Орбіта Місяця — траєкторія, за якою Місяць обертається навколо спільного з Землею центру мас, розташованого приблизно за 4700 км від центру Землі[1]. Кожен оберт займає 27,3 земних діб і називається сидеричним місяцем. У середньому Місяць віддалений від центру Землі на 60 земних радіусів. Маючи орбітальну швидкість 1,023 км/с, Місяць на небосхилі щогодину переміщається на 0,5 ° щодо зірок, що приблизно збігається з його видимим діаметром. На відміну від більшості супутників планет Сонячної системи, орбіта Місяця практично лежить у площині екліптики (нахил всього 5,1 °), а не в площині земного екватора.

Анімація орбіти Місяця навколо Землі
Анімація орбіти Місяця навколо Землі - полярний вид
Полярний вид
Анімація орбіти Місяця навколо Землі - екваторіальний вид
Екваторіальний вид
      Місяць ·       Земля

Орбіта Місяця являє собою майже круглий еліпс навколо Землі (велика та мала піввісь 384 400 км і 383 820 км відповідно: різниця лише 0,16 %)[2]. Однак, вона є досить складною і для її розрахунку необхідно враховувати багато чинників, зокрема і потужний вплив Сонця, яке притягує Місяць у 2,2 разів дужче, ніж Земля[3]. З цієї причини Сонце відіграє домінуючу роль у збуренні руху Місяця. Постійно змінювані відстані та відносне положення між Сонцем, Місяцем і Землею, нахил орбіти Місяця, сплющеність Землі та (меншою мірою) гравітаційне тяжіння інших планет впливають на параметри орбіти Місяця[4]. Ці ефекти математично описуються законами Кассіні[en][5].

Більш точно рух Місяця навколо Землі можна представити як поєднання кількох рухів:

  • Місяць робить повний оберт навколо Землі відносно нерухомих зір, його сидеричний період, приблизно раз на 27,3 земних дня. Однак, оскільки система Земля-Місяць одночасно рухається по своїй орбіті навколо Сонця, їй потрібно трохи більше часу, 29,5 днів, щоб повернутися в ту саму місячну фазу, завершивши повний цикл та повернутися в те саме положення на небі[6][4]. Цей синодичний період або синодичний місяць зазвичай називають місячним і дорівнює тривалості сонячного дня на Місяці[7].
  • Поворот площини місячної орбіти, її вузлів (точок перетину орбіти з екліптикою) з періодом 18,6 року. Рух прецесійний, тобто довготи вузлів зменшуються[4].
  • Поворот великої осі місячної орбіти (лінії апсид) з періодом 8,8 року (відбувається в протилежному напрямку, ніж зазначений вище рух вузлів, тобто довгота перигею збільшується)[4].
  • Періодична зміна нахилу місячної орбіти до екліптики у межах від 5,0° до 5,3° із середнім значенням 5,145°[4].
  • Періодична зміна розмірів місячної орбіти: перигею від 356 355 до 370 399 км, а апогею від 404 042 до 406 725 км[4].
  • Поступове віддалення Місяця від Землі внаслідок припливного прискорення (приблизно на 3,8 см на рік)[8], при цьому неперіодична складова орбіти є спіраллю, що повільно розкручується[9].
Мінімальна, середня та максимальна відстані Місяця до Землі з його кутовим діаметром, як видно з поверхні Землі, у масштабі

До середини 2020-х на орбіті Місяця може з'явитися космічна станція NASA. Аґентство співпрацює з компаніями на кшталт Moon Express, щоб почати наукові дослідження на Місяці.[10]

Параметр орбіти Значення
Велика піввісь 384 748  км[11]
Середня відстань між центрами Землі і Місяця 385 000  км[12]
Відстань в перигеї ~ 362600  км
(356400 — 370400  км)
Відстань в апогеї ~ 405400  км
(404000 — 406700  км)
Середній ексцентриситет 0.0549006
(0,026 — 0,077)[13]
Середній нахил орбіти до екліптики 5,14 °
(4,99 — 5,30)[13]
Середній нахил осі обертання 6.58°
Середнє нахил місячного екватора до екліптики 1,543 °
Період місячної прецесії 18,5996 років

Примітки

ред.
  1. Gerald North. Observing the Moon: The Modern Astronomer's Guide. — Cambridge University Press, 2000. — P. 3. — ISBN 9780521622745.
  2. Moon Fact Sheet (англ.). NASA. 23 березня 2010. Процитовано 7 липня 2024.
  3. Hofmeister, Anne M.; Criss, Robert E.; Criss, Everett M. (2022-09). Theoretical and Observational Constraints on Lunar Orbital Evolution in the Three-Body Earth-Moon-Sun System. Astronomy (англ.). Т. 1, № 2. с. 58—83. doi:10.3390/astronomy1020007. ISSN 2674-0346. Процитовано 10 серпня 2024.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  4. а б в г д е NASA - Eclipses and the Moon's Orbit. eclipse.gsfc.nasa.gov. Процитовано 10 серпня 2024.
  5. Barkin, Yu. V.; Ferrandiz, Jose; Jin, Shuanggen; Barkin, M. Yu. (1 листопада 2018). Cassini's motions of the Moon and Mercury and possible excitations of free librations. Geodesy and Geodynamics. Т. 9, № 6. с. 474—484. doi:10.1016/j.geog.2018.01.005. ISSN 1674-9847. Процитовано 11 серпня 2024.
  6. Spudis, Paul D. (3 липня 2013). World Book at NASA. Moon. web.archive.org (англ.). NASA. Процитовано 30 липня 2024.
  7. Williams, Matt (10 липня 2017). How Long is a Day on the Moon?. Universe Today (амер.). Процитовано 5 серпня 2024.
  8. Moon Fact Sheet (англ.). NASA. 23 березня 2010. Процитовано 7 липня 2024.
  9. Williams, George E. (2000-02). Geological constraints on the Precambrian history of Earth's rotation and the Moon's orbit. Reviews of Geophysics (англ.). Т. 38, № 1. с. 37—59. doi:10.1029/1999RG900016. ISSN 8755-1209. Процитовано 11 серпня 2024.
  10. 2020 року NASA запустить постійну станцію на орбіті Місяця. Tokar.ua (укр.). 2 серпня 2018. Архів оригіналу за 25 листопада 2018. Процитовано 25 листопада 2018.
  11. M. Chapront-Touzé, J. Chapront (1983). The lunar ephemeris ELP-2000. Astronomy & Astrophysics. 124: 54. Bibcode:1983A&A...124...50C.
  12. M. Chapront-Touzé, J. Chapront (1988). ELP2000-85: a semi-analytical lunar ephemeris adequate for historical times. Astronomy & Astrophysics. 190: 351. Bibcode:1988A&A...190..342C.
  13. а б Jean Meeus, Mathematical astronomy morsels (Richmond, VA: Willmann-Bell, 1997) 11–12.