în octombrie 2017, Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) sărbătorește o sută de zile de colectare a datelor științifice pe lună. O sută de zile de lună. Aceasta înseamnă 100 de oportunități de a observa schimbările de la noapte la zi, de a fotografia suprafața în diferite unghiuri ale soarelui, de a măsura temperaturile în creștere și în scădere și de a studia modul în care anumite substanțe chimice reacționează la ciclul zilnic de lumină și temperatură, printre altele. Dar s-ar putea să vă întrebați…
ce este o zi lunară?
la ce ne referim când spunem că LRO a fost la lună timp de 100 de zile lunare? Răspunsul scurt este acesta: o zi este durata de timp dintre două noons sau apusuri de soare. Asta înseamnă 24 de ore pe Pământ, 708,7 ore (29,53 zile pe pământ) pe lună. Putem vedea o zi care trece pe lună urmărind ciclul său de faze de o lună și, începând cu 16 octombrie 2017, LRO a urmărit acest ciclu de 100 de ori de la începutul misiunii sale de explorare și știință pe 15 septembrie 2009.
dar, așa cum se întâmplă adesea în astronomie, situația este de fapt puțin mai complicată. Problema începe cu doar cuie în jos o definiție a cuvântului zi.
în orice loc de pe Pământ, o zi solară locală este timpul necesar soarelui pentru a reveni în același punct de pe cer. Pentru a fi mai precis, definim o linie pe cer, meridianul, care se desfășoară între due north și due south și trece prin Zenit (punctul drept). Amiază locală este momentul în care soarele este centrat pe meridian, și o zi solară locală este timpul între două noons locale succesive.
durata acestui tip de zi variază pe tot parcursul anului. În prezent, poate fi cu 21 de secunde mai scurt sau cu 29 de secunde mai lung de 24 de ore. Această variație se datorează excentricității orbitei Pământului (orbita este o elipsă, nu un cerc) și oblicitatea eclipticii (axa Pământului este înclinată în raport cu orbita sa).
pentru a nu fi nevoiți să ne resetăm ceasurile tot timpul, este convenabil să definim o zi solară medie, media zilei solare locale pe un an întreg. O zi solară medie durează exact 24 de ore. De fapt, definim o oră ca 1/24 dintr-o zi solară medie.
media zilei solare nu poate fi media unui an arbitrar. Excentricitatea și oblicitatea variază în timp și, din cauza precesiei echinocțiilor, efectul oblicității alunecă prin calendar, consolidând alternativ și anulând efectul excentricității de-a lungul a zeci de mii de ani. Pământul încetinește, de asemenea, în primul rând datorită interacțiunilor mareelor cu luna.
media zilei solare este media teoretică locală a zilei solare, calculată prin fixarea excentricității, oblicității, precesiei și vitezei de rotație la valorile de la prânz în Greenwich, Anglia, la 31 decembrie 1899, folosind teoria mișcării aparente a soarelui dezvoltată de Simon Newcomb în anii 1890.
acum avem ceasuri atomice extrem de precise. Definim lungimea unei secunde ca un anumit număr de unde în radiația unui atom de cesiu și spunem că o zi solară medie este de 86400 din aceste secunde. Pentru continuitatea istorică, numărul de valuri a fost ales astfel încât această secundă să fie 1/86400 din ziua solară medie definită de teoria lui Newcomb.
conceptul de zi solară poate fi extins la alte corpuri din sistemul solar, inclusiv Luna noastră. O zi solară medie pe lună, o zi lunară pe scurt, este de 29.5306 zile pe Pământ. Zilele lunare locale pot varia chiar mai mult decât zilele solare pe Pământ, cu peste 6 ore mai scurte sau cu 7 ore mai lungi decât media. Cele 100 de zile lunare sărbătorite de LRO în octombrie 2017 sunt zile lunare medii.
deoarece Luna este închisă în mod ordonat pe Pământ, ea arată întotdeauna Pământului aceeași față. Aceasta înseamnă, de asemenea, că se rotește în același ritm cu care orbitează. O zi lunară durează exact atâta timp cât o orbită completă în raport cu soarele. O zi lunară corespunde, de asemenea, unui ciclu complet al fazelor vizibile de pe Pământ, deci o zi lunară este aceeași cu o lună sinodică.
în acest moment, nu ar trebui să vă surprindă că există alte tipuri de zile (siderale, de exemplu) și luni (anomaliste și draconice, pentru a numi două). Dar asta e o poveste pentru altă dată.