Astronomie (bewegingen van de maan)

Maan

De maan is ongeveer een kwart zo groot als de planeet waarom hij draait, de aarde. Het oppervlak van de maan is bezaaid met kraters. Sommige zijn zo groot dat ze vanaf de aarde met het blote oog te zien zijn. Met een verrekijker zijn er al heel wat meer details op het maanschijfje te zien, en als men een telescoop gaat gebruiken, ziet men er nog veel meer. Helaas kan men vanaf de aarde maar één zijde van de Maan zien. De andere zijde staat steeds van ons afgekeerd. Dit komt doortdat de maan in ongeveer 27 dagen rond de aarde draait, maar ook in ongeveer 27 dagen rond zijn as. Hierdoor keert de maan altijd de zelfde zijde naar de aarde. De achterkant van de maan had men nog nooit gezien, totdat de Russische ruimtesonde Loena 3 hem in 1959 voor het eerst fotografeerde.

Mare (maanzee). Klik hier.

Met het blote oog zijn duidelijk donkere en lichte gebieden op de maan waar te nemen. De donkere gebieden bestaan uit gestolde lava, dat vroeger uit het binnenste van de maan naar boven kwam zetten. Vroeger dacht men dat deze donkere gebieden zeeën waren. Daarom hebben de donkere gebieden nu nog namen als 'Zee der Stilte' en 'Oceaan der Stormen'. Overigens bleken er aan de achterkant van de maan veel minder 'zeeën' te zijn. Men denkt dat de maankorst daar dikker is, zodat de lava daar vroeger niet zo gemakkelijk naar boven kon komen. Zoals eerder vermeld, kan men slechts één zijde van de maan zien. Dat zou 50% zijn. Maar omdat de baan van de maan niet cirkelvormig is, en de maan sneller draait naarmate hij dichter bij de aarde staat, lijkt de maan een beetje te schommelen, waardoor men net over de maanrand kan kijken, en zo 57% van zijn oppervlak vanaf de aarde kan zien. Dit effect heet libratie.

Zeeën op de Maan. Klik hier.


Vanaf de aarde gezien, vertoont de maan schijngestalten of fasen. Dit houd in dat men soms de maan niet kan zien (nieuwe maan), soms maar een helft kan zien (eerste of laatste kwartier) en dat soms de maan helemaal verlicht is (volle maan). Dit wordt veroorzaakt door het feit, dat de maan zelf geen licht geeft, maar het licht van de zon weerkaatst. Als de maan nu in zijn baan tussen de aarde en de zon instaat, is de, naar ons toegekeerde zijde van de maan, onzichtbaar, terwijl de voor ons niet zichtbare zijde verlicht is. Staat de maan nu 'achter' de aarde, dan is het volle maan. Aan het begin van de maancyclus is het altijd nieuwe maan. Hierna groeit de maan, via een sikkel naar volle maan (de wassende maan). Na volle maan 'krimpt' de maan weer tot een sikkel, om vervolgens weer te verdwijnen( afnemende maan).

De maan is het enige hemellichaam waarop mensen hebben gestaan. Op 21 juli 1969, landden Neil Armstrong en Buzz Aldrin als eerste mensen op de maan. Deze gebeurtenis werd door miljoenen mensen overal ter wereld live op televisie bekeken. Bekend zijn de woorden van Neil, toen hij de eerste stap op de maan zette: "Het is een kleine stap voor een mens, een enorme sprong voor de mensheid."

De voorkant van de maan. Klik hier.
De achterkant van de maan. Klik hier.

Siderische maand

Een siderische maand (van het Latijnse sidus, "ster") is de tijd waarin de maan een volledige omloop om de aarde volbrengt ten opzichte van de vaste sterren. De siderische maand van de maan duurt ongeveer 27,32 dagen, dat is 27 dagen, 7 uur, 43 minuten en 11,6 seconden.

Synodische maand

Siderische maand (1–2) en synodische maand (1–3). Een synodische maand of lunatie is de tijd tussen twee nieuwe manen. Deze maanmaand duurt ongeveer 29,530588 kalenderdagen, dat wil zeggen: 29 dagen, 12 uren, 44 minuten en 2,8 seconden. Het verschil tussen een synodische en een siderische maand is dat de duur van een synodische maand niet wordt berekend aan de hand van steeds terugkerende posities van de maan aan de hemelbol ten opzichte van de (ogenschijnlijk) vaste sterren. In plaats daarvan wordt bij het bepalen van de duur van een synodische maand rekening gehouden met het feit dat de aarde schuin draait ten opzichte van de zon. Een synodische maand duurt daardoor iets langer dan een siderische.

Maansverduistering Klik hier.

Een maansverduistering doet zich voor wanneer de zon, de aarde en de maan op één lijn staan (met de aarde in het midden). Normaal weerkaatst de maan het licht van de zon naar de aarde, maar tijdens een maansverduistering staat de aarde in de weg en ontvangt de maan geen zonlicht: de maan bevindt zich in de schaduw van de aarde. Het zonlicht dat door de aardatmosfeer dringt is rood, wat een rode gloed op de verduisterde maan kan veroorzaken.
Een 'penumbrale' maansverduistering doet zich voor wanneer de maan door de bijschaduw van de aarde trekt en niet door de kernschaduw. In dat geval is de volle maan wat minder helder. Een totale maansverduistering doet zich voor wanneer de maan wel door de kernschaduw (umbra) van de aarde trekt; als slechts een gedeelte van de maan door de umbra gaat, is er sprake van een gedeeltelijke maansverduistering. Maansverduisteringen doen zich alleen voor tijdens volle maan, wanneer de maan tegenover de zon staat. Er doet zich echter niet tijdens elke volle maan een verduistering voor, omdat de baan van de maan ongeveer 5,1° helt ten opzichte van de ecliptica (het vlak waarin de aarde rond de zon draait). Hierdoor kan een maansverduistering alleen optreden als de maan zich in een "knoop" bevindt, één van de twee punten waar het baanvlak de ecliptica snijdt. Meestal gaat de baan onder of boven langs de schaduwkegel van de aarde. In tegenstelling tot zonsverduisteringen, die in een klein gebied van de aarde te zien zijn, zijn maansverduisteringen waarneembaar vanaf elke plek waarvan men de maan kan waarnemen. Dit is op aarde, bij volle maan, dus vrijwel overal waar het nacht is. De verduistering vindt immers plaats op de maan zelf, die geen direct zonlicht ontvangt. Tijdens een maansverduistering op aarde doet zich op de maan een zonsverduistering voor: de aarde staat voor de zon. De Oude Grieken concludeerden dat de aarde een bol was omdat tijdens maansverduisteringen de rand van de schaduw altijd rond was.

Zonsverduistering. Klik hier.

Een zonsverduistering treedt op wanneer de schaduwkegel van de maan de aarde raakt. Het gebied waar de kernschaduwkegel van de maan de aarde raakt is typisch een paar honderd kilometer in doormeter, en daar ziet men de zonsverduistering totaal. Rond de kernschaduwvlek is er een veel groter deel van de aarde dat zich in de bijschaduwkegel van de maan bevindt: daar ziet men de zonsverduistering gedeeltelijk.

De schaduwkegel van de maan zwiept door de ruimte met dezelfde snelheid als de maan in haar baan om de aarde, namelijk 3700 km/h. De aarde draait terzelfdertijd om haar as in dezelfde zin met een snelheid van 1700 km/h (aan de evenaar), waardoor de schaduw van de maan zich over het aardoppervlak beweegt met een relatieve snelheid van om en bij de 2000 km/h. De tocht van de schaduwkegel van de maan over het aardoppervlak kan verscheidene uren duren.

Totale zonsverduistering: als de kernschaduwkegel van de maan de aarde raakt, spreekt men van een totale zonsverduistering. Waar de kernschaduwkegel van de maan de aarde raakt, wordt een totale zonsverduistering als totaal gezien; waar de bijschaduwkegel van de maan de aarde raakt, wordt een totale zonsverduistering als gedeeltelijk gezien. De duur van de totaliteit hangt af van de afstand van de maan: als de maan in de buurt van haar perigeum staat, kan die oplopen tot 7 minuten. Tijdens die totaliteit kan men verschijnselen zien die anders overstraald worden door het felle zonnelicht, zoals protuberansen (zonne-uitbarstingen) en de corona (de zonne-atmosfeer).

Gedeeltelijke zonsverduistering: als de kernschaduwkegel van de maan de aarde nergens raakt, maar de bijschaduwkegel van de maan wel, spreekt men van een gedeeltelijke zonsverduistering. Een gedeeltelijke zonsverduistering wordt dus nergens als totaal gezien!

Ringvormige zonsverduistering: aangezien de kernschaduwkegel van de maan slecht 375 000 km lang is (vergelijk met de gemiddelde afstand aarde-maan van 384 000 km), zal de kernschaduwkegel van de maan de aarde niet kunnen raken als de maan niet voldoende dicht bij haar perigeum staat. In het verlengde van de kernschaduwkegel ziet men dan de rand van de zonneschijf nog uitsteken rond de (te kleine) maanschijf. Men spreekt dan van een ringvormige zonsverduistering. Waar de bijschaduwkegel van de maan de aarde raakt, wordt een ringvorminge zonsverduistering als gedeeltelijk gezien.

Ringvormig-totale zonsverduistering: De afstand tussen de maan en de plek waar (het verlengde van) de kernschaduwkegel van de maan de aarde raakt, is gedurende de verduistering niet helemaal constant ten gevolge van de bolvorm van het aardoppervlak. Er is daarom een grensgeval mogelijk tussen een totale zonsverduistering en een ringvormige zonsverduistering waarbij de eclips gedurende een deel van haar duur totaal is en gedurende het andere deel ringvormig. Men spreekt dan van een ringvormig-totale zonsverduistering. Voor dergelijke eclipsen is het moeilijk zeer precies te bepalen waar zij overgaan van ringvormig naar totaal of omgekeerd, omdat hiervoor rekening moet worden gehouden met de preciese vorm van de aarde (die afwijkt van de bolvorm!) en van het reliëf.

De getijden. Klik hier.

Het water op aarde komt regelmatig omhoog en zakt dan weer terug. Deze bewegingen heten eb en vloed. De hoogste stand van het water heet hoogwater, de laagste stand laagwater. Deze afwisseling van eb en vloed wordt getij genoemd. Dit woord is afgeleid van het woord tijd. Twee keer per etmaal is het eb en vloed. Het opkomen en wegzakken van het water volgt een regelmaat van de klok. Het verschijnsel is terug te voeren op de aantrekkingskracht van de maan en in mindere mate van de zon op aarde. De constante baan van de maan om de aarde zorgt voor een permanente aantrekkingskracht. Daarbij trekt de maan het water van de aarde in feite naar zich toe. Er ontstaat vloed op dat deel van de aarde dat naar de maan is gericht. Ook aan de tegenoverliggende zijde van de aarde ontstaat vloed. Dit wordt veroorzaakt doordat de aarde in feite in zijn geheel naar de maan getrokken wordt. Het water blijft dan als het ware iets achter bij de aarde. In de twee richtingen van de aarde loodrecht op de vloed is het op dat moment eb. Het getijverschil varieert afhankelijk van de plaats op aarde, de grootte van de zee en de stroming. In open oceanen is het verschil tussen eb en vloed relatief gering, tussen 0,5 en 1 meter. In meren en afgesloten zeeën is het verschil zeer klein, in de Middellandse Zee bijvoorbeeld is het getijverschil ongeveer dertig centimeter. Aan de Nederlandse Noordzeekust is het gemiddeld 1,5 meter. Aan de Belgische Noordzeekust is het gemiddeld 3,9 meter. Bij zee-engten zoals tussen Frankrijk en Engeland kunnen grotere getijverschillen optreden. Zo kan het verschil in Bretagne en Normandië oplopen tot vijftien meter.

Springtij en doodtij

Niet alleen de maan oefent zijn aantrekkingskracht uit op het water van de aarde, ook de zon doet dat. De trekkende kracht van de zon is echter veel minder. De zon staat immers veel verder van de aarde vandaan. De invloed van de zon is merkbaar door het optreden van springtij en doodtij. Bij springtij staan maan en zon in één lijn met de aarde. Dit gebeurt bij volle maan of nieuwe maan, dus twee keer per maand. Zon en maan trekken beide vanuit dezelfde richting. Het getij-effect wordt hiermee vergroot. De vloed die optreedt, is groter dan normaal. Bij doodtij gebeurt precies het tegenovergestelde: zon en maan staan in een hoek van negentig graden en trekken vanuit verschillende richtingen aan het water van de aarde. Het effect wordt hierdoor gedempt. De vloed die optreedt is kleiner dan normaal. Ook dit verschijnsel treedt tweemaal per maand op. Als springtij en storm samengaan, kan er een stormvloed optreden. Gelukkig kan springtij voorspeld worden en kunnen tegenwoordig ook goede voorspellingen gedaan worden over te verwachten stormen, zodat mensen zich in de meeste gevallen kunnen voorbereiden op een stormvloed.