Луна всегда носила ореол загадки и мистики. А я недавно заинтересовался элементами астрономических расчетов. И как то эти два факта совпали :)
Что такое фаза луны?
Фактически, это текущее состояние треугольника трех тел — Земли, Луны и Солнца. То как освещена Луна по отношению к наблюдателю на Земле и определяет текущую лунную фазу. Луна движется по своей орбите вокруг Земли с периодом обращения — 27.554550 суток, что составляет 27 дней 13 часов 18 минут 33.1 секунды. Но пока ночная странница делает полный оборот вокруг нашей планеты, та в свою очередь успевает пройти немалый путь. Из за этого Луна, сделав виток, предстаёт наблюдателю в новой фазе.
Чтобы догнать Солнце и предстать в той же фазе, Луне требуется почти двое земных суток. Этот период между двумя одинаковыми фазами луны называется синодическим месяцем. Его период составляет — 29.5305882 суток или, примерно, 29 дней 12 часов 44 минуты 2 секунды.
Определение текущей лунной фазы.
Для определения фазы Луны нужно взять реперную точку, т.е. какой то момент времени с известной фазой луны. Тогда фазы Луны будут повторяться с известным уже периодом и их можно вычислить. Кажется все довольно просто?
Но остаётся много нюансов.
Вообще-то синодический месяц — это среднее значение. Его длина может варьироваться в диапазоне ± 13 часов. Основную лепту в это отклонение вносит форма орбиты Луны. Она имеет эллиптических характер, а расстояние Лена-Земля меняется от 356400 км до 406700 км. К примеру, в текущем месяце (ноябрь 2015) длина синодического месяца составила 29, 73 суток. Конечно, 13 часов это не большая величина по сравнению с 29,53 сутками — погрешность определения фазы составит не более ±1.85%. В общем, здесь для точности расчета придется следить за движением апогея Луны, который смещается с периодом 8,85 земных лет.
Во-вторых, раз уж мы привязались к конкретному земному времени (выбрали реперную точку), то для определения фазы Луны требуется уточнять, в каком часовом поясе находится наблюдатель. Эта уточнение имеет примерно такую же величину, как и прошлая поправка. Максимальная погрешность указания фазы луны без уточнения часового пояса наблюдателя до ±1,6 % (12 часов / 29.53 суткам).
Эти два вклада довольно существенны. Есть вклады и меньших порядков, но чем дальше мы будем удаляться от «реперной точки», тем большая погрешность будет накапливаться при вычислении.
Я нашел наборы картинок, демонстрирующие фазу луны, но внешний вид луны, наклон её серпа к линии горизонта зависит от местоположения наблюдателя, его географической широты. В северном полушарии растущая луна обращена своим серпом так, что образует букву «Р» если к ней добавить палочку. В области экваториальных широт серп будет лежать на боку. А в южном полушарии Земли наблюдатель будет видеть растущую луну в форме буквы «С».
