Глядя на Луну, мало кто может подумать, что она медленно удаляется от Земли. Никто так и не думал до конца XX века. В 1969 году в рамках программы «Аполлон» астронавты установили на Луне первые отражающие панели (советские аппараты «Луноход-1», доставленный на Луну в рамках миссии «Луна-17» в 1970 году, и «Луноход-2», доставленный в ходе миссии «Луна-21» в 1973 году, также были оснащены уголковыми отражателями). Теперь мы знаем, что среднее расстояние от Луны до Земли увеличивается примерно на 3,8 см в год.
Собственно, только в сентябре 2022 года вышла статья, в которой специалисты показали, что за 2,5 миллиарда лет Луна отдалилась от Земли на 60 тысяч километров. Это удалось установить именно благодаря уголковым отражателям, установленным в 1969 году.
Само собой, возникает закономерный вопрос: может ли Луна улететь от Земли, и что будет с планетой в этом случае?
Обратимся к астродинамике. У каждого небесного тела есть вторая космическая скорость, которую объекту, находящемуся на нём, необходимо набрать, чтобы без дополнительного ускорения с него улететь.
К примеру, на поверхности Земли вторая космическая скорость равна 11,2 км/с.
Луна находится не на Земле, а во взаимном с ней гравитационном танце, поэтому вторая космическая скорость для неё будет рассчитываться по формулам, указанным на изображении. Расчёт предлагаю опустить. Вторая космическая скорость для Луны относительно Земли равна примерно 1,44 км/с (орбитальная скорость). Её текущая орбитальная скорость равна 1,02 км/с. Таким образом, Луна физически не сможет удалиться от Земли настолько, чтобы оторваться от её гравитационного воздействия и улететь в открытый космос.
Что вообще происходит?
Орбита Луны всё ещё не пришла в равновесие после образования, судя по всему, импактного.
Ну а пока это происходит, влияние на её орбиту оказывает приливное притяжение.
Как и завещал дедушка Ньютон, сила притяжения между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними. Таким образом, сила притяжения Луны действующая на Землю различается в разных частях Земли: на стороне, обращённой к Луне, она больше, а на обратной — меньше. Про приливы и отливы, уверен, знают все. А ещё Луна периодически оказывается между Землёй и Солнцем. В этом случае наша звезда помогает Луне отдаляться.
Тут-то и кроется ответ на вопрос о том, почему Луна удаляется. Поверхность Земли под влиянием приливных сил Луны буквально на несколько миллиметров, но деформируется.
Эта немного вытянувшаяся в сторону Луны часть нашей планеты воздействует своей гравитацией на свой спутник, немного его подталкивая от себя.
Так улетит или нет?
Нет. Тут тоже всё дело в физике. По мере отдаления Луны от Земли взаимное влияние их приливных сил друг на друга будет становиться всё слабее. Согласно расчётам, примерно через 50 миллиардов лет орбита Луны должна стабилизироваться, благодаря чему она с Землёй окажется в приливном захвате. Как итог, Луна навсегда останется над одной из сторон Земли.
Правда, расчёты эти никому не суждено проверить, ведь Солнце примерно через 5 миллиардов лет станет красным гигантом и поглотит систему Земля-Луна. Такие дела.
