Диаметр Луны и её размеры¶

Диаметр Луны — линейный размер единственного естественного спутника Земли, составляющий в среднем около 3474,8 километра. По этому показателю Луна занимает пятое место среди спутников планет Солнечной системы, уступая Ганимеду, Титану, Каллисто и Ио. Диаметр Луны примерно в 3,67 раза меньше земного экваториального диаметра, а по объёму спутник меньше Земли почти в 50 раз.

¶Основные числовые параметры

Луна не является идеальным шаром: она слегка сплюснута и имеет заметную асимметрию, поэтому её диаметр зависит от направления измерения.

Разница между экваториальным и полярным диаметрами составляет около 4 километров, то есть полярная сплюснутость крайне мала. Это отличает Луну от быстро вращающихся планет-гигантов, у которых сжатие выражено значительно сильнее.

¶Методы измерения

Определение диаметра Луны опирается на знание её расстояния от Земли и углового размера диска.

• Угловой диаметр. С Земли видимый поперечник Луны меняется примерно от 29,3 до 34,1 угловой минуты. Это связано с эллиптичностью лунной орбиты: в перигее спутник ближе к наблюдателю, в апогее — дальше.
• Расстояние. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны составляет около 384 400 километров. Зная расстояние и угловой размер, линейный диаметр вычисляют по геометрической формуле.
• Лазерная локация. С 1969 года на поверхность Луны были доставлены уголковые отражатели. Измеряя время возврата лазерного импульса, учёные определяют расстояние с точностью до сантиметров, что уточняет и линейные размеры.
• Радиолокация и космические аппараты. Наблюдения с орбитальных станций и измерения с посадочных модулей позволяют уточнять форму спутника и его рельеф.

¶Сравнение с другими объектами

По диаметру Луна сопоставима с некоторыми крупными спутниками и малыми планетами.

• Меркурий имеет диаметр около 4879 километров, то есть заметно крупнее Луны.
• Европа, спутник Юпитера, уступает Луне по диаметру примерно на 350 километров.
• Плутон по диаметру (около 2377 километров) меньше Луны.
• Титан, спутник Сатурна, крупнее Луны примерно на 400 километров.

Среди спутников планет Луна выделяется не столько размером, сколько относительной величиной по сравнению со своей планетой: отношение диаметров Луны и Земли — одно из самых больших в Солнечной системе. Именно поэтому систему Земля — Луна иногда называют двойной планетой.

¶Следствия размеров

Диаметр Луны напрямую связан с рядом наблюдаемых явлений.

• Полные солнечные затмения. Совпадение видимых угловых размеров Луны и Солнца (около 0,5 градуса) позволяет диску Луны почти полностью закрывать солнечный диск. Это совпадение — следствие конкретного соотношения диаметров и расстояний.
• Гравитация и приливы. Масса, пропорциональная кубу радиуса, определяет силу притяжения Луны, которая вызывает морские приливы и отливы на Земле.
• Отсутствие атмосферы. Небольшая масса и низкая гравитация (около 1,62 м/с², примерно шестая часть земной) не позволили Луне удержать плотную газовую оболочку.
• Остывание и рельеф. Меньший, чем у Земли, объём означает более быстрое остывание недр, что сказалось на характере вулканической активности в прошлом.

¶История представлений

Античные астрономы, в частности Аристарх Самосский и Гиппарх, оценивали размеры Луны, сопоставляя её с Землёй и анализируя лунные затмения. Их оценки, основанные на геометрических построениях, были удивительно близки к современным. В XVII веке телескопические наблюдения Галилео Галилея и последующие измерения углового диаметра уточнили представления о размерах спутника. Точные значения были получены лишь в XX веке с развитием радиолокации и космонавтики.

¶Значение для исследований

Знание точного диаметра Луны необходимо для картографирования поверхности, планирования посадок космических аппаратов, расчёта орбит и траекторий. Данные о размерах спутника используются в задачах небесной механики, геодезии и при изучении эволюции системы Земля — Луна. По современным данным, Луна постепенно удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра в год, что в отдалённой перспективе скажется и на наблюдаемых угловых размерах спутника.

Источники: данные NASA о параметрах Луны; материалы Международного астрономического союза; учебные курсы по астрономии и небесной механике; результаты лунной лазерной локации.