НОА 2006, II кръг (областен), 9–10 клас — Задача 3
IX Национална олимпиада по астрономия 2006, II кръг, ученици от 9-10 клас · 19 февруари 2006 г.
Условие
На 19 юли 1969 г. в 17h 27m 52s UT (Универсално време) космическият кораб Аполо 11 навлиза в екваториална орбита около Луната. Максималната височина на орбитата над лунната повърхност е 121.7 км, а минималната – 99.6 км. От кораба се отделя спускаемият модул и каца в Морето на спокойствието, близо до лунния екватор. Астронавтите Н. Армстронг и Е. Олдрин стават първите хора, стъпили на Луната. След завръщането им на кораба с пилот М. Колинз, те се отправят обратно към Земята на 22 юли в 04h 55m 42s UT.
• Колко обиколки е направил Аполо 11 около Луната?
• Колко време е изминавало между две последователни прелитания на кораба над лунния модул?
Отговори
•
Времето в орбита е h, а орбиталният период при голяма полуос km е s h.
•
Стойността е за движение на кораба в посоката на околоосното въртене на Луната. При обратна посока h 1 h 58 m 28 s.
Решение
Интервалът от време, през който корабът Аполо 11 е бил в орбита около Луната, е равен на разликата във времената между 17h 27m 52s UT на 19 юли до 04h 55m 42s UT на 22 юли, или общо часа.
Голямата полуос на орбитата на Аполо 11 около Луната е била:
където е радиусът на Луната, а и са съответно минималната и максималната височина на орбитата над лунната повърхност. Орбиталния период на кораба определяме от III закон на Кеплер:
където е гравитационната константа, а е масата на Луната. Получаваме:
Броя направени обиколки намираме като разделим общото време в орбита около Луната на орбиталния период:
За да пресметнем точния интервал от време между две последователни прелитания на кораба над мястото на кацане на лунния модул, трябва да отчетем околоосното въртене на Луната. То става с период, равен на сидеричния лунен месец . Ако допуснем, че корабът Аполо 11 се е движил около Луната в същата посока, в която тя се върти около оста си, то:
Ако Аполо 11 се движи в обратната посока, то:
Оригинал в Архива: NOA2_2006_9-10problems.pdf · официални решения: NOA2_2006_9-10solutions.pdf