Jari-jarinya 1737 km dan massanya 7,3477 x 10 22 kg, sehingga lebih rendah dari planet kita dalam segala hal. Namun jika dibandingkan dengan benda langit Tata Surya, terlihat jelas ukurannya yang cukup besar (di posisi kedua setelah Charon). Indikator kepadatannya adalah 3,3464 g/cm 3 (di tempat kedua di antara bulan-bulan setelah Io), dan gravitasinya adalah 1,622 m/s 2 (17% Bumi).

Eksentrisitasnya adalah 0,0549, dan jalur orbitnya mencakup 356400 – 370400 km (perihelion) dan 40400 – 406700 km (aphelion). Dibutuhkan 27,321582 hari untuk mengelilingi planet ini sepenuhnya. Selain itu, satelit berada dalam blok gravitasi, yaitu selalu memandang kita dari satu sisi.

Ciri-ciri fisik Bulan

Kompresi kutub	0,00125
Khatulistiwa	1738,14 km 0,273 bumi
Jari-jari kutub	1735,97 km 0,273 bumi
Radius rata-rata	1737,10 km 0,273 bumi
Lingkar besar	10.917 km
Luas permukaan	3.793 10 7 km² 0,074 bumi
Volume	2.1958 10 10 km³ 0,020 bumi
Berat	7.3477 10 22kg 0,0123 bumi
Kepadatan rata-rata	3,3464 gram/cm³
Bebas akselerasi jatuh di garis khatulistiwa	1,62 m/s²
Ruang pertama kecepatan	1,68 km/detik
Ruang kedua kecepatan	2,38 km/detik
Periode rotasi	disinkronkan
Kemiringan sumbu	1,5424°
Albedo	0,12
Besarnya nyata	−2,5/−12,9 −12.74 (dengan bulan purnama)

Komposisi dan permukaan Bulan

Bulan meniru Bumi dan juga memiliki inti dalam dan luar, mantel dan kerak. Intinya adalah bola besi padat yang panjangnya lebih dari 240 km. Inti luar besi cair (300 km) terkonsentrasi di sekitarnya.

Anda juga dapat menemukan batuan beku di mantel, yang memiliki lebih banyak zat besi daripada kita. Kerak bumi memanjang sejauh 50 km. Inti hanya menutupi 20% dari keseluruhan benda dan tidak hanya mengandung besi metalik, tetapi juga sedikit pengotor belerang dan nikel. Anda dapat melihat seperti apa struktur Bulan pada diagram.

Para ilmuwan dapat memastikan keberadaan air di satelit, yang sebagian besar terkonsentrasi di kutub dalam formasi kawah yang gelap dan reservoir bawah permukaan. Mereka mengira hal itu muncul karena kontak satelit dengan angin matahari.

Geologi bulan berbeda dengan bumi. Satelit ini tidak memiliki lapisan atmosfer yang padat, sehingga tidak ada erosi cuaca atau angin di atasnya. Ukurannya yang kecil dan gravitasi yang rendah menyebabkan pendinginan yang cepat dan kurangnya aktivitas tektonik. Anda dapat melihat sejumlah besar kawah dan gunung berapi. Ada punggung bukit, kerutan, dataran tinggi, dan cekungan di mana-mana.

Kontras yang paling mencolok adalah antara area terang dan gelap. Yang pertama disebut perbukitan bulan, tetapi yang gelap disebut lautan. Dataran tinggi dibentuk oleh batuan beku yang diwakili oleh feldspar dan jejak magnesium, piroksen, besi, olivin, magnetit, dan ilmenit.

Batuan basal membentuk dasar lautan. Seringkali daerah ini bertepatan dengan dataran rendah. Anda dapat menandai saluran. Mereka bersifat arkuata dan linier. Ini adalah tabung lava, mendingin dan hancur sejak hibernasi vulkanik.

Fitur yang menarik adalah kubah bulan, yang tercipta dari lontaran lava ke ventilasi. Mereka memiliki lereng yang landai dan diameter 8-12 km. Kerutan tersebut muncul akibat kompresi lempeng tektonik. Kebanyakan ditemukan di laut.

Fitur penting dari satelit kami adalah kawah tumbukan yang terbentuk ketika batu-batu besar di luar angkasa jatuh. Energi tumbukan kinetik membentuk gelombang kejut yang mengakibatkan depresi sehingga menyebabkan banyak material yang terlontar.

Kawahnya berkisar dari lubang kecil hingga 2500 km dan kedalaman 13 km (Aitken). Yang terbesar muncul di awal sejarah, setelah itu jumlahnya mulai berkurang. Anda dapat menemukan sekitar 300.000 cekungan dengan lebar 1 km.

Selain itu, tanah bulan juga menarik. Itu terbentuk akibat tumbukan asteroid dan komet miliaran tahun yang lalu. Batu-batu tersebut hancur menjadi debu halus yang menutupi seluruh permukaan.

Komposisi kimia regolith berbeda-beda tergantung posisinya. Jika pegunungan memiliki banyak aluminium dan silikon dioksida, maka lautan memiliki kandungan besi dan magnesium. Geologi dipelajari tidak hanya melalui pengamatan teleskopik, tetapi juga dengan analisis sampel.

Suasana Bulan

Bulan memiliki atmosfer yang lemah (eksosfer), yang menyebabkan suhunya sangat berfluktuasi: dari -153°C hingga 107°C. Analisis menunjukkan adanya helium, neon dan argon. Dua yang pertama diciptakan oleh angin matahari, dan yang terakhir adalah peluruhan kalium. Ada juga bukti adanya cadangan air beku di kawah.

Pembentukan Bulan

Ada beberapa teori tentang kemunculan satelit bumi. Beberapa orang mengira ini semua karena gravitasi bumi yang menarik satelit yang sudah jadi. Mereka terbentuk bersama di piringan akresi matahari. Usia – 4,4-4,5 miliar tahun.

Teori utamanya adalah dampak. Dipercaya bahwa sebuah benda besar (Theia) terbang ke proto-Bumi 4,5 miliar tahun yang lalu. Materi yang robek mulai berputar di sepanjang jalur orbit kita dan membentuk Bulan. Model komputer juga mengkonfirmasi hal ini. Selain itu, sampel yang diuji menunjukkan komposisi isotop yang hampir sama dengan sampel kita.

Koneksi dengan Bumi

Bulan berputar mengelilingi Bumi dalam 27,3 hari (periode sideris), namun kedua benda tersebut bergerak mengelilingi Matahari pada waktu yang sama, sehingga satelit menghabiskan waktu 29,5 hari dalam satu fase Bumi (dikenal sebagai fase Bulan).

Kehadiran Bulan membawa dampak bagi planet kita. Pertama-tama, kita berbicara tentang efek pasang surut. Kita menyadari hal ini ketika permukaan air laut naik. Rotasi Bumi terjadi 27 kali lebih cepat dibandingkan Bulan. Pasang surut air laut juga diperkuat oleh gesekan air dengan rotasi bumi melalui dasar laut, inersia air, dan osilasi cekungan.

Momentum sudut mempercepat orbit bulan dan mengangkat satelit lebih tinggi dalam jangka waktu yang lebih lama. Oleh karena itu, jarak antara kita bertambah dan rotasi bumi melambat. Satelit menjauh dari kita sebesar 38 mm per tahun.

Hasilnya, kita akan mencapai saling mengunci pasang surut, mengulangi situasi Pluto dan Charon. Tapi ini akan memakan waktu miliaran tahun. Jadi Matahari kemungkinan besar akan menjadi raksasa merah dan menelan kita.

Pasang surut juga teramati di permukaan bulan dengan amplitudo 10 cm selama 27 hari. Stres kumulatif menghasilkan sinar bulan. Dan mereka bertahan satu jam lebih lama karena tidak ada air untuk meredam getarannya.

Jangan lupakan peristiwa luar biasa seperti gerhana. Hal ini terjadi jika Matahari, satelit, dan planet kita sejajar. Bulan muncul jika Bulan purnama muncul di balik bayangan bumi, dan matahari - Bulan terletak di antara bintang dan planet. Saat gerhana total, Anda bisa melihat mahkota matahari.

Orbit bulan miring 5° terhadap bumi, sehingga gerhana terjadi pada momen-momen tertentu. Satelit harus ditempatkan di dekat persimpangan bidang orbit. Periodisitasnya mencakup 18 tahun.

Sejarah pengamatan bulan

Seperti apa sejarah penjelajahan bulan? Letak satelit tersebut dekat dan terlihat di langit, sehingga penduduk prasejarah bisa saja mengikutinya. Contoh awal pencatatan siklus bulan dimulai pada abad ke-5 SM. e. Hal ini dilakukan oleh para ilmuwan di Babilonia yang mencatat siklus 18 tahun.

Anaxagoras dari Yunani Kuno percaya bahwa Matahari dan satelitnya adalah batuan bulat berskala besar, tempat Bulan memantulkan sinar matahari. Aristoteles pada tahun 350 SM percaya bahwa satelit adalah batas antara bidang unsur-unsur.

Hubungan antara pasang surut air laut dan Bulan dikemukakan oleh Seleucus pada abad ke-2 SM. Ia juga berpendapat bahwa ketinggiannya akan bergantung pada posisi bulan dalam hubungannya dengan bintang. Jarak dan ukuran pertama dari Bumi diperoleh oleh Aristarchus. Datanya diperbaiki oleh Ptolemy.

Orang Tiongkok mulai meramalkan gerhana bulan pada abad ke-4 SM. Mereka sudah mengetahui bahwa satelit tersebut memantulkan sinar matahari dan dibuat berbentuk bola. Alhazen mengatakan, sinar matahari tidak dipantulkan, melainkan dipancarkan dari setiap wilayah bulan ke segala arah.

Sampai munculnya teleskop, semua orang percaya bahwa mereka sedang melihat benda berbentuk bola, dan juga benda yang benar-benar halus. Pada tahun 1609, sketsa pertama karya Galileo Galilei muncul, yang menggambarkan kawah dan gunung. Hal ini dan pengamatan terhadap objek lain membantu memajukan konsep heliosentris Copernicus.

Perkembangan teleskop telah mengarah pada perincian fitur permukaan. Semua kawah, gunung, lembah, dan lautan diberi nama untuk menghormati ilmuwan, seniman, dan tokoh terkemuka. Sampai tahun 1870-an semua kawah dianggap formasi vulkanik. Namun baru kemudian Richard Proctor menyatakan bahwa itu mungkin bekas benturan.

Menjelajahi Bulan

Era penjelajahan luar angkasa di bulan telah memungkinkan kita untuk melihat lebih dekat tetangga kita. Perang Dingin antara Uni Soviet dan Amerika menyebabkan semua teknologi berkembang pesat, dan Bulan menjadi target utama penelitian. Semuanya dimulai dengan peluncuran pesawat ruang angkasa dan diakhiri dengan misi manusia.

Program Luna Soviet dimulai pada tahun 1958, dengan tiga wahana pertama jatuh ke permukaan. Namun setahun kemudian, negara tersebut berhasil mengirimkan 15 perangkat dan memperoleh informasi pertama (informasi tentang gravitasi dan gambar permukaan). Sampel dikirim melalui misi 16, 20 dan 24.

Di antara model-model tersebut ada yang inovatif: Luna-17 dan Luna-21. Namun program Soviet ditutup dan wahana tersebut dibatasi hanya untuk mensurvei permukaan saja.

NASA mulai meluncurkan wahana pada tahun 60an. Pada tahun 1961-1965. Ada program Ranger yang membuat peta lanskap bulan. Kemudian pada tahun 1966-1968. Penjelajah mendarat.

Pada tahun 1969, keajaiban nyata terjadi ketika astronot Apollo 11 Neil Armstrong mengambil langkah pertama di satelit dan menjadi manusia pertama di Bulan. Itu adalah puncak dari misi Apollo, yang awalnya ditujukan untuk penerbangan manusia.

Ada 13 astronot dalam misi Apollo 11-17. Mereka berhasil mengekstraksi 380 kg batu. Selain itu, seluruh peserta dilibatkan dalam berbagai penelitian. Setelah itu terjadilah jeda yang panjang. Pada tahun 1990, Jepang menjadi negara ketiga yang berhasil memasang wahana di atas orbit bulan.

Pada tahun 1994, Amerika Serikat mengirim kapal ke Clementine, yang membuat peta topografi berskala besar. Pada tahun 1998, seorang pengintai berhasil menemukan endapan es di kawah tersebut.

Pada tahun 2000, banyak negara yang bersemangat untuk mengeksplorasi satelit. ESA mengirimkan pesawat ruang angkasa SMART-1, yang menganalisis komposisi kimia secara rinci untuk pertama kalinya pada tahun 2004. Tiongkok meluncurkan program Chang'e. Wahana pertama tiba pada tahun 2007 dan tetap berada di orbit selama 16 bulan. Perangkat kedua juga mampu menangkap kedatangan asteroid 4179 Toutatis (Desember 2012). Chang'e-3 meluncurkan penjelajah ke permukaan pada tahun 2013.

Pada tahun 2009, wahana Kaguya Jepang memasuki orbit, mempelajari geofisika dan membuat dua ulasan video lengkap. Sejak 2008-2009, misi pertama ISRO Chandrayaan India telah mengorbit. Mereka mampu membuat peta kimia, mineralogi, dan fotogeologi beresolusi tinggi.

NASA menggunakan pesawat ruang angkasa LRO dan satelit LCROSS pada tahun 2009. Struktur internalnya diperiksa oleh dua penjelajah NASA tambahan yang diluncurkan pada tahun 2012.

Perjanjian antar negara menyatakan bahwa satelit tetap menjadi milik bersama, sehingga semua negara dapat meluncurkan misi di sana. Tiongkok secara aktif mempersiapkan proyek kolonisasi dan sudah menguji modelnya pada orang-orang yang dikurung dalam kubah khusus dalam waktu lama. Amerika, yang juga berniat menghuni Bulan, juga tidak ketinggalan.

Gunakan sumber daya situs web kami untuk melihat foto Bulan yang indah dan berkualitas tinggi dalam resolusi tinggi. Tautan yang berguna akan membantu Anda mengetahui jumlah informasi maksimum yang diketahui tentang satelit. Untuk memahami seperti apa Bulan saat ini, buka saja bagian yang sesuai. Jika Anda tidak bisa membeli teleskop atau teropong, maka lihatlah Bulan melalui teleskop online secara real time. Gambar tersebut terus diperbarui, menunjukkan permukaan kawah. Situs ini juga melacak fase bulan dan posisinya di orbit. Ada model 3D yang nyaman dan menarik dari satelit, tata surya, dan semua benda langit. Di bawah ini adalah peta permukaan bulan.

Satelit bumi: dari buatan hingga alami

Astronom Vladimir Surdin tentang ekspedisi ke Bulan, lokasi pendaratan Apollo 11, dan perlengkapan para astronot:

Klik pada gambar untuk memperbesarnya

Massa rata-rata Bulan adalah sekitar 7,3477 x 10 22 kg.

Bulan adalah satu-satunya satelit Bumi dan benda langit terdekat dengannya. Sumber cahaya Bulan adalah Matahari, jadi kita selalu mengamati hanya bagian bulan yang menghadap ke benda termasyhur itu. Separuh bulan lainnya saat ini terbenam dalam kegelapan kosmis, menunggu gilirannya untuk muncul “ke dalam cahaya”. Jarak Bulan dan Bumi kurang lebih 384.467 km. Nah, hari ini kita akan mengetahui berapa berat Bulan dibandingkan “penghuni” Tata Surya lainnya, dan kita juga akan mempelajari fakta menarik tentang satelit bumi misterius ini.

Mengapa Bulan disebut demikian?

Orang Romawi kuno menyebut Bulan sebagai dewi cahaya malam, yang kemudian dinamai tokoh malam itu sendiri. Menurut sumber lain, kata "bulan" berasal dari bahasa Indo-Eropa dan berarti "terang" - dan untuk alasan yang bagus, karena satelit bumi berada di urutan kedua setelah Matahari dalam hal kecerahan. Dalam bahasa Yunani kuno, bintang yang bersinar dengan cahaya kekuningan yang dingin di langit malam disebut dengan nama dewi Selene.

Berapa berat Bulan?

Bulan memiliki berat sekitar 7,3477 x 1022 kg.

Memang, secara fisik tidak ada yang namanya “berat planet”. Bagaimanapun, berat adalah gaya yang diberikan oleh suatu benda pada permukaan horizontal. Atau, jika suatu benda digantung pada seutas benang vertikal, maka beratnya adalah gaya tarik benang tersebut oleh benda tersebut. Jelas terlihat bahwa Bulan tidak terletak di permukaan dan tidak dalam keadaan “tersuspensi”. Jadi, jika dilihat secara fisik, Bulan tidak memiliki bobot. Oleh karena itu, akan lebih tepat jika membicarakan massa benda langit ini.

Berat Bulan dan pergerakannya - apa hubungannya?

Sejak lama, masyarakat telah berusaha mengungkap “misteri” pergerakan satelit bumi. Teori gerak Bulan, pertama kali diciptakan oleh astronom Amerika E. Brown pada tahun 1895, menjadi dasar perhitungan modern. Namun, untuk menentukan pergerakan Bulan yang tepat, perlu diketahui massanya, serta berbagai koefisien fungsi trigonometri.

Namun, berkat pencapaian ilmu pengetahuan modern, perhitungan yang lebih akurat menjadi mungkin. Dengan menggunakan metode jangkauan laser, Anda dapat menentukan ukuran benda langit dengan kesalahan hanya beberapa sentimeter. Dengan demikian, para ilmuwan telah mengidentifikasi dan membuktikan bahwa massa Bulan 81 kali lebih kecil dari massa planet kita, dan jari-jari Bumi 37 kali lebih besar dari parameter bulan yang sama.

Tentu saja, penemuan seperti itu hanya mungkin terjadi dengan munculnya era satelit luar angkasa. Namun para ilmuwan dari era “penemu” besar hukum gravitasi universal Newton menentukan massa Bulan dengan mempelajari pasang surut air laut yang disebabkan oleh perubahan periodik posisi benda langit relatif terhadap Bumi.

Bulan - karakteristik dan angka

• permukaan - 38 juta km 2, yaitu sekitar 7,4% dari permukaan bumi
• volume - 22 miliar m 3 (2% dari nilai indikator terestrial yang sama)
• kepadatan rata-rata - 3,34 g/cm 3 (dekat Bumi - 5,52 g/cm 3)
• gravitasi sama dengan 1/6 gravitasi bumi

Bulan adalah satelit angkasa yang agak “berat”, tidak seperti planet kebumian. Jika kita membandingkan massa semua satelit planet, maka Bulan akan berada di urutan kelima. Bahkan Pluto, yang dianggap sebagai planet utuh hingga tahun 2006, memiliki massa lima kali lebih kecil daripada Bulan. Seperti yang Anda ketahui, Pluto terdiri dari bebatuan dan es, sehingga kepadatannya rendah - sekitar 1,7 g/cm 3 . Namun Ganymede, Titan, Callisto dan Io, yang merupakan satelit dari planet raksasa Tata Surya, massanya melebihi Bulan.

Diketahui bahwa gaya gravitasi atau gravitasi suatu benda di Alam Semesta terletak pada adanya gaya tarik-menarik antar benda yang berbeda. Pada gilirannya, besarnya gaya tarik menarik bergantung pada massa benda dan jarak antara keduanya. Jadi, Bumi menarik manusia ke permukaannya - dan bukan sebaliknya, karena ukuran planet ini jauh lebih besar. Dalam hal ini, gaya gravitasi sama dengan berat seseorang. Mari kita coba menggandakan jarak antara pusat bumi dan seseorang (misalnya kita mendaki gunung yang ketinggiannya 6.500 km di atas permukaan bumi). Sekarang berat seseorang empat kali lebih ringan!

Namun massa Bulan jauh lebih rendah daripada Bumi, oleh karena itu gaya gravitasi bulan juga lebih kecil daripada gaya gravitasi Bumi. Jadi para astronot yang pertama kali mendarat di permukaan bulan dapat melakukan lompatan yang tak terbayangkan - bahkan dengan pakaian antariksa yang berat dan peralatan “luar angkasa” lainnya. Lagi pula, di Bulan, berat badan seseorang berkurang sebanyak enam kali lipat! Tempat paling cocok untuk mencetak rekor Olimpiade “antarplanet” dalam lompat tinggi.

Nah, kini kita sudah tahu berapa berat Bulan, ciri-ciri utamanya, serta fakta menarik lainnya tentang massa satelit bumi misterius tersebut.

Bumi dan Bulan terus berputar mengelilingi porosnya sendiri dan mengelilingi Matahari. Bulan juga berputar mengelilingi planet kita. Berkaitan dengan hal tersebut, kita dapat mengamati berbagai fenomena di langit yang berhubungan dengan benda langit.

Benda kosmik terdekat

Bulan adalah satelit alami Bumi. Kita melihatnya sebagai bola bercahaya di langit, meskipun ia sendiri tidak memancarkan cahaya, melainkan hanya memantulkannya. Sumber cahayanya adalah Matahari, yang pancarannya menerangi permukaan bulan.

Setiap kali Anda dapat melihat Bulan yang berbeda di langit, fase-fasenya berbeda. Hal ini merupakan akibat langsung dari rotasi Bulan mengelilingi Bumi, yang selanjutnya berputar mengelilingi Matahari.

Eksplorasi bulan

Bulan telah diamati oleh banyak ilmuwan dan astronom selama berabad-abad, namun studi “langsung” yang sebenarnya terhadap satelit Bumi dimulai pada tahun 1959. Kemudian stasiun otomatis antarplanet Soviet Luna-2 mencapai benda angkasa ini. Kemudian perangkat ini tidak memiliki kemampuan untuk bergerak di sepanjang permukaan Bulan, melainkan hanya dapat merekam sebagian data menggunakan instrumen. Hasilnya adalah pengukuran langsung angin matahari - aliran partikel terionisasi yang berasal dari Matahari. Kemudian panji berbentuk bola bergambar lambang Uni Soviet dikirim ke Bulan.

Pesawat luar angkasa Luna 3, yang diluncurkan beberapa saat kemudian, mengambil foto pertama dari luar angkasa di sisi jauh Bulan, yang tidak terlihat dari Bumi. Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1966, stasiun otomatis lain bernama Luna-9 mendarat di satelit bumi. Dia mampu melakukan pendaratan lunak dan mengirimkan panorama televisi ke Bumi. Untuk pertama kalinya, penduduk bumi menyaksikan acara televisi langsung dari Bulan. Sebelum peluncuran stasiun ini, ada beberapa upaya “pendaratan di bulan” yang gagal. Dengan bantuan penelitian yang dilakukan dengan menggunakan peralatan ini, teori terak meteor tentang struktur luar satelit bumi telah terkonfirmasi.

Perjalanan dari Bumi ke Bulan dilakukan oleh orang Amerika. Armstrong dan Aldrin cukup beruntung menjadi orang pertama yang berjalan di bulan. Peristiwa ini terjadi pada tahun 1969. Ilmuwan Soviet ingin menjelajahi benda angkasa hanya dengan bantuan otomatisasi; mereka menggunakan penjelajah bulan.

Ciri-ciri Bulan

Jarak rata-rata Bulan dan Bumi adalah 384 ribu kilometer. Saat satelit paling dekat dengan planet kita, titik ini disebut Perigee, jaraknya 363 ribu kilometer. Dan bila ada jarak maksimal antara Bumi dan Bulan (keadaan ini disebut apogee) adalah 405 ribu kilometer.

Orbit bumi memiliki kemiringan relatif terhadap orbit satelit alaminya - 5 derajat.

Bulan bergerak dalam orbitnya mengelilingi planet kita dengan kecepatan rata-rata 1,022 kilometer per detik. Dan dalam satu jam ia terbang sekitar 3681 kilometer.

Jari-jari Bulan, berbeda dengan Bumi (6356), kira-kira 1737 kilometer. Ini adalah nilai rata-rata karena dapat bervariasi di berbagai titik di permukaan. Misalnya, di ekuator bulan, radiusnya sedikit lebih besar dari rata-rata - 1.738 kilometer. Dan luas kutubnya sedikit lebih kecil - 1735. Bulan juga lebih berbentuk ellipsoid daripada bola, seolah-olah telah "diratakan" sedikit. Bumi kita memiliki fitur yang sama. Bentuk planet asal kita disebut “geoid”. Ini adalah konsekuensi langsung dari rotasi pada suatu sumbu.

Massa Bulan dalam kilogram kira-kira 7,3 * 1022, berat Bumi 81 kali lebih berat.

Fase bulan

Fase bulan adalah perbedaan posisi satelit bumi relatif terhadap Matahari. Fase pertama adalah bulan baru. Kemudian tibalah kuartal pertama. Setelah itu datanglah bulan purnama. Dan kemudian kuartal terakhir. Garis yang memisahkan bagian satelit yang terang dan bagian gelap disebut terminator.

Bulan baru merupakan fase ketika satelit bumi tidak terlihat di langit. Bulan tidak terlihat karena jaraknya lebih dekat ke Matahari dibandingkan planet kita, sehingga sisinya yang menghadap kita tidak diterangi.

Seperempat pertama - separuh benda langit terlihat, bintang hanya menerangi sisi kanannya. Antara bulan baru dan bulan purnama, bulan “tumbuh”. Pada saat inilah kita melihat bulan sabit yang bersinar di langit dan menyebutnya sebagai “bulan tumbuh”.

Bulan Purnama – Bulan terlihat sebagai lingkaran cahaya yang menerangi segala sesuatu dengan cahaya peraknya. Cahaya benda langit saat ini bisa sangat terang.

Kuartal terakhir - satelit bumi hanya terlihat sebagian. Pada fase ini, Bulan disebut “tua” atau “waning” karena hanya separuh bagian kirinya saja yang diterangi.

Anda dapat dengan mudah membedakan bulan terbit dan bulan memudarnya. Saat bulan memudar, bentuknya menyerupai huruf "C". Dan ketika tumbuh, jika Anda menempelkan tongkat pada bulan, Anda akan mendapatkan huruf “R”.

Rotasi

Karena jarak Bulan dan Bumi cukup dekat satu sama lain, keduanya membentuk satu sistem. Planet kita jauh lebih besar dari satelitnya, sehingga mempengaruhinya dengan gaya gravitasinya. Bulan selalu menghadap kita pada sisi yang sama, jadi sebelum penerbangan luar angkasa pada abad ke-20, tidak ada seorang pun yang pernah melihat sisi lain. Hal ini terjadi karena Bulan dan Bumi berputar pada porosnya dengan arah yang sama. Dan revolusi satelit pada porosnya berlangsung sama dengan revolusi mengelilingi planet. Selain itu, bersama-sama mereka melakukan revolusi mengelilingi Matahari yang berlangsung selama 365 hari.

Namun pada saat yang sama, tidak mungkin untuk mengatakan ke arah mana Bumi dan Bulan berputar. Tampaknya ini adalah pertanyaan sederhana, baik searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam, tetapi jawabannya hanya bergantung pada titik awalnya. Bidang tempat orbit Bulan berada agak miring dibandingkan bidang Bumi, sudut kemiringannya kira-kira 5 derajat. Titik perpotongan orbit planet kita dan satelitnya disebut simpul orbit bulan.

Bulan sidereal dan bulan Sinode

Bulan sidereal atau sidereal adalah periode waktu di mana Bulan berputar mengelilingi Bumi, kembali ke tempat yang sama dari mana ia mulai bergerak, relatif terhadap bintang-bintang. Bulan ini berlangsung 27,3 hari di planet ini.

Bulan sinodik adalah periode di mana Bulan melakukan revolusi penuh, hanya relatif terhadap Matahari (waktu di mana fase bulan berubah). Berlangsung selama 29,5 hari Bumi.

Bulan sinodik dua hari lebih lama dari bulan sideris karena rotasi Bulan dan Bumi mengelilingi Matahari. Karena satelit berputar mengelilingi planet, dan pada gilirannya, berputar mengelilingi bintang, ternyata agar satelit dapat melewati semua fasenya, diperlukan waktu tambahan di luar satu revolusi penuh.

Cerita Perkiraan massa bulan sudah ada sejak ratusan tahun yang lalu. Sebuah retrospeksi dari proses ini disajikan dalam sebuah artikel oleh penulis asing David W. Hughes. Terjemahan artikel ini dibuat berdasarkan pengetahuan saya yang sederhana tentang bahasa Inggris dan disajikan di bawah ini. Newton memperkirakan massa Bulan dua kali lipat dari nilai yang sekarang diterima sebagai hal yang masuk akal. Setiap orang punya kebenarannya masing-masing, tapi hanya ada satu kebenaran. Tunjukkan masalah ini kita bisa menempatkan orang Amerika dengan pendulum di permukaan Bulan. Bagaimanapun, mereka ada di sana ;) . Ahli telemetri dapat melakukan hal yang sama berdasarkan karakteristik orbit LRO dan satelit lainnya. Sayangnya informasi ini belum tersedia.

Observatorium

Mengukur massa Bulan

Review untuk peringatan 125 tahun Observatorium

David W. Hughes

Departemen Fisika dan Astronomi, Universitas Sheffield

Perkiraan pertama massa bulan dibuat oleh Isaac Newton. Nilai kuantitas (massa) ini, serta kepadatan Bulan, telah menjadi bahan perdebatan sejak saat itu.

Perkenalan

Berat adalah salah satu besaran yang paling sulit diukur dalam konteks astronomi. Kita biasanya mengukur gaya yang diberikan oleh suatu massa yang tidak diketahui pada massa yang diketahui, atau sebaliknya. Dalam sejarah astronomi tidak ada konsep "massa", katakanlah, Bulan, Bumi, dan Matahari (M M , M E , M C ) hingga saat ini. Isaac Newton(1642 - 1727). Setelah Newton, rasio massa yang cukup akurat ditetapkan. Jadi, misalnya, pada Elemen edisi pertama (1687) diberikan rasio M C /M E = 28700, yang kemudian meningkat menjadi M C /ME = 227512 dan M C /M E = 169282 pada edisi kedua (1713) dan ketiga (1726 ) publikasi, masing-masing, sehubungan dengan klarifikasi satuan astronomi. Hubungan ini menekankan fakta bahwa Matahari lebih penting daripada Bumi dan memberikan dukungan signifikan terhadap hipotesis heliosentris Copernicus.

Data kepadatan (massa/volume) suatu benda membantu memperkirakan komposisi kimianya. Lebih dari 2.200 tahun yang lalu, orang Yunani memperoleh nilai yang cukup akurat untuk ukuran dan volume Bumi dan Bulan, namun massanya tidak diketahui dan kepadatannya tidak dapat dihitung. Oleh karena itu, meskipun Bulan tampak seperti bola batu, hal ini tidak dapat diverifikasi secara ilmiah. Selain itu, langkah ilmiah pertama untuk menjelaskan asal usul Bulan belum dapat dilakukan.

Sejauh ini metode terbaik untuk menentukan massa suatu planet saat ini, di zaman antariksa, bergantung pada metode ketiga (harmonik). hukum Kepler. Jika satelit mempunyai massa M, berputar mengelilingi Bulan dengan massa M M , lalu

Di mana A adalah jarak rata-rata rata-rata waktu antara M M dan M, G adalah konstanta gravitasi Newton, dan P- periode orbit. Sejak M M >> M, persamaan ini memberikan nilai M M secara langsung.

Jika seorang astronot dapat mengukur percepatan gravitasi, G M di permukaan Bulan, maka

dimana R M adalah radius bulan, parameter yang telah diukur dengan akurasi yang wajar sejak saat itu Aristarchus dari Samos, sekitar 2290 tahun yang lalu.

Isaac Newton 1 tidak mengukur massa Bulan secara langsung, namun mencoba memperkirakan hubungan antara massa matahari dan bulan menggunakan pengukuran pasang surut air laut. Meskipun banyak orang sebelum Newton berasumsi bahwa pasang surut air laut berkaitan dengan posisi dan pengaruh Bulan, Newton adalah orang pertama yang melihat subjek ini dari sudut pandang gravitasi. Ia menyadari bahwa gaya pasang surut diciptakan oleh benda bermassa M pada jarak tertentu D sebanding M/D 3 . Jika benda ini mempunyai diameter D dan massa jenis ρ , gaya ini proporsional ρ D 3 / D 3 . Dan jika ukuran sudut tubuhnya, α , kecil, gaya pasang surut sebanding ρα 3. Jadi gaya pasang surut Matahari sedikit kurang dari setengah gaya pasang surut Bulan.

Komplikasi muncul karena pasang tertinggi diamati ketika Matahari sebenarnya berada 18,5° dari syzygy, dan juga karena orbit bulan tidak terletak pada bidang ekliptika dan bersifat eksentrik. Mempertimbangkan semua ini, Newton, berdasarkan pengamatannya bahwa “Di muara Sungai Avon, tiga mil di bawah Bristol, ketinggian naiknya air pada musim semi dan musim gugur para tokoh (menurut pengamatan Samuel Sturmy) berukuran sekitar 45 kaki, namun dalam kuadrat hanya 25”, menyimpulkan “bahwa massa jenis zat Bulan berhubungan dengan massa jenis zat bumi sebesar 4891 hingga 4000, atau sebesar 11 hingga 9. Akibatnya, zat Bulan lebih padat dan lebih bersifat bumi daripada Bumi itu sendiri,” dan “massa materi Bulan akan sama dengan massa materi Bumi sebesar 1 dalam 39,788” (Prinsip, Buku 3, Proposisi 37, Soal 18).

Karena nilai rasio antara massa Bumi dan massa Bulan saat ini diberikan sebagai M E /M M = 81,300588, jelas ada yang tidak beres dengan Newton. Selain itu, apakah 3.0 lebih realistis daripada 9/5 untuk rasio tinggi syzygy? dan pasang surut kuadratur. Nilai massa Matahari yang tidak akurat menurut Newton juga merupakan masalah besar. Perhatikan bahwa Newton mempunyai ketepatan statistik yang sangat kecil, dan indikasinya mengenai lima angka penting dalam nilai M E / M M sama sekali tidak berdasar.

Pierre-Simon Laplace(1749 - 1827) mencurahkan banyak waktu untuk analisis ketinggian pasang surut (khususnya di Brest), dengan berkonsentrasi pada pasang surut di empat fase utama Bulan pada titik balik matahari dan ekuinoks. Laplace 2, dengan menggunakan serangkaian pengamatan singkat pada abad ke-18, memperoleh nilai M E /M M sebesar 59. Pada tahun 1797, ia menyempurnakan nilai ini menjadi 58,7. Dengan menggunakan serangkaian data pasang surut pada tahun 1825, Laplace 3 memperoleh M E /M M = 75.

Laplace menyadari bahwa pendekatan pasang surut adalah salah satu dari banyak cara untuk mengetahui massa bulan. Fakta bahwa rotasi Bumi memperumit model pasang surut, dan bahwa hasil akhir penghitungannya adalah rasio massa Bulan/Matahari, jelas mengganggunya. Jadi dia membandingkan gaya pasang surutnya dengan pengukuran yang diperoleh dengan metode lain. Laplace 4 selanjutnya menulis koefisien M E /M M sebagai 69,2 (menggunakan koefisien d'Alembert), 71,0 (menggunakan analisis Maskelyne tentang pengamatan nutasi dan paralaks Bradley), dan 74,2 (menggunakan karya Burg tentang ketidaksetaraan paralaks bulan). Laplace rupanya menganggap setiap hasil sama-sama kredibel dan hanya membuat rata-rata keempat nilai tersebut untuk mendapatkan rata-ratanya. “La valeur le plus vraisembable de la masse de la lune, qui me parait menghasilkan berbagai fenomena 1/68.5” (ref 4, hal. 160). Rasio rata-rata M E / M M sama dengan 68,5 berulang kali ditemukan di Laplace 5 .

Dapat dimengerti bahwa pada awal abad kesembilan belas, pasti timbul keraguan mengenai nilai Newton sebesar 39,788, terutama di benak beberapa astronom Inggris yang mengetahui karya rekan mereka dari Perancis.

Finlayson 6 kembali ke teknik pasang surut dan menggunakan pengukuran syzygy? dan pasang surut kuadratur di Dover pada tahun 1861, 1864, 1865, dan 1866, diperoleh nilai M E / M M berturut-turut sebagai berikut: 89.870, 88.243, 87.943, dan 86.000. Ferrell 7 mengekstraksi harmonik utama dari data pasang surut selama sembilan belas tahun di Brest (1812 - 1830) dan memperoleh rasio M E / M M = 78 yang jauh lebih rendah. Harkness 8 memberikan nilai pasang surut M E / M M = 78,65.

Disebut metode pendulum didasarkan pada pengukuran percepatan gravitasi. Kembali ke hukum ketiga Kepler, dengan memperhatikan hukum kedua Newton kita peroleh

Di mana AM- jarak rata-rata waktu antara Bumi dan Bulan, PM- periode revolusi sidereal bulan (yaitu panjang bulan sidereal), GE percepatan gravitasi di permukaan bumi, dan ULANG- radius bumi. Jadi

Menurut Barlow dan Bryan 9, rumus ini digunakan oleh Airy 10 untuk mengukur M E /M M, tetapi tidak akurat karena kecilnya nilai ini dan akumulasi ketidakpastian nilai besaran. AM , GE, ULANG, Dan PM.

Ketika teleskop menjadi lebih maju dan keakuratan pengamatan astronomi meningkat, persamaan bulan dapat diselesaikan dengan lebih akurat. Pusat massa keseluruhan sistem Bumi/Bulan bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips. Baik Bumi maupun Bulan mengorbit pusat massa ini setiap bulan.

Oleh karena itu, para pengamat di Bumi melihat, setiap bulannya, terjadi sedikit pergeseran ke arah timur dan kemudian sedikit pergeseran ke arah barat pada posisi angkasa benda tersebut, dibandingkan dengan koordinat benda yang akan terjadi jika tidak ada satelit raksasa Bumi. Bahkan dengan instrumen modern, pergerakan ini tidak terdeteksi pada kasus bintang. Namun, ia dapat dengan mudah diukur untuk Matahari, Mars, Venus, dan asteroid yang melintas di dekatnya (Eros, misalnya, pada titik terdekatnya hanya berjarak 60 kali lebih jauh dari Bulan). Amplitudo pergeseran bulanan posisi Matahari adalah sekitar 6,3 detik busur. Dengan demikian

Di mana sebuah C- jarak rata-rata antara Bumi dan pusat massa sistem Bumi-Bulan (sekitar 4634 km), dan sebagai- jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari. Jika jarak rata-rata Bumi-Bulan saya diketahui juga bahwa

Sayangnya, konstanta “persamaan bulan” ini, yaitu. 6,3", ini adalah sudut yang sangat kecil sehingga sangat sulit diukur secara akurat. Selain itu, M E / M M bergantung pada pengetahuan akurat tentang jarak Bumi-Matahari.

Nilai persamaan bulan bisa beberapa kali lebih besar untuk sebuah asteroid yang melintas dekat dengan Bumi. Gill 11 menggunakan pengamatan posisi asteroid 12 Victoria dan paralaks matahari pada tahun 1888 dan 1889 pada 8,802" ± 0,005" dan menyimpulkan bahwa M E /M M = 81,702 ± 0,094. Hinks 12 menggunakan pengamatan jangka panjang terhadap asteroid 433 Eros dan menyimpulkan bahwa M E /M M = 81,53 ± 0,047. Ia kemudian menggunakan nilai solar parallax terupdate dan nilai koreksi asteroid 12 Victoria yang dibuat oleh David Gill dan memperoleh nilai koreksi M E /MM M = 81,76 ± 0,12.

Dengan menggunakan pendekatan ini, Newcomb 13, dari pengamatan Matahari dan planet-planet, diperoleh M E /M M = 81,48 ± 0,20.

Spencer John s 14 menganalisis pengamatan asteroid 433 Eros saat melintas 26 x 10 6 km dari Bumi pada tahun 1931. Tujuan utamanya adalah untuk mengukur paralaks matahari, dan sebuah komisi dari Persatuan Astronomi Internasional dibentuk pada tahun 1928 untuk tujuan ini. Spencer Jones menemukan bahwa konstanta persamaan bulan adalah 6,4390 ± 0,0015 detik busur. Hal ini, dikombinasikan dengan nilai baru paralaks matahari, menghasilkan rasio M E /M M =81,271±0,021.

Presesi dan nutasi juga bisa digunakan. Kutub sumbu rotasi bumi mengalami presesi di sekitar kutub ekliptika setiap 26.000 tahun atau lebih, yang juga tercermin dalam pergerakan titik pertama Aries di sepanjang ekliptika dengan kecepatan sekitar 50,2619" per tahun. Presesi ditemukan oleh Hipparchus pada tahun 2000. tahun yang lalu. Di samping gerakan ini ditemukan sebuah gerakan periodik kecil yang lebih cepat yang dikenal sebagai nutasi James Bradley(1693~1762) pada tahun 1748. Nutasi terutama terjadi karena bidang orbit bulan tidak berimpit dengan bidang ekliptika. Nutasi maksimum adalah sekitar 9,23" dan satu siklus penuh membutuhkan waktu sekitar 18,6 tahun. Ada juga nutasi tambahan yang dihasilkan oleh Matahari. Semua efek ini disebabkan oleh torsi yang bekerja pada tonjolan ekuator Bumi.

Besarnya presesi lunisolar pada garis bujur, dan amplitudo berbagai nutasi periodik dalam garis bujur, antara lain merupakan fungsi dari massa Bulan. Batu 15 mencatat bahwa presesi lunisolar, L, dan konstanta nutasi, N, diberikan oleh:

dimana ε=(M M /M S) (a S /a M) 3, a S dan a M adalah jarak rata-rata Bumi-Matahari dan Bumi-Bulan;

e E dan e M masing-masing adalah eksentrisitas orbit bumi dan bulan. Konstanta Delaunay direpresentasikan sebagai γ. Untuk perkiraan pertama, γ adalah sinus dari setengah sudut kemiringan orbit bulan terhadap ekliptika. Nilai ν adalah perpindahan simpul orbit bulan,

selama tahun Julian, sehubungan dengan garis ekuinoks; χ adalah konstanta yang bergantung pada gaya ganggu rata-rata Matahari, momen inersia Bumi, dan kecepatan sudut Bumi pada orbitnya. Perhatikan bahwa χ batal jika L dibagi N. Batu pengganti L = 50,378" dan N = 9,223" mendapat M E /MM M = 81,36. Newcomb menggunakan pengukuran L dan N miliknya sendiri dan menemukan M E /M M = 81,62 ± 0,20. Proctor 16 menemukan bahwa M E /M M = 80,75.

Pergerakan Bulan mengelilingi Bumi akan persis seperti elips jika Bulan dan Bumi merupakan satu-satunya benda di tata surya. Fakta bahwa mereka tidak mengarah pada ketidaksetaraan paralaktik bulan. Karena daya tarik benda-benda lain di tata surya, khususnya Matahari, Orbit Bulan sangatlah kompleks. Tiga pertidaksamaan terbesar yang harus diterapkan adalah akibat eveksi, variasi, dan persamaan tahunan. Dalam konteks penelitian ini, variasi adalah ketimpangan yang paling penting. (Secara historis, Sedillot mengatakan bahwa variasi bulan ditemukan oleh Abul-Wafa pada abad ke-9; yang lain mengaitkan penemuan tersebut dengan Tycho Brahe).

Variasi bulan disebabkan oleh perubahan yang terjadi dari perbedaan gravitasi matahari pada sistem Bumi-Bulan sepanjang bulan sinodik. Efek ini bernilai nol jika jarak Bumi ke Matahari dan Jarak Bulan ke Matahari sama, keadaan ini terjadi sangat dekat pada kuartal pertama dan terakhir. Antara kuarter pertama (sampai bulan purnama) dan kuarter terakhir, saat jarak Bumi lebih dekat ke Matahari dibandingkan Bulan, dan posisi Bumi sebagian besar menjauhi Bulan. Antara kuarter terakhir (melalui bulan baru) dan kuarter pertama, posisi Bulan lebih dekat ke Matahari dibandingkan Bumi, dan oleh karena itu posisi Bulan sebagian besar menjauhi Bumi. Gaya sisa yang dihasilkan dapat dibagi menjadi dua komponen, satu komponen yang bersinggungan dengan orbit bulan dan yang lainnya tegak lurus terhadap orbit (yaitu dalam arah Bulan-Bumi).

Posisi Bulan berubah sebanyak ±124,97 detik busur (menurut Brouwer dan Clements 17) relatif terhadap posisinya jika Matahari berada jauh tak terhingga. 124,9" inilah yang dikenal sebagai pertidaksamaan paralaks.

Karena 124,97 detik busur ini setara dengan waktu empat menit, diharapkan nilai ini dapat diukur dengan akurasi yang wajar. Konsekuensi paling nyata dari ketimpangan paralaktik adalah selang waktu antara bulan baru dan kuartal pertama adalah sekitar delapan menit, yaitu. lebih lama dibandingkan dari fase yang sama ke bulan purnama. Sayangnya, keakuratan pengukuran besaran ini agak berkurang karena permukaan bulan tidak rata dan tepi bulan yang berbeda harus digunakan untuk mengukur posisi bulan di berbagai bagian orbit. (Selain itu, terdapat juga perubahan periodik kecil pada setengah diameter Bulan yang tampak karena perbedaan kontras antara kecerahan tepi Bulan dan langit. Hal ini menyebabkan kesalahan yang bervariasi antara ±0,2" dan 2 ", lihat Campbell dan Nason 18).

Roy 19 mencatat bahwa ketidaksetaraan paralaktik bulan, P, didefinisikan sebagai

Menurut Campbell dan Nason 18, pertidaksamaan paralaks ditemukan sebesar 123,5" pada tahun 1812, 122,37" pada tahun 1854, 126,46" pada tahun 1854, 124,70" pada tahun 1859, 125,36" pada tahun 1867, dan 125,46" pada tahun 1868. Dengan demikian, rasio massa Bumi/Bulan dapat dihitung dari pengamatan disparitas paralaks, jika besaran lain, dan khususnya paralaks matahari (yaitu sebagai), diketahui. Hal ini menimbulkan dikotomi di kalangan astronom. Beberapa pihak menyarankan penggunaan rasio massa Bumi/Bulan dari pertidaksamaan paralaktik untuk memperkirakan jarak rata-rata Bumi-Matahari. Yang lain mengusulkan untuk mengevaluasi yang pertama melalui yang kedua (lihat Moulton 20).

Terakhir, pertimbangkan gangguan orbit planet. Orbit tetangga terdekat kita, Mars dan Venus, mengalami pengaruh gravitasi sistem Bumi-Bulan. Karena tindakan ini, parameter orbital seperti eksentrisitas, bujur simpul, kemiringan, dan perihelion berubah seiring waktu. Pengukuran akurat atas perubahan ini dapat digunakan untuk memperkirakan massa total sistem Bumi/Bulan, dan dengan melakukan pengurangan, massa Bulan.

Usulan ini pertama kali dibuat oleh Le Verrier (lihat Young 21). Dia menekankan fakta bahwa pergerakan node dan perihelia, meskipun lambat, bersifat kontinu, dan dengan demikian akan diketahui dengan semakin presisi seiring berjalannya waktu. Le Verrier begitu bersemangat dengan gagasan ini sehingga ia meninggalkan pengamatan transit Venus, dan yakin bahwa paralaks matahari dan rasio massa Matahari/Bumi pada akhirnya akan ditemukan jauh lebih akurat dengan metode perturbasi.

Poin paling awal berasal dari Prinsip Newton.

Akurasi massa bulan yang diketahui.

Metode pengukuran dapat dibagi menjadi dua kategori. Teknologi pasang surut memerlukan peralatan khusus. Tiang vertikal bertingkat hilang di lumpur pantai. Sayangnya, kompleksitas kondisi pasang surut di sekitar pantai dan teluk Europa membuat nilai massa bulan yang dihasilkan jauh dari akurat. Gaya pasang surut yang berinteraksi dengan benda sebanding dengan massanya dibagi pangkat tiga jarak. Jadi perlu diingat bahwa hasil akhir perhitungan sebenarnya adalah rasio massa bulan dan matahari. Dan hubungan jarak Bulan dan Matahari harus diketahui secara pasti. Nilai pasang surut khas M E /M M sebesar 40 (tahun 1687), 59 (tahun 1790), 75 (tahun 1825), 88 (tahun 1865), dan 78 (tahun 1874), menyoroti kesulitan yang melekat dalam interpretasi data.

Semua metode lainnya bergantung pada pengamatan teleskopik yang tepat terhadap posisi astronomi. Pengamatan rinci terhadap bintang-bintang dalam jangka waktu yang lama menyebabkan penurunan konstanta presesi dan nutasi sumbu rotasi bumi. Mereka dapat ditafsirkan dalam kaitannya dengan hubungan antara massa bulan dan matahari. Pengamatan posisi Matahari, planet, dan beberapa asteroid yang akurat selama beberapa bulan menghasilkan perkiraan jarak Bumi dari pusat massa sistem Bumi-Bulan. Pengamatan yang cermat terhadap posisi Bulan sebagai fungsi waktu selama sebulan menghasilkan amplitudo disparitas paralaks. Dua metode terakhir, yang bersama-sama mengandalkan pengukuran jari-jari Bumi, panjang bulan sideris, dan percepatan gravitasi di permukaan Bumi, menghasilkan perkiraan besaran Bulan, bukan massa Bulan itu sendiri. Jelasnya, jika diketahui hanya dalam rentang ±1%, massa Bulan tidak dapat dipastikan. Untuk memperoleh rasio M M / M E dengan ketelitian katakanlah 1, 0,1, 0,01%, maka perlu diukur nilai tersebut dengan ketelitian masing-masing ± 0,012, 0,0012, dan 0,00012%.

Melihat kembali periode sejarah dari tahun 1680 hingga 2000, terlihat bahwa massa bulan diketahui ±50% antara tahun 1687 dan 1755, ±10% antara tahun 1755 dan 1830, ±3% antara tahun 1830 dan 1900, ±0,15% antara tahun 1900 dan 1968, dan ± 0,0001% antara tahun 1968 dan sekarang. Antara tahun 1900 dan 1968, ada dua makna yang umum dalam literatur serius. Teori bulan menunjukkan M E /M M = 81,53, dan persamaan bulan serta ketidaksetaraan paralaktik bulan memberikan nilai M E /M M = 81,45 yang sedikit lebih kecil (lihat Garnett dan Woolley 22). Nilai-nilai lain telah dikutip oleh para peneliti yang telah menggunakan nilai-nilai paralaks matahari lainnya dalam persamaannya masing-masing. Kebingungan kecil ini telah dihilangkan ketika pengorbit cahaya dan modul komando terbang dalam orbit yang diketahui dan diukur secara akurat di sekitar Bulan selama era Apollo. Nilai M E /M M = 81.300588 saat ini (lihat Seidelman 23), merupakan salah satu besaran astronomi yang diketahui paling akurat. Pengetahuan kita yang tepat tentang massa bulan sebenarnya dikaburkan oleh ketidakpastian konstanta gravitasi Newton, G.

Pentingnya massa bulan dalam teori astronomi

Isaac Newton 1 tidak berbuat banyak dengan pengetahuan barunya tentang bulan. Meskipun ia adalah ilmuwan pertama yang mengukur massa bulan, M E /M M = 39,788 miliknya tampaknya tidak mendapat banyak komentar modern. Fakta bahwa jawabannya terlalu kecil, hampir dua kali lipat, tidak disadari selama lebih dari enam puluh tahun. Satu-satunya kesimpulan yang signifikan secara fisik adalah bahwa Newton menarik dari ρ M /ρ E = 11/9, yaitu bahwa “tubuh Bulan lebih padat dan lebih terestrial daripada bumi kita” (Principia, buku 3, proposisi 17, akibat wajar 3).

Untungnya, kesimpulan yang menakjubkan, meskipun keliru, ini tidak akan membuat para kosmogonis yang teliti menemui jalan buntu dalam mencoba menjelaskan signifikansinya. Sekitar tahun 1830 menjadi jelas bahwa ρ M /ρ E adalah 0,6 dan M E /M M antara 80 dan 90. Grant 24 mencatat bahwa "ini adalah titik di mana ketelitian yang lebih tinggi tidak sesuai dengan prinsip-prinsip sains yang ada," mengisyaratkan bahwa akurasi tidak penting di sini hanya karena baik teori astronomi maupun teori asal usul Bulan tidak terlalu bergantung pada data ini. Agnes Clerk 25 lebih berhati-hati, dengan menyatakan bahwa "sistem bulan-terestrial... merupakan pengecualian khusus di antara benda-benda yang berada di bawah pengaruh Matahari."

Bulan (massa 7,35-10 25 g) adalah satelit kelima dari sepuluh satelit di Tata Surya (dimulai dari nomor satu, yaitu Ganymede, Titan, Callisto, Io, Luna, Europa, Cincin Saturnus, Triton, Titania, dan Rea). Saat ini pada abad ke-16 dan ke-17, Paradoks Copernicus (fakta bahwa Bulan berputar mengelilingi Bumi, sedangkan Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, dan Saturnus mengelilingi Matahari) telah lama terlupakan. Yang sangat menarik dalam kosmogonik dan selenologis adalah rasio massa “primer/paling masif-sekunder”. Berikut adalah daftar Pluto/Charon, Bumi/Bulan, Saturnus/Titan, Neptunus/Triton, Jupiter/Callisto dan Uranus/Titania, koefisiennya masing-masing adalah 8,3, 81,3, 4240, 4760, 12800 dan 24600. Ini adalah hal pertama yang menunjukkan kemungkinan asal mula sendi mereka melalui percabangan melalui kondensasi cairan tubuh (lihat, misalnya, Darwin 26, Jeans 27, dan Binder 28). Faktanya, rasio massa Bumi/Bulan yang tidak biasa membuat Wood 29 menyimpulkan bahwa "menunjukkan dengan cukup jelas bahwa peristiwa atau proses yang menciptakan Bulan di Bumi adalah hal yang tidak biasa, dan menunjukkan bahwa pelonggaran dari keengganan normal untuk menarik keadaan khusus mungkin diperbolehkan dalam hal ini." masalah."

Selenologi, yang mempelajari asal usul Bulan, menjadi “ilmiah” dengan ditemukannya bulan-bulan Yupiter pada tahun 1610 oleh Galileo. Bulan telah kehilangan status uniknya. Kemudian Edmond Halley 30 menemukan bahwa periode orbit bulan berubah seiring waktu. Namun hal ini tidak terjadi sampai karya G.H. Darwin pada akhir tahun 1870-an, ketika menjadi jelas bahwa Bumi dan Bulan pada awalnya terletak lebih dekat satu sama lain. Darwin mengusulkan bahwa percabangan yang disebabkan oleh resonansi pada awalnya, rotasi cepat dan kondensasi bumi yang cair menyebabkan pembentukan Bulan (lihat Darwin 26). Osmond Fisher 31 dan V.H. Pickering 32 bahkan lebih jauh menyatakan bahwa cekungan Samudera Pasifik adalah bekas luka yang ditinggalkan ketika Bulan memisahkan diri dari Bumi.

Fakta selenologis utama kedua adalah rasio massa Bumi/Bulan. Fakta adanya pelanggaran makna tesis Darwin dicatat oleh A.M. Lyapunov dan F.R. Moulton (lihat, misalnya, Moulton 33). . Ditambah dengan rendahnya gabungan momentum sudut sistem Bumi-Bulan, hal ini menyebabkan matinya teori pasang surut Darwin secara perlahan. Kemudian diusulkan bahwa Bulan hanya terbentuk di tempat lain di tata surya dan kemudian ditangkap dalam proses tiga benda yang kompleks (lihat, misalnya, C 34).

Fakta utama ketiga adalah kepadatan bulan. Nilai Newton untuk ρ M /ρ E 1,223 menjadi 0,61 pada tahun 1800, 0,57 pada tahun 1850, dan 0,56 pada tahun 1880 (lihat Kuas 35). Pada awal abad kesembilan belas, terlihat jelas bahwa Bulan memiliki kepadatan sekitar 3,4 g cm -3. Pada akhir abad kedua puluh, nilai ini hampir tidak berubah dan berjumlah 3,3437 ± 0,0016 g cm -3 (lihat Hubbard 36). Jelas sekali komposisi bulan berbeda dengan komposisi bumi. Kepadatan ini mirip dengan kepadatan batuan pada kedalaman dangkal di mantel bumi dan menunjukkan bahwa percabangan Darwin terjadi di Bumi yang heterogen dan bukan homogen, pada masa setelah diferensiasi dan morfogenesis besar. Baru-baru ini, kesamaan ini menjadi salah satu fakta utama yang berkontribusi pada popularitas hipotesis domba jantan mengenai pembentukan bulan.

Tercatat rata-rata Kepadatan bulan adalah sama seperti meteorit(dan mungkin asteroid). Gullemin 37 menunjukkan Kepadatan bulan V 3.55 kali lebih banyak dibandingkan air. Dia mencatat bahwa “sangat menarik untuk mengetahui nilai kepadatan 3,57 dan 3,54 untuk beberapa meteorit yang dikumpulkan setelah mereka menghantam permukaan bumi.” Nasmyth dan Carpenter 38 mencatat bahwa “berat jenis materi bulan (3,4) kita yang bisa kita sadari hampir sama dengan silikon, kaca atau berlian: dan anehnya ia hampir identik dengan meteorit yang dari waktu ke waktu kita temukan tergeletak di bumi; Akibatnya, teori ini terkonfirmasi bahwa benda-benda ini awalnya adalah pecahan materi bulan, dan mungkin pernah dikeluarkan dari gunung berapi bulan dengan kekuatan sedemikian rupa sehingga jatuh ke dalam lingkup gravitasi bumi, dan akhirnya jatuh ke permukaan bumi."

Urey 39, 40 menggunakan fakta ini untuk mendukung teori penangkapan bulan, meskipun ia prihatin tentang perbedaan antara kepadatan bulan dan kepadatan meteorit kondritik tertentu, dan planet terestrial lainnya. Epic 41 menganggap perbedaan ini tidak signifikan.

kesimpulan

Massa Bulan sangat tidak seperti biasanya. Terlalu besar untuk menempatkan satelit kita dengan nyaman di antara kelompok asteroid yang tertangkap planet seperti Phobos dan Deimos di sekitar Mars, kelompok Himalia dan Ananke di sekitar Jupiter, serta kelompok Iapetus dan Phoebe di sekitar Saturnus. Fakta bahwa massa ini adalah 1,23% dari bumi sayangnya hanya merupakan petunjuk kecil di antara banyak petunjuk yang mendukung usulan mekanisme asal usul tumbukan. Sayangnya, teori populer saat ini seperti "sebuah benda seukuran Mars menabrak Bumi yang baru terdiferensiasi dan menghancurkan banyak material" mempunyai beberapa permasalahan yang mengganggu. Meskipun proses ini telah terbukti mungkin dilakukan, namun hal tersebut tidak menjamin bahwa hal tersebut mungkin terjadi. seperti ini, seperti “mengapa hanya satu Bulan yang terbentuk pada saat itu?”, “mengapa Bulan lain tidak terbentuk pada waktu yang lain?”, “mengapa mekanisme ini berhasil di planet Bumi, tetapi tidak di planet tetangga kita, Venus, Mars, dan Air raksa?" kepikiran.

Massa Bulan terlalu kecil untuk dimasukkan ke dalam kategori yang sama dengan Charon milik Pluto. 8.3/1 Perbandingan massa Pluto dan Charon, suatu koefisien yang menunjukkan bahwa pasangan benda-benda tersebut terbentuk oleh percabangan kondensasi, perputaran benda yang hampir cair, dan sangat jauh dari nilai 81.3/1. perbandingan massa bumi dan bulan.

Kita mengetahui massa bulan dalam satu bagian dari 10 9 . Namun kita tidak dapat menghilangkan perasaan bahwa jawaban umum terhadap pertanyaan ini adalah “terus kenapa”. Pengetahuan ini tidak cukup sebagai petunjuk atau petunjuk tentang asal usul pasangan surgawi kita. Faktanya, dalam salah satu volume terbaru setebal 555 halaman tentang subjek tersebut, 42 indeksnya bahkan tidak memasukkan “massa bulan” sebagai entri!

Referensi

(1) I.Newton, Prinsip, 1687. Di sini kita menggunakan karya Sir Isaac Newton Prinsip Matematika Filsafat Alam, diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris oleh Andrew Motte pada tahun 1729; terjemahan direvisi dan dilengkapi dengan lampiran sejarah dan penjelasan oleh Florian Cajori, Volume 2: Sistem Dunia(Universitas California Press, Berkeley dan Los Angeles), 1962.

(2) P.-S. Laplace, Nona. Acad.des Sciences, 45, 1790.

(3) P.-S. Laplace, Buku 5, Livre 13 (Bachelier, Paris), 1825.

(4) P.-S. Laplace, Traite de Mechanique Celeste, Jilid 3 (rimprimerie de Crapelet, Paris), 1802, hal, 156.

(5) P.-S. Laplace, Traite de Mechanique Celeste, Jilid 4 (Courcicr, Paris), 1805, hal. 346.

(6) HP Finlayson, MNRAS, 27, 271, 1867.

(7) KAMI, Fcrrel, Penelitian Pasang Surut. Lampiran Laporan Survei Pantai tahun 1873 (Washington, D.C.) 1874.

(8) W. Harkness, Observatorium Washington, 1885? Lampiran 5, 1891,

(9) CWC Barlow Sc G. H Bryan, Astronomi Matematika Dasar(Universitas Tutorial Press, London) 1914, hal. 357.

(10) GB Airy, Nona. RAS., 17, 21, 1849.

(11) D.Insang, Sejarah Observatorium Cape, 6, 12, 1897.

(12) A.R. Hinks, MNRAS, 70, 63, 1909.

(13) S.Ncwcomb, Tambahan American Ephemeris untuk tSy?(Washington, D.C), 1895, hal. 189.

(14) H.Spencer Jones, MNRAS, 10], 356, 1941.

(15) E.J. Batu, MNRAS, 27, 241, 1867.

(16) R.A.Pengawas, Astronomi Lama dan Nets(Longmans, Green, dan Co., London), )