Спутник всегда обращен к Земле одной стороной, а другое его полушарие скрыто от наблюдения. Кассини обнаружил в 1721 году, что орбита луны скрещивается с орбитой Земли и экватором под одной параллелью. Этот феномен называют законом Кассини. За один случайный отрезок времени можно увидеть только 50% лунной поверхности, однако раз в 28 дней небесное тело отклоняется от стандартных настроек, и при длительных наблюдениях можно рассмотреть до 59%. Такое явление носит название либрация.
Существует 4 вида либрации:
- По широте.
- По долготе.
- Суточная.
- Физическая.
По широте
Явление возникает благодаря наклону небесной сферы относительно своей плоскости на 1,5 градуса и ещё на 5 градусов к орбитальной плоскости земного шара — эклиптике. При этом ось спутника сохраняет своё направление при движении её небесного тела. Во время вращения луна попеременно проходит восходящий и нисходящий узлы — точки пересечения эклиптики, а через неделю после этого происходит либрация по широте, позволяя наблюдателю рассмотреть на 6,5 градуса больше поверхности полюса спутника с севера или юга. Такая либрация проходит за один драконический месяц — время, за которое луна преодолевает тот же орбитальный узел.
По долготе
Орбита лунного тела имеет форму эллипса, поэтому различают её самую ближнюю и удалённую точки по направлению к нашей планете. Первую называют апогеем, последнюю — перигеем. Второй закон Кеплера гласит, что вблизи перигея скорость вращения увеличивается, а около апогея уменьшается. Через неделю после прохождения таких узлов можно увидеть до 8 новых градусов с восточного полушария, если пересекается дальний узел, и с западного, когда пройдена ближняя точка. Либрация совершается за аномалистический месяц, то есть за период прохождения двух дальних узлов, идущих друг за другом следом.
Физическая
Эффект от либрации почти незаметен и скорее является занимательным фактом. Скорость вращения луны немного изменяется за счёт отклонения её оси от стандартного направления, которое сила притяжения Земли пытается восстановить, что открывает дополнительные 2 угловые минуты для обзора.
Суточная (параллактическая)
Два наблюдателя с разных мест планеты увидят поверхность лунного диска по-разному вследствие вращения нашей планеты, а также её относительной близости к спутнику. Восходящая сфера открывает 57 угловых минут со своего западного полушария, а через половину суток, когда луна заходит, видно ровно столько же с восточной полусферы.
Заключение
В итоге при длительном наблюдении можно увидеть почти 60% поверхности лунного диска. Для этого поведение спутника нужно отслеживать в разное время суток и с разного местоположения.