Bulan adalah satelit dari planet kita, menarik perhatian para ilmuwan dan orang-orang yang penasaran sejak dahulu kala. Di dunia kuno, baik astrolog maupun astronom mencurahkan risalah yang mengesankan kepadanya. Para penyair tidak ketinggalan di belakang mereka. Saat ini, sedikit yang berubah dalam pengertian ini: orbit Bulan, fitur permukaan dan interiornya dipelajari dengan cermat oleh para astronom. Penyusun horoskop juga tidak mengalihkan pandangan darinya. Pengaruh satelit di Bumi sedang dipelajari oleh keduanya. Para astronom mempelajari bagaimana interaksi dua benda kosmik mempengaruhi pergerakan dan proses lain dari masing-masing benda. Selama mempelajari bulan, pengetahuan di bidang ini telah meningkat secara signifikan.
Asal
Menurut para ilmuwan, Bumi dan Bulan terbentuk pada waktu yang hampir bersamaan. Kedua tubuh tersebut berusia 4,5 miliar tahun. Ada beberapa teori tentang asal usul satelit. Masing-masing menjelaskan fitur tertentu dari Bulan, tetapi meninggalkan beberapa pertanyaan yang belum terselesaikan. Teori tumbukan raksasa dianggap paling mendekati kebenaran saat ini.
Menurut hipotesis, sebuah planet yang ukurannya mirip dengan Mars bertabrakan dengan Bumi muda. Tabrakan itu bersifat tangensial dan menyebabkan pelepasan sebagian besar materi benda kosmik ini ke luar angkasa, serta sejumlah "materi" terestrial tertentu. Dari zat tersebut, terbentuk objek baru. Jari-jari orbit Bulan awalnya enam puluh ribu kilometer.
Hipotesis tabrakan raksasa menjelaskan dengan baik banyak fitur struktur dan komposisi kimia satelit, sebagian besar karakteristik sistem Bulan-Bumi. Namun, jika kita mengambil teori sebagai dasar, beberapa fakta masih tetap tidak dapat dipahami. Dengan demikian, kekurangan zat besi pada satelit hanya dapat dijelaskan dengan fakta bahwa pada saat tumbukan, diferensiasi lapisan dalam telah terjadi pada kedua benda tersebut. Sampai saat ini, tidak ada bukti bahwa hal seperti itu terjadi. Namun, terlepas dari argumen kontra seperti itu, hipotesis dampak raksasa dianggap sebagai yang utama di seluruh dunia.
Parameter
Bulan, seperti kebanyakan satelit lainnya, tidak memiliki atmosfer. Hanya jejak oksigen, helium, neon, dan argon yang telah ditemukan. Oleh karena itu, suhu permukaan di area yang terang dan gelap sangat berbeda. Di sisi cerah, bisa naik ke +120, dan di sisi gelap bisa turun ke -160.
Jarak rata-rata antara Bumi dan Bulan adalah 384.000 km. Bentuk satelit hampir bulat sempurna. Perbedaan antara jari-jari khatulistiwa dan kutub kecil. Jaraknya masing-masing 1738,14 dan 1735,97 km.
Revolusi penuh Bulan mengelilingi Bumimembutuhkan waktu lebih dari 27 hari. Pergerakan satelit melintasi langit bagi pengamat ditandai dengan perubahan fase. Waktu dari satu bulan purnama ke bulan purnama lainnya agak lebih lama dari periode yang ditunjukkan dan kira-kira 29,5 hari. Perbedaan tersebut muncul karena Bumi dan satelit juga bergerak mengelilingi Matahari. Bulan harus melakukan perjalanan sedikit lebih dari satu lingkaran untuk kembali ke posisi semula.
Sistem Bumi-Bulan
Bulan adalah satelit, agak berbeda dari objek serupa lainnya. Fitur utamanya dalam pengertian ini adalah massanya. Diperkirakan 7,351022 kg, yang kira-kira 1/81 dari parameter Bumi yang sama. Dan jika massa itu sendiri bukanlah sesuatu yang luar biasa di luar angkasa, maka hubungannya dengan karakteristik planet tidak biasa. Sebagai aturan, rasio massa dalam sistem satelit-planet agak lebih kecil. Hanya Pluto dan Charon yang bisa membanggakan rasio yang sama. Kedua benda kosmik ini beberapa waktu lalu mulai dicirikan sebagai sistem dua planet. Tampaknya penunjukan ini juga berlaku dalam kasus Bumi dan Bulan.
Bulan di orbit
Satelit membuat satu revolusi mengelilingi planet relatif terhadap bintang-bintang per bulan sideris, yang berlangsung 27 hari 7 jam dan 42,2 menit. Orbit Bulan berbentuk elips. Pada periode yang berbeda, satelit terletak lebih dekat ke planet ini, atau lebih jauh darinya. Jarak antara Bumi dan Bulan berubah dari 363.104 menjadi 405.696 kilometer.
Dengan lintasan satelitsatu lagi bukti terhubung mendukung asumsi bahwa Bumi dengan satelit harus dianggap sebagai sistem yang terdiri dari dua planet. Orbit Bulan tidak terletak di dekat bidang ekuator Bumi (seperti pada kebanyakan satelit), tetapi praktis di bidang rotasi planet mengelilingi Matahari. Sudut antara ekliptika dan jalur satelit sedikit lebih dari 5º.
Orbit Bulan mengelilingi Bumi dipengaruhi oleh banyak faktor. Dalam hal ini, menentukan lintasan satelit yang tepat bukanlah tugas yang mudah.
Sedikit sejarah
Teori yang menjelaskan bagaimana bulan bergerak ditemukan pada tahun 1747. Penulis perhitungan pertama yang membawa para ilmuwan lebih dekat untuk memahami fitur orbit satelit adalah ahli matematika Prancis Clairaut. Kemudian, pada abad kedelapan belas yang jauh, revolusi Bulan mengelilingi Bumi sering diajukan sebagai argumen yang bertentangan dengan teori Newton. Perhitungan yang dibuat dengan menggunakan hukum gravitasi universal sangat berbeda dari pergerakan satelit yang tampak. Clairaut memecahkan masalah ini.
Masalah ini dipelajari oleh ilmuwan terkenal seperti d'Alembert dan Laplace, Euler, Hill, Puiseux, dan lainnya. Teori modern tentang revolusi bulan sebenarnya dimulai dengan karya Brown (1923). Penelitian ahli matematika dan astronom Inggris membantu menghilangkan perbedaan antara perhitungan dan pengamatan.
Bukan tugas yang mudah
Pergerakan Bulan terdiri dari dua proses utama: rotasi di sekitar porosnya dan sirkulasi di sekitar planet kita. Tidak akan terlalu sulit untuk mendapatkan teori yang menjelaskan pergerakan satelit jikaorbitnya tidak dipengaruhi oleh berbagai faktor. Ini adalah daya tarik Matahari, dan fitur-fitur bentuk Bumi, dan medan gravitasi planet lain. Pengaruh tersebut mengganggu orbit dan memprediksi posisi Bulan yang tepat dalam periode tertentu menjadi tugas yang sulit. Untuk memahami apa yang terjadi di sini, mari kita membahas beberapa parameter orbit satelit.
Node naik dan turun, garis apsides
Seperti yang telah disebutkan, orbit Bulan condong ke ekliptika. Lintasan dua benda berpotongan pada titik-titik yang disebut node naik dan turun. Mereka terletak di sisi yang berlawanan dari orbit relatif terhadap pusat sistem, yaitu Bumi. Garis khayal yang menghubungkan kedua titik ini disebut garis simpul.
Satelit paling dekat dengan planet kita pada titik perigee. Jarak maksimum memisahkan dua badan antariksa saat Bulan berada pada puncaknya. Garis yang menghubungkan kedua titik ini disebut garis apsides.
Gangguan orbit
Sebagai akibat dari pengaruh sejumlah besar faktor pada pergerakan satelit, sebenarnya, itu adalah jumlah dari beberapa pergerakan. Pertimbangkan yang paling mencolok dari gangguan yang muncul.
Yang pertama adalah regresi garis simpul. Garis lurus yang menghubungkan dua titik perpotongan bidang orbit bulan dan ekliptika tidak tetap di satu tempat. Bergerak sangat lambat ke arah yang berlawanan (itulah sebabnya disebut regresi) dengan pergerakan satelit. Dengan kata lain, bidang orbit Bulanberputar di luar angkasa. Dia membutuhkan waktu 18,6 tahun untuk membuat satu putaran penuh.
Garis apses juga bergerak. Pergerakan garis lurus yang menghubungkan apocenter dan periapsis dinyatakan dalam rotasi bidang orbit yang searah dengan pergerakan Bulan. Ini terjadi jauh lebih cepat daripada dalam kasus garis node. Satu putaran penuh membutuhkan waktu 8, 9 tahun.
Selain itu, orbit bulan mengalami fluktuasi dengan amplitudo tertentu. Seiring waktu, sudut antara bidangnya dan ekliptika berubah. Rentang nilainya adalah dari 4°59' hingga 5°17'. Seperti halnya garis simpul, periode fluktuasi tersebut adalah 18,6 tahun.
Akhirnya, orbit Bulan berubah bentuk. Ini membentang sedikit, lalu kembali ke konfigurasi aslinya lagi. Pada saat yang sama, eksentrisitas orbit (tingkat penyimpangan bentuknya dari lingkaran) berubah dari 0,04 menjadi 0,07. Perubahan dan kembali ke posisi semula membutuhkan waktu 8,9 tahun.
Tidak sesederhana itu
Sebenarnya, empat faktor yang perlu diperhatikan dalam perhitungan tidak begitu banyak. Namun, mereka tidak menghabiskan semua gangguan orbit satelit. Faktanya, setiap parameter pergerakan Bulan secara konstan dipengaruhi oleh sejumlah besar faktor. Semua ini memperumit tugas memprediksi lokasi satelit yang tepat. Dan menghitung semua parameter ini seringkali merupakan tugas yang paling penting. Misalnya, perhitungan lintasan Bulan dan akurasinya mempengaruhi keberhasilan misi pesawat ruang angkasa yang dikirim ke sana.
Pengaruh Bulan pada Bumi
Satelit planet kita relatif kecil, tapi dampaknya bagustampak. Mungkin semua orang tahu bahwa Bulanlah yang membentuk pasang surut di Bumi. Di sini kita harus segera membuat reservasi: Matahari juga menyebabkan efek serupa, tetapi karena jarak yang jauh lebih jauh, efek pasang surut bintang sedikit terlihat. Selain itu, perubahan ketinggian air di laut dan samudera juga terkait dengan kekhasan rotasi Bumi itu sendiri.
Pengaruh gravitasi Matahari di planet kita sekitar dua ratus kali lebih besar dari Bulan. Namun, gaya pasang surut terutama bergantung pada ketidakhomogenan medan. Jarak yang memisahkan Bumi dan Matahari menghaluskannya, sehingga efek Bulan yang dekat dengan kita lebih kuat (dua kali lebih besar dari pada kasus luminary).
Gelombang pasang terbentuk di sisi planet yang saat ini menghadap bintang malam. Di sisi yang berlawanan, ada juga air pasang. Jika Bumi diam, maka gelombang akan bergerak dari barat ke timur, terletak persis di bawah bulan. Revolusi penuhnya akan selesai dalam 27 hari ganjil, yaitu dalam satu bulan sideris. Namun, periode rotasi Bumi di sekitar porosnya sedikit kurang dari 24 jam. Akibatnya, gelombang berjalan melintasi permukaan planet dari timur ke barat dan menyelesaikan satu putaran dalam 24 jam 48 menit. Karena gelombang terus-menerus bertemu dengan benua, ia bergeser maju ke arah pergerakan Bumi dan melampaui satelit planet dalam perjalanannya.
Menghapus orbit Bulan
Gelombang pasang menyebabkan sejumlah besar air bergerak. Ini secara langsung mempengaruhi pergerakan satelit. Bagian yang mengesankanMassa planet dipindahkan dari garis yang menghubungkan pusat massa dua benda, dan menarik Bulan ke dirinya sendiri. Akibatnya, satelit mengalami momen gaya, yang mempercepat pergerakannya.
Pada saat yang sama, benua yang bergerak dalam gelombang pasang (bergerak lebih cepat daripada gelombang, karena Bumi berputar pada kecepatan yang lebih tinggi daripada Bulan), mengalami gaya yang memperlambatnya. Ini mengarah pada perlambatan bertahap dalam rotasi planet kita.
Sebagai hasil interaksi pasang surut dari dua benda, serta tindakan hukum kekekalan energi dan momentum sudut, satelit bergerak ke orbit yang lebih tinggi. Ini mengurangi kecepatan bulan. Di orbit, ia mulai bergerak lebih lambat. Hal serupa terjadi dengan Bumi. Ini melambat, menghasilkan peningkatan bertahap dalam panjang hari.
Bulan bergerak menjauh dari Bumi sekitar 38 mm per tahun. Studi ahli paleontologi dan ahli geologi mengkonfirmasi perhitungan para astronom. Proses perlambatan bertahap Bumi dan pengangkatan Bulan dimulai sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, yaitu sejak kedua benda itu terbentuk. Data para peneliti mendukung asumsi bahwa awal bulan lunar lebih pendek, dan Bumi berputar lebih cepat.
Gelombang pasang terjadi tidak hanya di perairan lautan. Proses serupa terjadi baik di mantel maupun di kerak bumi. Namun, mereka kurang terlihat karena lapisan ini tidak mudah dibentuk.
Resesi Bulan dan perlambatan Bumi tidak akan terjadi selamanya. Pada akhirnya, periode rotasi planet akan sama dengan periode revolusi satelit. Bulan akan "melayang" di atas satu areapermukaan. Bumi dan satelit akan selalu diputar pada sisi yang sama satu sama lain. Di sini tepat untuk mengingat bahwa bagian dari proses ini telah selesai. Interaksi pasang surut inilah yang menyebabkan fakta bahwa sisi Bulan yang sama selalu terlihat di langit. Di luar angkasa, ada contoh sistem yang berada dalam kesetimbangan seperti itu. Ini sudah disebut Pluto dan Charon.
Bulan dan Bumi selalu berinteraksi. Mustahil untuk mengatakan tubuh mana yang memiliki pengaruh lebih besar terhadap yang lain. Pada saat yang sama, keduanya terkena sinar matahari. Benda kosmik lain yang lebih jauh juga memainkan peran penting. Memperhitungkan semua faktor tersebut membuat cukup sulit untuk secara akurat membangun dan menggambarkan model gerakan satelit di orbit di sekitar planet kita. Namun, sejumlah besar pengetahuan yang terakumulasi, serta peralatan yang terus meningkat, memungkinkan untuk memprediksi posisi satelit secara akurat kapan saja dan memprediksi masa depan yang menunggu setiap objek secara individual dan sistem Bumi-Bulan sebagai a utuh.
