v říjnu 2017 slaví Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) sto dní sběru vědeckých údajů na Měsíci. Sto měsíčních dnů. To je 100 příležitostí pozorovat změny z noci na den, fotografie povrchu v různých Slunce úhly, měřit stoupající a klesající teploty, a studovat, jak určité chemikálie reagují na denní světlo a teplota cyklu, mimo jiné. Ale možná se divíte…
co je lunární den?
co máme na mysli, když říkáme, že LRO byl na měsíci po dobu 100 lunárních dnů? Krátká odpověď zní: den je doba mezi dvěma poledníky nebo západy slunce. To je 24 hodin na Zemi, 708,7 hodin (29,53 pozemských dnů) na Měsíci. Vidíme den, který prochází měsícem sledováním jeho měsíčního cyklu fází, a od 16. Října 2017 LRO sledoval tento cyklus 100krát od začátku své průzkumné a vědecké mise 15. září 2009.
ale jak se v astronomii často stává, situace je ve skutečnosti trochu komplikovanější. Problém začíná pouhým přibitím definice slova den.
v kterémkoli daném místě na Zemi je místní sluneční den Čas potřebný k návratu slunce do stejného bodu na obloze. Přesněji, definujeme-line na obloze, poledníku, který probíhá mezi sever a jih a prochází zenitu (přímo na místě). Místní poledne je čas, kdy je Slunce soustředěno na poledník, a místní sluneční den je čas mezi dvěma po sobě jdoucími místními poledníky.
délka tohoto druhu dne se v průběhu roku mění. V současné době může být o 21 sekund kratší nebo o 29 sekund delší než 24 hodin. Tato změna je způsobena excentricitou oběžné dráhy Země (oběžná dráha je elipsa, nikoli kruh) a šikmostí ekliptiky(osa Země je nakloněna vzhledem k její oběžné dráze).
abychom nemuseli neustále resetovat hodiny, je vhodné definovat průměrný sluneční den, průměr místního slunečního dne za celý rok. Průměrný sluneční den je přesně 24 hodin dlouhý. Ve skutečnosti definujeme hodinu jako 1/24 průměrného slunečního dne.
průměrný sluneční den nemůže být průměr za libovolný rok. Výstřednosti a sklonu v průběhu času měnit, a protože precese rovnodenností, efekt sklonu snímky v kalendáři, střídavě posílení a zrušení vliv excentricity v průběhu desítek tisíc let. Země také zpomaluje, především kvůli přílivovým interakcím s Měsícem.
střední sluneční den je teoretická průměrná místní sluneční den, vypočtený stanovení excentricity, sklonu, precese, a rychlost otáčení na hodnoty v poledne v Greenwich, Anglie, 31. prosince 1899, pomocí teorie Slunce je zdánlivý pohyb vyvinut Simon Newcomb v roce 1890.
nyní Máme velmi přesné atomové hodiny. Definujeme délku sekundy jako určitý počet vln v záření z atomu cesia a říkáme, že průměrný sluneční den je 86400 těchto sekund. Pro historickou kontinuitu byl zvolen počet vln tak, aby tato sekunda byla 1/86400 průměrného slunečního dne definovaného Newcombovou teorií.
koncept slunečního dne lze rozšířit na další tělesa ve sluneční soustavě, včetně našeho Měsíce. Průměrný sluneční den na Měsíci, zkráceně lunární den, je 29.5306 dnů Země. Místní lunární dny se mohou lišit ještě více než sluneční dny na Zemi, více než 6 hodin kratší nebo 7 hodin delší než průměr. 100 lunárních dnů oslavovaných LRO v říjnu 2017 jsou průměrné lunární dny.
vzhledem k tomu, že Měsíc je tidally uzamčen k zemi, vždy ukazuje zemi stejnou tvář. To také znamená, že se otáčí stejnou rychlostí, jakou obíhá. Lunární den trvá přesně tak dlouho, jako jedna úplná oběžná dráha vzhledem ke Slunci. Lunární den také odpovídá jednomu úplnému cyklu fází viditelných ze země, takže lunární den je stejný jako synodický měsíc.
v tomto okamžiku by vás nemělo překvapit, že existují i jiné druhy dnů (například hvězdných) a měsíců (anomalistické a drakonické, abychom jmenovali dva). Ale to je příběh na jindy.