Апогей: определение и значение термина¶

Апогей — точка орбиты небесного тела (обычно Луны или искусственного спутника Земли), находящаяся на наибольшем удалении от центра Земли. Термин происходит от греческих слов ἀπό («из, от») и γαῖα («Земля»). В переносном смысле словом «апогей» обозначают высшую точку, расцвет, кульминацию какого-либо процесса или явления.

¶Астрономическое значение

В небесной механике апогей является одной из двух ключевых точек эллиптической орбиты, второй из которых выступает перигей — ближайшая к Земле точка. Линия, соединяющая апогей и перигей, называется линией апсид. Положение апогея не является статичным: вследствие различных гравитационных возмущений (в первую очередь от Солнца) линия апсид медленно вращается в плоскости орбиты.

Расстояние от Земли до апогея зависит от эксцентриситета орбиты. Для Луны, чья орбита имеет заметный эксцентриситет (около 0,0549), расстояние в апогее составляет примерно 405 500 км, тогда как в перигее — около 363 300 км. Разница между этими значениями достигает почти 42 000 км, что существенно влияет на видимый угловой размер Луны: в апогее спутник выглядит примерно на 12 % меньше и тусклее, чем в перигее.

Для искусственных спутников Земли высота апогея является одной из важнейших характеристик орбиты. Например, у высокоэллиптических спутников типа «Молния» апогей достигает около 40 000 км, что обеспечивает длительное нахождение спутника над территорией России. У геостационарных спутников орбита практически круговая, поэтому значения апогея и перигея почти совпадают (около 35 786 км).

¶Движение в апогее

В точке апогея орбитальная скорость тела минимальна. Согласно второму закону Кеплера (закону площадей), тело движется быстрее вблизи перигея и медленнее вдали от него. Для Луны скорость в апогее составляет около 0,97 км/с, тогда как в перигее — около 1,08 км/с. Именно вблизи апогея Луна движется по небесной сфере наиболее медленно, что иногда используется астрономами для удобства наблюдений.

Для космических аппаратов апогей является точкой, в которой выполняются различные манёвры, требующие наименьших энергетических затрат. Например, перевод спутника на геостационарную орбиту с геопереходной осуществляется включением двигателя именно в апогее, когда скорость минимальна, а требуемое изменение скорости (дельта-v) наименьшее.

¶Суперлуние и микролуние

Совпадение полнолуния или новолуния с прохождением Луной перигея называется суперлунием, а с прохождением апогея — микролунием. В момент микролуния видимый диаметр лунного диска минимален, а освещённость ночного неба в полнолуние — наименьшая. Разница в яркости между суперлунием и микролунием может достигать 30 %, что заметно невооружённым глазом.

¶Апогей в переносном смысле

В гуманитарных науках и публицистике термин «апогей» используется метафорически для обозначения высшей точки развития, наивысшего расцвета какого-либо явления, государства, культуры или карьеры. Например, говорят об апогее могущества Римской империи при императоре Траяне (начало II века н. э.), об апогее славы какого-либо полководца или об апогее кризиса. В этом значении термин является стилистически нейтральным и употребляется как в научной литературе, так и в разговорной речи.

Синонимами в переносном значении выступают слова «вершина», «кульминация», «зенит», «расцвет», «пик». Антонимом — «закат», «упадок», «деградация».

¶Отличие от смежных терминов

Апогей следует отличать от зенита — точки небесной сферы, расположенной вертикально над наблюдателем. Зенит не связан с орбитальным движением и определяется исключительно положением наблюдателя на поверхности Земли. Также апогей не следует путать с афелием — точкой орбиты, наиболее удалённой от Солнца (для тел, обращающихся вокруг Солнца, включая Землю), и с апоцентром — общим названием наиболее удалённой точки орбиты от центрального тела в любой гравитационной системе.

¶Практическое значение

Расчёт положения апогея необходим для:

• прогнозирования времени видимости спутников и Международной космической станции;
• планирования коррекций орбит космических аппаратов;
• расчёта приливов, поскольку в апогее приливообразующая сила Луны минимальна;
• определения точных эфемерид Луны для навигации и астрономических наблюдений.

Для Луны положение апогея меняется циклически с периодом около 8,85 года (период вращения линии апсид), что учитывается в теории лунного движения.

¶История изучения

Неравномерность движения Луны и изменение её видимого размера были известны ещё древнегреческим астрономам. Гиппарх во II веке до н. э. определил эксцентриситет лунной орбиты и установил, что апогей Луны смещается со временем. Иоганн Кеплер в начале XVII века математически описал эллиптическую форму орбит, что дало строгое определение апогея. С развитием космонавтики в XX веке понятие апогея стало применяться к орбитам искусственных спутников, а методы расчёта были автоматизированы.