前言
远古以来,月球是离我们最近的天体。很自然地,人们想去月球上。但是,飞到那里又有多远呢?
什么是地球到月球间的距离
理论上讲,从地球到月球的距离是指两者间中心的距离,而且是可以测量的,但是,通过日常生活中常用的方法来衡量这个距离是不可能的。因此,只能通过三角公式来计算它们间的距离。
月球的近地点和远地点
谈到这个概念时,我们应该记住,在月球轨道的每一点上,我们的地球到月球的距离都是不一样的,原因是月球的轨道呈椭圆形。月球轨道的最近点称为近地点,最远点称为远地点。因此,在近地点到地球的距离将达到357000公里,而远地点到地球的距离将达到406000公里。人们通常谈到地球到月球的距离是指平均距离,即:384,399公里。
到达月球的时间
宇宙飞船将不得不花费很长的时间飞向月球,而且这种飞行形式并不是以直线飞行。按照第二空间速度(11.2公里/秒)计算的话,理论上,其飞行时间将需要10个小时,但事实上,花费的时间会更长。之所以要花费这么长的时间,是因为飞船在大气层中要逐渐提高速度,使其能从地球引力场中逸出,并到达第二空间速度。然后,当飞船接近月球时,将不得不减速。顺便说一下,这个速度是现代太空船达到的最大速度。
根据官方数据,1969年,美国人飞往月球所消耗的时间为76小时。
可以想象一下,如果以5公里/小时的速度步行到月球,则大约9年的时间;如果以100公里/小时的速度开车去月球上,则需要160天;如果乘坐飞机到月球的话,则需要飞行持续飞行大约20天。
如何测量?
从地球到月球的距离
从过去,人们就试着去测量地球到月球的距离,首先从最基本的角度测量工具中获得数据,利用几何方程建立了“阿里斯塔克斯”体系。通过计算,阿里斯塔克斯认为,地球到月球的距离为80个地球半径,即:地球半径6 371公里,乘以80,就可以得到509 680公里;而阿基米德认为,地球到月球的距离为62个地球半径,即 :6,371 * 62 = 395,002公里。
公元前二世纪,一位名叫希帕克斯的数学家和天文学家认为,到月球的距离比我们地球的半径大60倍,得出这一结论,是基于他对月球运动及其周期性日食的观察。
由于在月食时,太阳和月亮具有相同的角度大小,因此,根据三角形相似性的性质,可以求出到太阳和月球的距离之比;再次应用这些性质,Hipparchus计算出,地球直径是月球直径的2.5倍,即:RL = R3 / 2.5。
从1'的角度,人们可以观察到一个大小比它距离小3,483倍的物体,这一点在Hipparchus时代就已经是众所周知的。
因此,到月球的距离是地球的232 * Rz / 2.5 = 60个半径,即:6 371 * 60 = 382 260公里。最有趣的是,借助现代仪器进行测量,证实了古代科学家的正确性。
当然现在,我们可以在激光仪器的帮助下,能够精确地测量到月球的距离。同时,测量时间可以在很短时间内完成。
有趣的事实
1.可以将太阳系中的所有其他行星放置在地球和月球之间;2.每年,地球到月球的距离大约会平均增加4厘米,原因在于,行星沿着螺旋轨道的运动以及地球和月球引力相互作用的逐渐下降;3.从理论上讲,太阳系的所有其他行星都可以放置在地球和月球之间。如果把包括冥王星在内所有行星的直径加起来,那就得到一个为382100公里的值。
结语
毫无疑问,我们今天谈论的是地球与月球间的距离问题,就它的测量而言,我们不得不佩服古代科学的“先进性”,但同时也遵循了自然科学原理,在一定条件下,是没有办法动摇的,例如,三角形的相似性。
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