Система Земля — Луна

Система Земля — Луна — гравитационно связанная двойная система, состоящая из Земли, Луны и множества небольших объектов, находящихся в их гравитационном поле. Единственная двойная система Внутренней Солнечной системы^[итал.].

Сравнительные размеры Земли и Луны

Состав

В систему входят:

• Планета Земля и её естественный спутник Луна
• Несколько тысяч искусственных спутников и несколько орбитальных станций на орбитах Земли
• Несколько небольших околоземных астероидов (2006 RH₁₂₀, 2020 CD₃)
• Несколько спутников на орбитах Луны и в точке Лагранжа L₂ системы («Цюэцяо»)
• Расположенные в точках Лагранжа L₄ и L₅ системы облака Кордылевского.

Свойства

Поскольку масса Луны составляет около 1/81 от массы Земли, центр масс системы находится на расстоянии 1/82 радиуса лунной орбиты от центра Земли — под земной поверхностью, поэтому система Земля — Луна не является двойной планетой, в отличие например от системы Плутон — Харон. Движение этого центра масс (его геоцентрическая скорость в 82 раза меньше лунной, и примерно равна 12,5 м/с) ответственно за приливы и отливы, являющиеся зримым следствием гравитационной связанности системы (хотя существенным фактором является и гравитация Солнца, всё же она оказывает вдвое меньший эффект)^[1]. Обратное гравитационное воздействие, Земли на Луну, является одной из причин лунотрясений^[2]. Оно могло бы быть гораздо сильнее, если бы Луна не находилась в приливном захвате, из-за которого вектор этого воздействия лишь немного колеблется благодаря либрации.

Срез гравитационных колодцев Земли и Луны. P — точка Лагранжа L₁.

В ночном небе Земли Луна является крупнейшим светилом. Её вид меняется с периодом в 29,5 суток. При полнолунии свет Луны (точнее, отражённый ею свет Солнца) имеет звёздную величину −12,7^m. Земля же на небе Луны видна лишь в её видимом полушарии, зато является крупнейшим и вторым по яркости после Солнца светилом (лунной ночью — самым ярким).

Применение

Точка L₁ системы, удалённая от центра Земли примерно на 315 тыс. км^[3], может стать идеальным местом строительства орбитальной станции, позволяющей добраться до Луны с минимальными затратами топлива и стать ключевым узлом грузопотока между Землёй и Луной^[4]. Однако на 2022 год ни одного космического аппарата в этой точке пока нет.

В 2022 году журнал Physical Review Letters опубликовал статью, в которой систему предлагается использовать в качестве огромного естественного детектора гравитационных волн — с помощью высокоточной локации расстояния до Луны^[5].

Транзит Луны перед Землёй, снятый из точки Лагранжа L₁ системы Солнце—Земля аппаратом DSCO в 2015 году, с расстояния до Земли около 1,6 млн км.

См. также

• Система Солнце — Юпитер
• Система Плутон — Харон