Inhoud
De satelliet van de aarde, de maan, is een klein lichaam dat een normaal baanpad rond de bol van de planeet volgt. Het heeft een zijde die constant naar de aarde kijkt, omdat de rotatie ervan synchroon loopt met de rotatiecyclus van de aarde. De maan cirkelt eenmaal per 28 dagen rond onze planeet en heeft enig effect op de getijden en het uitsteeksel van de equatoriale zee. Het cirkelt echter niet over de zon, zelfs niet met zijn toenemende massa. Verschillende factoren bepalen waarom de maan in een baan rond de aarde is en niet de zon.
De oorsprong van de maan
De hypothese was dat de maan het resultaat was van een grote botsing tussen de aarde en een lichaam ter grootte van Mars, meer dan 4,6 miljoen jaar geleden. De overblijfselen van de botsing verenigden zich en vormden de vaste massa van de Maan die we vandaag zien. Het feit dat de aarde een satelliet heeft als gevolg van de botsing, betekent dat het traject van het lichaam ter grootte van Mars de aarde benaderde en niet de zon. Als het de zon had benaderd, zou het kunnen zijn gevangen als een satelliet , op voorwaarde dat de juiste omstandigheden voor de baan bestonden.
De vorming van de maan
De botsing tussen de aarde en de impact van het lichaam moest de juiste snelheid en hoek bevatten voor de vorming van de maan. Als deze hoek iets kleiner was, zou het lichaam het van de grond af hebben geslagen, en het zijn momentum in de ruimte laten voortzetten, waar het door de zwaartekracht van de zon zou zijn gevangen. Door de schraapslag viel het inslaande lichaam uiteen, grote rotsen ter grootte van kleine manen op een hoogte van 22 km. De manen bevonden zich binnen het zwaartekrachtsveld van de aarde, waar ze werden toegevoegd en bevroren in het veel grotere lichaam van de maan.
Orbital voorwaarden
De nieuwe maan die ontstond als gevolg van de botsing moest bepaalde natuurkundige wetten volgen om in een baan rond de aarde te blijven. Zijn massa is toegevoegd aan 1/8 van de aarde. Zijn snelheid, zoals die van vandaag, is ongeveer één kilometer per seconde tijdens zijn reis rond de aarde, terwijl de snelheid van onze planeet rond de zon gelijk is aan 30 kilometer per seconde. Toch beweegt de maan met dezelfde snelheid rond de zon als rond de aarde, in evenwicht houdend. De gemiddelde afstand van de maan tot de aarde is ongeveer 383 km en het rotatieprofiel lijkt op dat van een cirkel met 12 gebogen zijden.
The Hill Sphere
De Amerikaanse astronoom George William Hill heeft berekend dat een kleiner lichaam in een andere grotere baan moet verblijven in een volume waarin het hoofdlichaam de zwaartekracht beïnvloedt op de kleinere, in plaats van op een ander object op afstand. De zwaartekracht van het hoofdlichaam en die van het secundaire lichaam moet worden berekend samen met de middelpuntvliedende kracht die rond de zon beweegt in dezelfde baan om de aarde. De drie factoren, de twee gravitatieberekeningen en de middelpuntvliedende kracht, wanneer ze worden opgeteld, bepalen of de maan in een baan kan blijven of niet. Hill's earth sphere heeft een straal van 1,5 miljoen kilometer en de straal van de Hill's Moon-bol meet 400.000 kilometer, waardoor de maan "opgesloten" blijft in de aarde, waardoor wordt voorkomen dat hij ontsnapt in de zon.