De baan van de Maan

De Maan
De Maan met enkele belangrijkste kenmerken.

Sinds mensenheugenis kijken we met ontzag en bewondering naar de Maan. De Maan draait al langer om de Aarde heen dan er leven is op de planeet. In de tijd begonnen astronomen en wetenschappers met regelmatige waarnemingen en berekenden ze de baan. Door dit te doen leerden ze enkele interessante feiten over de Maan.

Zo is bijvoorbeeld de tijd dat de Maan om haar as draait gelijk aan de tijd die de Maan nodig heeft om eenmaal om de Aarde te draaien. We noemen dit een gebonden rotatie waarbij altijd dezelfde zijde van de Maan naar de Aarde toe is gericht. Gedurende zijn baan om de Aarde heen lijkt de Maan soms groter en soms kleiner. Dit wordt veroorzaakt doordat de baan elliptisch is en dus de afstand tot de Aarde niet altijd gelijk is.

Baankenmerken

De Maan volgt een elliptische baan om de Aarde heen met een gemiddelde excentriciteit van 0,0549. Dit betekent dat de baan niet perfect cirkelvormig is. De gemiddelde afstand tot de Aarde bedraagt 384.748 kilometer. De dichtste nadering tot de Aarde is 364.397 kilometer en de grootste afstand tot de Aarde bedraagt 406.731 kilometer.

Omdat de baan niet cirkelvormig is zijn er ook variaties in de hoeksnelheid van de Maan en de schijnbare grootte als de Maan zich van de waarnemer af en naar de waarnemer toe beweegt. Bij een Volle Maan en in zijn dichtste punt tot de Aarde (perigeum) kan de Maan tot 10% groter lijken en tot 30% helderder zijn dan wanneer de Maan zich in zijn verste punt (apogeum) van de Aarde bevindt.

De grootte van de Maan in het perigeum en het apogeum
De grootte van de Volle Maan in het perigeum en het apogeum (credit: Wikimedia Commons)

De gemiddelde inclinatie van de baan van de Maan ten opzichte van de ecliptica (het schijnbare pad van de Zon langs de sterrenhemel) bedraagt 5,145°. Deze inclinatie zorgt er voor dat de Maan per maand twee weken zichtbaar is boven de zuidpool en de noordpool ook als de Zon er gedurende 6 maanden van het jaar onder de horizon verblijft.

De siderische baanperiode en de rotatieperiode zijn gelijk aan elkaar: 27,3 dagen. Dit fenomeen wordt een synchrone rotatie genoemd en dat zorgt er voor dat altijd hetzelfde halfrond naar de Aarde is gericht. Hierdoor wordt de achterzijde vaak ook de donkere zijde genoemd maar dit is niet waar.

Als de Maan om de Aarde draait zijn op verschillende tijden verschillende delen verlicht of in duisternis gehuld maar geen enkele zijde is permanent verlicht of permanent donker.

Ook de Aarde beweegt, die draait tijdens zijn baan om de Zon ook om zijn as. Dit leidt er toe dat de Maan met een periode van 29,53 dagen om de Aarde draait. Dit noemen we de synodische periode; de tijd die de Maan nodig heeft om op dezelfde plaats aan de sterrenhemel te herverschijnen. Tijdens een synodische periode ondergaat de Maan ook veranderingen in zijn verschijning die we de maanfases noemen.

De cyclus van de Maan

De veranderingen in hoe de Maan er voor ons uitziet zijn het gevolg van de hoeveelheid licht die, van ons perspectief uit gezien, op de Maan valt. Een volledige cyclus van alle fases noemen we de maanfase die het resultaat is van de baan van de Maan om de Aarde en de gezamenlijke beweging van de Aarde en de Maan om de Zon. Als de Zon, de Maan en de Aarde perfect op één lijn zouden staan dan is de hoek tussen de Zon en de Maan 0°.

Op dit moment is de zijde van de Maan die naar de Zon toe is gericht volledig verlicht en de zijde die naar de Aarde toe is gericht is helemaal donker. Dit noemen we Nieuwe Maan. Hierna verandert de fase van de Maan. Dit komt omdat, van ons uit gezien de hoek tussen de Maan en de Zon toeneemt. Een week na Nieuwe Maan, zijn de Zon en de Maan 90° van elkaar gescheiden. Dit moment noemen we Eerste Kwartier.

Als de Zon en de Maan zich aan weerszijden van de Aarde bevinden bedraagt de hoek tussen Zon en Maan 180°. Dit noemen we Volle Maan. De tijd waarin de Maan van Nieuwe Maan naar Volle Maan gaat en weer terug noemen we een Maanmaand. Deze duurt 28 dagen en omvat ook de begrippen wassende en aflatende Maan. Gedurende de wassende maan wordt de Maan helderder en neem de hoek ten opzichte van de Aarde en de Zon toe.

Als de maan zich tussen de Aarde en de Zon in bevindt wordt de zijde van de maan die van de Aarde is afgericht volledig verlicht en de zijde die wij kunnen zien is dan in duisternis gehuld. Tijdens zijn rondje om de Aarde neemt de hoek met de Zon weer toe. Op dit punt is de hoek tussen de Maan en de Zon 0° en die neem gedurende de komende twee weken weer toe. Dit is wat de astronomen een wassende maan noemen.

Na de eerste week is de hoek tussen de Maan en de Zon 90° en die neemt toe tot 180° als de Zon en de Maan zich aan weerszijden van de Aarde bevinden. begint de hoek van de baan van de Maan weer af begint te nemen, van 180° naar 0° dan noemen we dit een aflatende of tanende Maan. De Maan is dan nacht na nacht minder verlicht tot het weer Nieuwe Maan is en we de Maan helemaal niet meer kunnen zien.

Als de Maan half is verlicht na de Nieuwe Maan dan noemen we dit Eerste Kwartier. De halve maan na een Volle Maan noemen we Laatste Kwartier.

In onderstaande animatie wordt dit duidelijker uitgelegd:

De toekomst van de baan van de Maan

Tegenwoordig beweegt de Maan zich langzaam van de Aarde weg, de baan van de baan wordt jaarlijks ongeveer 1 tot 2 cm groter. Dit leidt er ook toe dat hier op Aarde de dagen langer worden; ongeveer 1/500-ste seconde per 100 jaar. Astronomen hebben berekend dat ongeveer 620 miljoen jaar geleden een dag op Aarde 21 uur duurde en dat de baan van de Maan zich 6200 tot 12400 kilometer dichter bij de Aarde bevond.

Tegenwoordig duurt een dag dus ruwweg 24 uur en wordt langer en de Maan bevindt zich al op een gemiddelde afstand van 384.400 kilometer. Uiteindelijk zal dit er toe leiden dat altijd dezelfde zijde van de Aarde naar de Maan toe is gericht zoals nu al altijd dezelfde zijde van de Maan naar de Aarde toe is gericht. Het zal echter nog wel enkele miljarden jaren duren door dit het geval is.

Zo lang als wij mensen al naar de sterrenhemel kijken maakt de maan daar ook deel van uit. De maan is al 4,5 miljard jaar onze enige natuurlijke satelliet. In die 4,5 miljard jaar is de relatie tussen de maan en onze planeet veranderd en die zal ook in de toekomst nog wel veranderen maar het zal altijd onze maan blijven

 

Eerste publicatie: 17 november 2016
Bron: UniverseToday

De Maan – Inleiding