【天文|每年，NASA都会模拟下一年的月相图。现在，2021年近在眼前】本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
美国宇航局每年都会模拟未来12个月我们关于月球的视图 。 以下是2021年 ， 以小时为单位 。
对大多数人来说 ， 没必要知道明年特定日子里特定某一刻的月球模样如何 。除非是出于好奇 。 所以说 ， 如果你有着充沛的好奇心 ， 你一定会沉迷于NASA最近的作品而不可自拔 。
事实上 ， 这样说或许有些不公平 。 它像NASA的大部分作品一样富于启发性 。 这支全年月相变化动画短片非常棒地展示了何为月球天平动 ， 也展示了一年里我们视线里的月球发生了怎样细微的变化 。
片子总共有两支 ， 均为4K画质 。 其中一支动画是来自北半球的视角 ， 而另一支则来自南半球 。
大多数人都知道月球被地球“潮汐锁定” 。 在人类历史长河的绝大多数时间里 ， 月亮背面是看不见的 。 直到“太空竞赛” ， 我们才得见其颜 。
1959年10月 ， 苏联的“月神3号”（Luna 3）无人飞船第一次拍摄到了月球远端照 ， 并将照片回传 。
从这部动画当中 ， 我们可以清楚的看到经纬部的平动 。 如果你关注月球第谷陨石坑 ， 即月球底部的巨大陨石坑 ， 就会很容易明白 。 月球自转很好的解释了它的平动 。 没错 ， 尽管月球受到潮汐锁定的影响 ， 但是它始终自转 。 我们无法分辨 ， 因为它的自转期间和围绕地球运行的时间都是27.32天 。 这被称之为是同步自转 ， 而且太阳系中的许多卫星都是如此 。
从这部动画中 ， 我们可以很清晰的看到月亮正在不断的变大 ， 然后收缩 。 这是因为当月球离地球最远的时候 ， 月亮的运行轨迹存在远地点和近地点 。 尽管月亮自转速度始终相同 ， 但是他的运行轨迹的速度却在不断的变化 。 在近地点的时候 ， 它的运行轨迹的速度在不断的变快 ， 在远地点的时候它会稍微慢一点 。
月球在近、远地点时的表面积比较 。 图源：原稿上传人是TomruenCCBY-SA3.0 。 运行轨迹速度的变化意味着在分别经过近远地点一周之后 ， 经度振动处于最大值 。 在经过近地点之后 ， 月球的自转落后于它的运行轨迹 ， 而在经过远地点之后 ， 月球自转（速度？）超过运行轨迹的 。 这是月球的另一个8度角 ， 暴露在外面 。 同样因为轴倾斜 ， 也存在纬度振动 。 与地球的轨道平面相比 ， 月球在其轨道平面上的角度约为5度 ， 而他的赤道倾角有增加了近1.5度 。
这张图表是一份关于月球运轨道运行平面和地球（赤道）轨道运行平面角位置的简图 。 注释中提到“地球和月球的相对大小和相对角度是可以测量的 ， 但是它们之间的相对距离是没有办法测量的” 。 图源：Peter Sobchak—本人作品CCBY-SA4.0 。 月球穿过地球赤道被称之为一个节点 ， 这种现象每一个月发生两次 。 当月球向北运行穿过地球赤道时 ， 被称之为升交点 ， 而当它向南运行穿过地球赤道时被称之为降交点 。 月球的纬度在每个节点后的一周内最明显 。
每年美国国家航空航天局会模拟我们未来12月的月球视图 。 在2021年 ， 也是日复日 ， 时复时 。
因此在月球穿过黄道向北之后 ， 月球的南极地带的范围会更加暴露 ， 在它向南穿越之后 ， 它的北极范围会暴露更多一些 。 所以在某些时候 ， 可以看见两极超过7度的地方 。 很简单 ， 不是吗？
另外 ， 你在地球上的位置也会影响你能看见月球的哪一部分 ， 这与月球本身没有多大关系 。 如果你想看见月球北极更多的地区 ， 那你得在地球的北半球上 。 幸运的是 ， 我们已经可以借助望远镜和卫星 ， 在很大程度上无限制地看月球 。 无论我们生活在地球的任何地方 ， 并不重要了 。
但是了解月球的各种情况和自身运动以及它与地球的关系不只是让月球更具有“生命力” ， 同时也让我们更深入地思考事物 。
任务完成了 ， NASA
相关知识
美国国家航空航天局（NASA）是美国联邦政府的一个独立机构 ， 负责民用空间计划 ， 航空和空间研究 。
NASA于1958年建立 ， 取代了美国国家航空咨询委员会 。 这个新机构有明晰的民用定位 ， 鼓励分享空间科学研究 。 自NASA成立以来 ， 它领导了美国大部分太空探索成果 ， 包括阿波罗登月任务 ， “太空实验室”空间站的建立以及后来的航天飞机 。
NASA支持国际空间站 ， 监管猎户座航空飞船、太空发射系统和商用载人火箭 ， 也负责发射服务计划 ， 提供无人化NASA发射任务和倒计时管理的监督 。 NASA科学研究致力于通过地球观测系统对地球有更深的了解 ， 通过科学任务委员会太阳物理学研究项目的成果推动太阳物理学的发展；除了利用先进的自动化宇宙飞船探索整个太阳系的主要构成部分 ， 还开展天体物理学专题研究 ， 比如通过大型轨道天文台和相关项目研究宇宙大爆炸 。
作者：VAN GOUGH
FY：Astronomical volunteer team
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