지구에서 달까지의 거리는 얼마나되나요?
달
달(moon)은 지구의 유일한 영구적 자연위성으로, 태양계내의 위성 중 5번째로 크다. 행성의 크기와 연관하여 자연위성 중 가장 크다. 지구 중심으로부터 달 중심까지의 거리는 평균 38만 4400킬로미터로, 지구 지름의 30배이며,[1] 지구에서 태양까지 거리의 400분의 1이다. 달의 지름은 지구의 약 4분의 1, 태양의 약 400분의 1인 3500 km이다. 달의 부피는 지구의 약 1/50 정도이며, 표면에서의 중력은 지구의 약 17%이다. 달은 지구를 약 27.3일에 일주하며(공전 주기), 지구-달-태양의 위치 변화는 29.5일을 주기로 달라지는 달의 상을 만든다(삭망 주기).
조석
태양의 인력 역시 지구상의 모든 질점들을 끌어당긴다. 거리가 만유인력의 크기를 결정하는 중요한 요소임을 항시 기억하자. 이미 앞에서 본 바와 같이 태양의 질량은 달의 2,700만 배이나 지구에서부터의 거리는 달에 비해 387배나 멀리 떨어져 있기 때문에 태양의 기조력은 달의 기조력에 비해 46% 정도에 지나지 않는다. 태양의 인력(과 관성)에 의해서도 달에 의한 것과 마찬가지로 약간의 태양 쪽(과 반대편)으로 향하는 해면의 부풀림이 일어난다. 이를 태양과 지구와 사이의 인력과 관성에 의한 조석이라 하여 태양조석(solar tide)이라고 한다.
지구핵
지구핵은 지표면으로부터 약 2900km부터 약 5100km의 외핵과 약5100km부터 약 6400km의 내핵으로 나뉜다. 그 두 핵을 나누는 면은 레만면이라 부른다.
태양계
화성(태양에서의 거리 1.5AU)은 수성보다는 크나 지구와 금성보다는 질량이 작은 행성이다(지구 질량의 0.107배). 화성은 대부분 이산화 탄소로 이루어진 얇은 대기가 있다. 화성 표면은 올림포스 산 등 거대한 화산, 매리너 계곡과 같은 단층 계곡 등, 가장 최근까지 지질학적 활동이 지속된 것으로 보이는 여러 흔적이 있다[45]. 화성의 붉은 색은 토양 내 산화 철 때문이다[46]. 또한 이 때문에 화성의 하늘은 분홍색을 띤다[47]. 화성은 조그만 자연 위성 둘을 거느리고 있다(데이모스, 포보스). 이들은 원래 소행성이었는데, 화성의 중력에 포획된 것으로 보인다[48]. 포보스는 약 3천만~5천만 년 안에 화성의 조석력으로 산산조각 나 버릴 것이다[49]. 화성은 지구와 비슷하여 생명의 존재에 대한 탐사가 계속되고 있으며, 바이킹, 마스 글로벌 서베이어, 마스 오디세이, 마스 패스파인더, 스피릿, 오퍼튜니티 등 많은 탐사선이 여러 가지 탐사를 진행하였다.
명왕성
스틱스는 불규칙한 모양이며 명왕성에서 약 90,300km 떨어진 곳에서 다른 명왕성의 위성들처럼 질서정연한 동심원 궤도를 돌고있으며, 이는 지구와 달간의 거리인 38만Km의 8분의 1정도의 거리이다. 이에 대해 미국 SETI 연구소의 행성천문학자 마크 쇼월터는 “마치 러시아 인형처럼 차곡차곡 쌓인 궤도를 돌고 있다.”고 설명했다. 당시 이러한 위성들의 발견은 2015년 NASA의 탐사선 뉴 허라이즌스 호가 더욱 안전하게 길을 찾는 데 도움을 줄 것으로 기대되었다.[66]
조석
달이-혹시 당신이 알고 있는 것처럼-지구의 주위를 돌고 있는 것이 아니다. 지구-달 체계가 그 공통 질량중심의 주위를 한 달(27.3일)에 한 번씩 돌고 있다. 지구의 질량은 달의 81배가 되기 때문에 공통 질량중심이 공중에 있지는 않고 지구 안쪽 약 1,650km 되는 곳에 있다.
항성
초거성의 반지름이나 쌍성계 구성원 간의 공전궤도 긴반지름 등은 주로 천문단위로 표시한다. 1AU는 태양에서 지구까지의 거리로, 구체적 값은 약 1억 5천만 킬로미터이다.
6Q0B44E
이 물체의 크기는 불과 수 미터이며, 이 때문에 일시적으로 인공물로 분류되어 있다. 6Q0B44E의 궤도는 달과 지구 사이 거리의 2-3배인 585,000km에서 983,000 km 사이로 지구를 중심으로 공전하고 있으며, 공전 주기는 80일이다. 이 물체의 밀도는 15 kg/m로 일반 자연암석에 비해서는 너무 작으며 빈 연료탱크와 비슷한 밀도이다.
자전축의 세차운동
워드에 따르면, 약 10억5천만년이 되면, 조수 효과의 지속적인 증가를 야기하는 달과의 거리는 현재의 60.3 지구 반경에서 거의 66.5 지구 반경으로 멀어지게 될 것이며, 행성의 작용으로부터 비롯된 공진은 세차를 처음보다 49,000년을 밀려있게끔 할 것이고, 약 20억년경에 달과의 거리가 68 지구반경이 될 때는 69,000년이 밀려있을 것이다. 그러함은 황도 경사각의 심한 변동과도 연관 된다. 그러나, 워드는 조수의 변동에 대해서는 현대의 아주 큰 값을 적용했다. 6억2천년 평균 값의 사용은 현대 값의 약 절반의 조수의 윤회층에 의해 규정된 것인데, 대략 각각 30억년과 40억년까지 그러한 공진에 도달하지는 않을 것이다. 그러나, 태양광의 점진적인 증가로 인해, 그 때(현재로부터 약 21억년경)가 되기 훨씬 전에 지구의 바닷물은 증발하게 될 것이다.
항성
항성 자체는 지구에 비하면 압도적으로 무겁고 밝은 존재이지만 항성과 항성 사이는 엄청나게 떨어져 있다.[51] 태양을 제외하고 지구에서 가장 가까운 항성은 켄타우루스자리 프록시마로 빛의 속도로 4.2년이 걸리는 거리에 있다. 이 거리는 39조 9천억 킬로미터에 이르며, 태양에서 명왕성까지 거리의 6000배에 이르는 간격이다.[51] 프록시마에서 떠난 빛이 지구에 이르기까지는 4.2년이 걸린다. 우주 왕복선의 지구 궤도선상 속도(시속 3만 킬로미터)로 프록시마까지 가려면 15만 년이 걸린다.[52] 이 정도는 은하면에 존재하는 별 사이에서는 평균보다 약간 가까운 거리에 해당한다.[53] 은하 중심 또는 구상 성단에 있는 별들 사이의 거리는 훨씬 가깝고, 은하 헤일로에 있는 별들 사이의 거리는 훨씬 멀다.
달 관광
21세기 초에 들어서면서 역사적인 달 착륙지의 보존 문제에 대한 관심과 공식적인 차원의 보존 움직임이 커지고 있다. 한때 구글 루나 X 프리즈에서 민간기업을 대상으로 우주선을 제작해 달에 도달하는 대회를 열고, 달의 역사적인 장소를 방문하는 참가자에게는 100만 달러를 추가로 수여한다고 밝히면서 논란이 심화되었다. 이 중에서 아스트로보틱 테크놀로지가 주도하는 팀이 고요한 기지에 우주선 착륙을 시도하겠다고 발표했다가 나중에 취소했으나, 비판 여론이 끊이지 않자 결국 NASA 측에서 개인이든 정부든, 인간 착륙이든 로봇 착륙이든, 해당 장소로부터 최소 75m 반경의 거리는 유지해줄 것을 요청하기까지 한 적도 있었다.
우주선이 방문한 소행성체와 혜성 목록
C/2013 A1이 2014년 10월에 지구-달 거리보다 가까운 거리로 통과했다. 2014년 초, 13만km 거리로 통과할 것이라고 계산했다. 이는 매우 가까웠기 때문에, 화성 주변의 궤도선, 착륙선이 위험한 것으로 간주되었다. 그 당시 활동 중인 우주선은 (이하 화성의 궤도) 2001 마스 오디세이, 마스 익스프레스, MAVEN, 망갈리얀, 화성 정찰위성 – (이하 화성의 표면) 화성 탐사 로버" 오퍼튜니티", 화성 과학 실험실 "큐리오시티" .
홈볼트의 바다
홈볼트의 바다(, )는 달의 추위의 바다 동쪽에 위치한 달의 바다이다. 달의 앞면에 위치해 있다. 위치상의 특징으로 칭동의 영향을 받으며, 때때로 지구에서 보이지 않을 때도 있다. 직경은 273km이다.
달 레이저 거리 측정실험
지구와 달 사이의 거리측정의 목적은 달과의 평균거리를 결정하는 데 있다고 할 수 있다. 이 때문에 20세기 전반까지는 방대한 수의 자오환 관측 결과를 집적시켜 그 거리를 구했다.
동양 우주론
해가 움직이는 길은 일정한 것이 아니라 절기에 따라 변한다고 주장하였다. 하지에는 북극으로부터 714,000리 떨어져 있는 내형에 해가 있다. 절기가 지날수록 이 걸이가 멀어져 추분에는 1,071,000리 떨어져 있는 중형에 해가 있다. 동지가 되면 북극으로부터 1,428,000리 거리에 있는 외형에 해가 위치한다. 절기가 지나면 이것이 다시 반복된다.
태음태양력
보름달에서 다시 보름달이 되는 삭망월 주기는 29.5306일이다. 이는 달의 실제 공전주기인 27.322 일보다 조금 더 긴데, 달이 지구 주위를 공전하는 동안 지구 역시 태양의 주위를 공전하고 있어서 달이 다시 보름이 되려면 조금 더 돌아야 하기 때문이다. 달의 위치는 황경을 기준으로 정하는 데 황경 0˚ 즉 태양과 달의 위치가 같을 때를 삭(朔) 즉 초하루로 하고 90˚일 때를 상현, 180˚일 때를 망(望) 즉 보름, 270˚일 때를 하현이라 한다. 달과 해의 황경이 같아지는 음력 초하룻날로부터 헤아리는 날짜를 월령이라고 한다.
명왕성
궤도가 타원형이기 때문에 태양빛이 도달하는 시간이 명왕성의 위치에 따라 차이를 보이며, 해왕성 궤도 안쪽에 위치하는 경우 명왕성이 해왕성보다 태양빛을 먼저 받게 된다. 평균적으로는 명왕성과 태양간 거리는 평균 59억 638만km으로 태양빛이 도달하려면 5시간 27분이 걸린다.
달
달은 매년 지구로부터 3.8cm씩 멀어져가고 있다.[2]
천문단위
태양이나 달까지의 거리를 측정하려는 시도는 고대 그리스 시대부터 행해져 왔지만, 하늘의 단위와 지상의 단위를 결부시키는 것은 쉬운 일이 아니었다. 태양과 달 사이의 거리의 비율을 구한 아리스타르쿠스도 지상의 단위로 값을 얻고 있지 않다.
프톨레마이오스는 기원전 2세기 그리스의 히파르코스가 일식의 모습이 지역마다 다른 것을 이용하여 지구의 반지름을 기준으로 달이나 태양까지의 거리를 추정했다. 히파르코스가 계산한 태양까지의 거리는 지구 반지름의 490배 이상이었다.(실제 값은 약 23,500배) 히파르코스의 구체적인 산출 방법은 전해지고 있지 않지만, 그 성공적인 기하학적 방법이 현재 비슷하게 재구성 되고 있다.
기록은 손실되었지만 , 쿠레오메데스의 저서에 따르면 포세이도니오스는 기원전 90년경에 달과 태양까지의 거리를 추정하고 있다. 포세이도니오스는 지구의 그림자를 원주라고 생각하고, 월식의 그림자크기에서 달이 지구의 절반 직경을 가진다고 생각했다. 또한 달의 겉보기 크기와 알려져 있던 지구의 크기 에서 지상 단위로 달까지의 거리를 추정했다. 그 5백만 디온값은 실제보다 2.1-2.6배 과대 추정되었다. 이것은 지구의 그림자 원뿔이라고 생각 하고, 달을 실제 약 2배의 크기라고 추정했기 때문이다. 한편 태양까지 거리의 추정은 근거가 부족한 추측에 그치고 있다.
2세기 프톨레마이오스는 ‘알마게스트’(프톨레마이오스가 천동설에 기초하여 저술한 천문학 저서)에서 천구에 둘러싸인 천동설에 기초한 우주이미지를 구축했다. 프톨레마이오스는 아리스 타르코스와 히파르코스의 관측과 기하학적 추론, 또한 자신의 추측을 섞어 태양과 달뿐만 아니라 행성까지의 거리를 추정하고 있다. 예를 들면, 달의 평균거리가 지구 반경의 48배, 태양이 1,210 배, 토성은 17,026 배 등이다. 이렇게 설립된 우주이미지는 그리스와 헬레니즘 문화를 계승한 아라비아 로 전해졌다. 이러한 우주상은 다음 유럽으로 전해져, 중세에 걸쳐 큰 권위를 갖게 되었다.
1577년 대혜성
그러나 튀코는 혜성이 지구 대기로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 정확히 구하는 데에는 실패했다. 그러나 그는 적어도 혜성이 달 궤도보다 먼 곳을 지나간다는 것을 성공적으로 증명했으며 그 거리는 대략 지구~달 간격의 세 배 정도임을 밝혀냈다. 이 거리는 튀코가 벤 섬의 자신의 관측소에서 관측한 자료와 다른 익명의 천문학자가 프라하에서 측정한 자료를 비교하여 얻은 것이다. 혜성이 밤하늘에서 거의 움직이지 않는 동안 달은 상대적으로 많은 거리를 이동했는데, 여기서 튀코는 달의 움직임에 대해 신중한 고찰을 하게 되었고 혜성이 달보다 훨씬 더 먼 곳에 있다는 결론을 내리게 되었다.
길이
천문학에서 별까지의 거리는 별의 다양한 특성을 파악하는 데 가장 중요한 요인으로 작용한다. 대부분의 천체의 경우 거리를 직접 측정할 수 없을 만큼 먼 거리에 존재하기 때문에 다양한 간접적인 방법을 동원하여 천체까지의 거리를 측정한다. 측정할 수 있는 거리의 단위가 커질수록, 인류의 우주관도 함께 발달했다.
조석
지구와 달의 거리 역시 간만의 차에 영향을 준다. 달이 근지점에 있을 때는 조차가 더 커진다.
오리온자리 팔
오리온자리 팔()은 가로 약 3,500 광년(1,100 파섹), 세로 10,000 광년(3,100 파섹) 규모의 우리 은하의 작은 나선팔이다. 지구 및 태양계는 이 오리온자리 팔 안에 위치한다. 또한 이 나선팔은 오리온자리-백조자리 팔("Orion-Cygnus Arm")이나 국부 팔("Local Arm"), 오리온자리 다리("Orion Bridge"), 국부 돌출부("Local Spur") 또는 오리온자리 돌출부("Orion Spur") 이라고 표현되기도 한다.
태양
태양은 우리 은하 중심을 약 24,000~26,000광년 거리에 두고, 은하계 북극 방향에서 볼 때 시계 방향으로 약 2억 2천 5백만~2억 5천만 년에 1회 돌고 있다. 우리 은하가 우주 배경 복사(CMB)에 대하여 물뱀자리 방향으로 초당 550킬로미터 속도로 움직이고 있기 때문에, 태양의 우주 배경 복사에 대한 종국적 속도는 컵자리 또는 사자자리 방향으로 초당 370킬로미터가 된다[13]. 태양은 현재 우리 은하 오리온 팔의 안쪽 경계 내 국부 거품 영역의 국부 항성간 구름 속을 여행하고 있다. 태양에서 17광년 이내 가까운 별 50개 중 4.2 광년 떨어진 센타우루스자리 프록시마가 제일 가까운 이웃 항성이다) 태양은 네 번째로 무거운 별이다[14].
태양 상수
대기권 최상부에서 지구에 직접 닿는 태양 복사 조도는, 지구의 공전에 따른 지구와 태양 간의 거리 변화에 따라 1년에 약 6.9% 정도로 계속해서 변동하며(1월 초에는 약 1.412 kW/m², 7월 초에는 약 1.321 kW/m²), 하루로 계산하면 0.1% 미만으로 변동한다. 따라서, 지구 전체(단면적 127,400,000 km²)에 대한 일률은 1.730×10 W (또는 173,000 테라와트)이고, 변화 범위는 ±3.5%(1년 당 변동 범위인 6.9%의 절반)이다. 태양 상수는 긴 시간 동안에는 상수로 존재하지 않지만(태양 주기 참조), 1년 단위에서는 태양 상수의 변화량이 대기권 최상부에서 측정되는 태양 복사 조도의 변동값보다 적은데, 이는 태양 상수는 1 천문단위라는 고정된 거리에서 측정되지만, 태양 복사 조도는 지구와 태양 사이의 거리, 즉 지구의 이심률에 영향을 받기 때문이다.
천문단위
기원전 3세기, 아리스타쿠스(Aristachus)는 계산과 관찰에 의해 태양은 달의 18~20배 멀리 있다고 결론지었다. 관측 장비의 정확성이 나빠서 값은 실제와는 크게 달랐지만, 기하학적 계산은 맞았다. 이러한 비율만으로는 천체까지의 구체적인 거리를 알 수 없다. 그러나 태양까지의 거리의 단위를 천문단위로 간주한다면, 아리스타쿠스는 달까지의 거리를 처음으로 구한 것이 된다.
17세기, 케플러 또한 관측 데이터와 기하학적 관계를 이용하여 시행착오와 복잡한 계산을 반복하면서 화성의 궤도를 거의 정확하게 재구성했다. 케플러의 노력으로 행성 사이 운동의 상대적 관계를 잘 설명할 수 있었고, 머지않아 뉴턴역학에 의해 역학적 구조도 밝혀졌다. 역학적 구조가 밝혀져 케플러의 운동과 미세한 오차를 알 수 있게 되자, 수세기에 걸쳐 천체 역학에서는 놀라운 발전이 있게 되었다.
이렇게 행성의 움직임은 정밀하게 예측할 수 있게 되었지만, 그 천체가 지구에서 얼마나 떨어져있는지, 태양과 지구가 어느 정도의 질량을 가지는지를 m과 kg같은 우리가 사용하는 단위를 사용하여 정밀하게 알기에는 역시 어려움이 따랐다. 그러나 그 구체적인 값을 정밀하게 알 필요도 없었다. 아리스타르쿠스와 마찬가지로 지상의 단위에 의지하지 않아도 태양계 자체를 기준으로 하면, 즉 미터 대신 천문단위를, 킬로그램 대신에 태양질량을 사용하면 행성의 움직임은 매우 정확히 측정 할 수도, 예측도 가능했다. 예를 들어, 19 세기 전반에 천문학자들이 각도의 1분(1°의 1/60)에 못 미친 천왕성의 위치 예측과의 차이에 골머리를 썩고 있을 때, 행성의 질량과 행성까지 거리가 일상의 단위에서 얼마인지는 무관한 문제라는 것을 알았으며, 천문학자들은 이로 인해 해왕성을 발견 할 수 있었다. 따라서 천문학에 길이 단위로 천문단위처럼 지상과는 다른 단위를 사용하는 것은 자연스러운 일이기도 필연이기도 했다. 여기에 천문단위가 천문학에서 사용되어 온 첫 번째 의의가 있다.
1809년 가우스는 지구의 궤도 장축 반경을 길이단위, 태양질량을 질량단위, 지구의 하루를 시간단위로 하는 단위계를 통해 태양계의 운동을 기술하는 기초 작업을 했다. 이때 도입된 가우스중력상수 k는 이 단위계로 나타낸 만유인력상수의 제곱근이 되면서 하루 지구가 태양을 둘러싼 평균 각도를 라디안 단위로 설정되었다. 이 단위계가 보안된 뒤, 현재 국제천문연맹에 의해 1976년의 천문단위계와 천문단위의 개념에 직접 도입되고 있다. 천문단위계에서는 길이의 천문단위외에 질량과 시간의 천문단위를 정하고있다. 이들은 가우스와 마찬가지로 질량의 천문단위 Ms로 태양질량, 시간의 천문단위 D로 1일, 즉 24×60×60=86,400초를 가리킨다. 그러나 보통은 질량과 시간의 천문단위는 천문단위의 이름으로 부르지 않고, 천문단위의 경우엔 길이의 천문단위를 가리킨다.
천문단위
천문단위는 단지 길이의 단위일 뿐만 아니라 천문학에서 중요한 상수이다.
태양계내의 행성이나 혜성 등의 천체 사이의 거리는 천문단위를 이용함으로써, 취급하기 쉬운 크기의 값으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 화성이 지구에 가장 가까이 접근할 ​​때, 화성과 지구사이의 거리는 0.37AU정도 이고, 태양에서 토성까지는 약 9.5AU, 가장 먼 행성 해왕성까지는 약 30AU가 된다. 30AU부터 100AU까지에는 명왕성을 비롯한 태양계 외부 천체가 분포하고 있다.
태양계의 경계이며 혜성의 고향이라고 여겨지는 ‘오르트 구름’은 수만 천문단위에 퍼지고 있다고 여겨지며, 천문단위가 사용되는 한계이다. 항성사이의 거리를 나타내는 단위로는 파섹(pc)과 광년(빛이 1년 동안 움직이는 거리)이 사용된다. 태양계에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리 알파성까지의 거리는 4.2 광년이며, 천문단위로 나타내면 약 270000AU가 된다.
슈퍼문
정확한 주기 및 발생 빈도는 알 수 없다. 달은 지구 주위를 한 달에 한 번씩 공전한다. 따라서, 근지점과 원지점은 각각 1년에 12번씩 발생한다. 이 중에서, 달과 지구 사이의 거리가 357,000km 정도일 때, 그리고 그때의 달이 보름달일 때의 발생 빈도는 알 수 없다.
NGTS-1b
이 행성의 특이한 점은 NGT-1b로 명명된 이 행성이 태양의 절반 정도의 질량을 돌고 있다는 것이다. NGT-1b는 986도의 뜨거운 가스로 주로 이뤄져 있다. 또 중심 별인 NGTS-1으로부터 약 4561만km 떨어져 있다. 이는 태양과 지구 간의 거리가 1억 4900억km에 비하면 매우 가까운 것이다.
길이
지구가 태양을 공전할 때 6개월마다 변화하는 별의 위치의 절반을 연주시차라고 한다. 연주시차는 일반적으로 매우 작기 때문에 천체를 중심으로 천체와 지구까지의 거리 d를 반지름으로 하는 원을 지구가 이동했다고 할 수 있다. 이렇게 될때 지구와 태양 사이의 거리 1AU는 호가 된다.
데네브
데네브가 지구에서 정확히 어느 정도 떨어져 있는지는 확실하지 않다. 다만 분광형, 대기모형, 항성진화모형, 고니자리 OB7 성협 구성원 여부, 각지름값 등을 고려했을 때 현재 가장 유력한 거리값은 약 2,600광년이다. 시차값이 정확하지 않기 때문에 2100광년에서 7400광년까지 실제 거리는 바뀔 수 있다. 데네브는 일등성 별들 중 지구에서 가장 멀리 있기도 하다.
90377 세드나
세드나는 지금까지 태양계에서 발견된 대형 천체 중 공전 주기가 가장 길어, 11,400 년 전후로 계산된다. 그 궤도는 이심률이 극도로 커서 원일점 거리가 약 937 AU이고 근일점 거리가 약 76 AU 이다. 이 원일점 거리는 2012년 이 발견되기 전까지 태양계 천체 중 가장 먼 거리였다. 세드나가 발견되었을 당시 태양에서의 거리는 89.6 AU였으며 근일점을 향해 움직이고 있었다. 이후 같은 탐사 과정에서 태양으로부터 97 AU 떨어진 근일점 근처에서 에리스가 감지되었다. 세드나보다 궤도가 더 먼 천체는 일부 장주기 혜성들밖에 없다. 그리고 혜성들은 너무 어두워서 내부 태양계로 들어와 근일점을 향할 때가 아니면 보이지도 않는다. 세드나도 2076년 중순에 근일점에 다다르겠지만, 너무 멀어서 육안으로는 원반상을 볼 수 없을 것이다. 세드나 표면에서 하늘을 보면 태양이 그저 매우 밝은(보름달의 100배 밝기) 항성 중 하나로 보일 것이다. 지구에서 보이는 태양의 밝기는 보름달의 400,000 배 밝기이므로 이를 능히 비교할 수 있다.
처음 발견되었을 당시 세드나는 자전주기도 이상하게 길게 나왔다(20에서 50일). 처음에는 커다란 동반천체가 있어서 세드나의 자전을 늦추는 것(명왕성과 카론의 관계)이 아니냐는 추측도 나왔다. 2004년 3월 허블 우주망원경으로 그러한 동반천체 또는 위성이 있는지 찾아보았지만 아무 것도 없었다. 이후 MMT 천문대의 망원경으로 다시 측정한 결과 자전주기는 초기값보다 훨씬 짧은 10시간(이 정도면 세드나 정도 크기의 천체의 자전주기로 보다 전형적이다)으로 나왔다.
엘라라 (위성)
엘라라는 다섯 개의 달이 목성에서 11,000,000km에서 13,000,000km사이의 거리에서 약 27° 기울어진 궤도를 돌고 있는 히말리아 군에 속한다. 이는 2000년 1월 현재의 궤도적 요소이고 이 궤도는 태양과 행성의 섭동때문에 계속해서 바뀌고 있다.
센타우루스자리 알파 Bb
센타우루스자리 알파 Bb는 어머니 별 중심으로부터 불과 0.04 천문단위(약 600만 킬로미터) 떨어져 있다. 이 거리는 지구와 달 사이 거리의 약 15.6배이다. 가까운만큼 Bb는 어머니 별을 3.236일(3일 5시간 39분 24.5초)에 한 바퀴 돈다. 이렇게 가까운 곳을 돌기 때문에 Bb는 조석 고정 상태가 되어 행성의 한 쪽은 영원한 낮이, 다른 쪽은 영원한 밤이 계속될 것이다. 이 행성 질량의 최솟값은 지구의 1.13배로, 궤도경사각 값을 모르기 때문에 실제 질량이 아닌 질량 하한선만을 알 수 있다. 지구에서 볼 때 Bb는 항성 표면과 우리 시선 사이를 지나가지 않기 때문에 이 별의 정확한 크기, 질량, 대기 상태를 알 수는 없다. 다만 질량을 고려하면 지구형 행성일 가능성이 높다.
달
달은 지구에서 가까운 곳에 있기 때문에 직접 삼각 측량에 의해 거리를 측정할 수가 있다. 지구상의 떨어진 두 지점에서 동시에 달의 위치를 관측하면 시차를 측정할 수 있기 때문에 거리도 구할 수 있다.
알타이르
지구로부터 약 16.8광년(5.14파섹) 떨어져 있으며 맨눈으로 보이는 별들 중에서도 지구와 매우 가까운 곳에 있다.[9] 겉보기 등급은 0.7등성으로 전체 별 중에서 열 두 번째로 밝은 별이다. 분광형은 A이며 주계열성으로 분류할 수 있고(준거성으로 분석한 자료들도 있다) 질량은 태양의 1.7배, 밝기는 11배 정도이다.[10][11]
SGR 1806-20
이 정도의 폭발이 지구에서 10광년 내의 곳에서 있었다면, 우리 지구의 오존층을 모두 파괴시킬 수 있는 정도이며, TNT 12킬로톤의 핵폭발이 7.5 km 거리에서 일어나는 정도이다. 가장 가까운 마그네타는 지구에서 9,000광년 떨어져 있다.
극락조자리 델타
히파르코스 자료에는 지구에서 극락조자리 델타1까지의 거리가 약 760광년으로 나와 있으며 델타2와 지구 사이 거리는 610광년 정도이다. 두 별은 고유 운동을 공유한다.
달 레이저 거리 측정실험
1950년대부터는 달에 전파를 발사하여 이것이 달 표면에서 반사하여 돌아오는 시간을 측정해서 달까지의 거리를 구하였다. 이 방법은 단시간에 측정이 가능하였지만 그 정밀도는 종래의 방법과 같은 정도였다. 그 후 아폴로 우주선 등에 의해서 달 표면에 반사기(反射器)가 설치되고, 이것과 지구 위 관측점과의 거리를 레이저 광선으로 구하는 방법이 개발되어, 1982년에는 오차 50cm 이하의 정밀한 거리가 측정되었다.
루나 1호
소련은 스푸트니크 1호를 발사하고 나서 이미 달 탐사에 대한 계획을 세우고 있었다. 1958년 이후에는 달에 착륙시킨 후 조사를 진행할 루나 계획을 실시하였다. 맨 처음 3번은 실패하였으나, 4번째 발사 시도였던 1959년 1월 2일에 발사를 성공시켰다. 그리고 세계 최초로 달 착륙을 시도하다가 달 근방 5,995 km 까지 접근하였다. 현재 루나 1호는 궤도를 바꾸어 지구와 화성 사이의 궤도를 돌고 있다.
월면차
월면차(로버)는 무게 200kg의 2인승 4륜차로 네 바퀴에 각각 0.25마력의 모터를 달아 거친 달 표면에서의 주행(走行) 성능을 높인 것이다. 최고 12km까지를 내면서 활동을 한 로버는 1차 달표면 활동에서 앞바퀴의 고장 등 사소한 착오는 있었으나 그 성능은 지구 무게로 합계 437kg의 사람과 짐을 실을 수 있고 최고 시속 16km, 25°까지의 경사를 오를 수 있으며 높이 30cm의 장애물을 넘을 수 있다. 주행 가능 거리는 120km이고 만약의 사고에 대비해서 우주인이 걸어서 돌아올 수 있도록 달 착륙선에서 반경 6km 이내에 머무르도록 되어 있다.
국제 혜성 탐사선
그 해 9월 1일, 추진기를 이용해 탐사선을 L 헤일로 궤도에서 천천히 벗어나게 하여, 10월 26일 달 주변을 통과한 후 지구 주변을 길게 비행한 끝에, 지구-태양 L 라그랑주 점의 리사주 궤도로 진입했다. 달과 가장 가까웠을 때는 1983년 12월 22일이었는데, 달의 표면에서 119.4 km 떨어진 곳을 지났다. 1984년 초반, 탐사선은 태양 주회 궤도에 있었다.
카스토르
우주 망원경 히파르코스가 2007년 작성한 측성자료에 따르면 카스토르의 연주시차는 64.54 ± 0.12 밀리초각이었다. 따라서 지구로부터 카스토르까지의 거리는 1 / 0.06454 파섹 = 15.49 파섹 = 50.86 광년이 된다. 이 거리는 우주적 기준으로 볼 때 태양에서 매우 가깝다고 할 수 있다. 특히 카스토르는 태양과 함께 우리 은하의 오리온 팔에서 성간 매질이 없는 국부 거품에 자리잡은 항성이다. 카스토르의 은하 좌표계는 187.44 ° 와 22.47 °이다.
태양계
지구(태양에서의 거리 1AU)는 내행성 중 가장 질량이 크며, 나머지 내 행성 3개를 합친것보다도 크다. 현재도 지질학적 활동이 일어나고 있다고 알려진 유일한 천체이며, 우주에서 생명체가 살고 있음이 증명된 유일한 천체이다[43]. 태양계 내 암석 행성 중 유일하게 바다가 있으며, 지각판 이동이 일어나는 유일한 천체이다. 지구의 대기 또한 식물의 존재로 자유 산소의 함량이 21퍼센트나 된다는 점에서 다른 암석 행성과 판이하게 다르다[44]. 지구는 자연 위성으로 달을 거느리고 있는데, 달은 태양계의 암석 행성 중 유일한 거대 위성이다. 또한 달은 모행성의 크기에 비해 가장 큰 행성이다.
큰곰자리 I 왜소은하
거리는 지구로 부터 약 33만 광년으로 대마젤란 은하보다 약 2배 가량 멀다.
달 (점성술)
달은 황도대의 각각의 별자리에서 2.33일씩을 지나며 28일 동안 지구에 대한 궤도를 돈다. 최근, 달의 궤도 주기에 대한 더 정확한 측정법이 관찰 지점에 따른 두 가지의 다른 값을 알렸다. 삭망 주기는 태양에 대해 측정되며, 우리에게 음력의 시작인 삭월부터 삭월까지 29.5일의 주기를 알려준다. 지구로부터 관찰될 때, 공간의 고정된 한 점에 관한 항성 주기는 보다 짧은 27.3일이다. 점성술에서 계산이 용이한 정수의 값을 부여하기 위해서, 달의 궤도는 거의 27일이 될 수 있고, 그러면 각각의 별자리의 통과에 54시간 또는 2.25일씩의 기간이 돌아간다.
레인저 5호
임무는 아틀라스/아제나 로켓으로 달을 향해 발사한 다음, 중간에 궤도를 살짝 수정하여 달에 충돌하도록 계획되었다. 적절한 고도에서 캡슐은 분리되고, 역추진 로켓은 속도를 줄이기 위해 점화된다. 지구의 대기 궤도에서 달을 향하는 궤도로 탐사선을 진입시킨 후, 알 수 없는 고장이 일어나 탐사선은 추가적인 전력을 받지 못했다. 8시간 44분 후, 배터리는 더 이상 작동하지 않았다. 레인저 5호는 달을 725 km 떨어진 곳에서 놓쳤다. 지금은 태양 주회 궤도를 돌고 있다. 감마선 자료는 전기가 떨어지기 4시간 전부터 수집했다. 임무 관제소는 130만 킬로미터 정도의 거리를 추적했다.
달
그러나 지구와 달은 여전히 이중행성계보다는 지구-위성 관계로 여겨진다. 왜냐하면 지구와 달의 무게중심이 지구표면 아래 1700km(지구반지름의 1/4)에 위치하기 때문이다.[5]
티가든의 별
티가든의 시차는 0.43±0.13초각으로 여기서 측정한 지구에서 티가든까지의 거리는 7.5광년이다. 이 자료에 따르면 티가든의 별은 센타우루스자리 프록시마, 센타우루스자리 알파, 바나드별에 이어 네 번째로 지구에서 가까운 항성이다. 그러나 매우 어두운 밝기와 분명하지 않은 시차 자료 때문에 이 거리가 확정된 것은 아니다. 최근의 관측 결과에 따르면 실제 거리는 12.5~12.6광년이라고도 한다.
달 (시간)
달은 시간의 단위로서, 근사적으로 달이 지구를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간이다. 정확하게는 각 월마다 28,30,31일이 모여서 한 달이 된다. 역사적으로는 달이 도는 데 따른 모양의 변화에 따라 달을 매겼다.
태양중심설
태양중심 체계를 처음으로 주장한 사람은 사모스의 아리스타르코스(Aristarchos, 310?~230B.C.)이다. 그는 현재 남아 있는 유일한 저서 『태양 및 달의 크기와 거리에 대해서』에서 삼각법을 이용하여 지구와 달 사이의 거리와, 지구와 태양사이의 거리의 비를 구하였다.(지구와 태양 사이의 거리가 지구와 달 사이의 거리의 18~20배라고 하였는데, 실제로는 약 400배이다.) 또한 에라토스테네스처럼 지구의 둘레를 측정하고 달과 태양의 시지름과 부피의 비도 구하여, 태양은 지구에 비해 6~7배 더 넓고 따라서 태양의 크기는 지구의 300배에 달한다고 결론지었다.
그는 태양이 지구보다 크기 때문에 태양의 연주운동은 지구의 공전으로 말미암은 것이고 또한 항성은 태양과 동등한 천체이기 때문에 그 일주운동은 지구의 자전에 의한 것이라고 주장했다. (지구와 태양의 상대적인 크기를 계산하는 것을 통해, 아리스타르코스가 거대한 태양이 지구의 주위를 도는 것보다 지구가 태양의 주위를 도는 것이 이치에 맞다는 생각을 했을 것이라고 추정하기도 한다.) 당시에는 플라톤과 아리스토텔레스 등의 지구중심설(천동설)이 주류를 이루었기 때문에 이러한 구상은 히파르코스 등에 의해 부정되었지만, 후에 코페르니쿠스의 선구가 되었다.
[참고] 아리스타르코스의 태양중심설이 받아들여지지 않은 이유 중에는 별의 시차(stellar parallax)에 의한 효과가 관측되지 않았다는 점이다. 별의 시차 값은 매우 작아서 근대에 들어와서야 관측에 성공했을 정도로 측정하기 매우 어렵다. (켄타우루스 별자리의 알파성은 지구에서 가장 가까운 별이지만, 시차각이 호의 1초(1”)밖에 되지 않을 정도로 미세하다.)
지오테일
발사 후 초기 2년간은 자기 꼬리의 먼 지역을 관측하기로 예정되어 있었기 때문에 두 번의 달 스윙바이을 거쳐 원지점의 거리가 지구 반지름의 80~200배 가량인 궤도로 진입했고, (지구의 자기 꼬리는 태양과 반대편으로 뻗기 때문에) 원지점을 항상 밤 쪽에 두기 위하여 달 스윙바이을 사용하였다. 이러한 운용 방법은 1995년부터 약 2년간 14회 사용했다. 1994년 11월 중반 원지점이 지구 반지름의 약 50배 정도로 조정되고, 1995년 2월에는 지구 근처로 다가오는 준-폭풍을 관측하기 위해 반지름의 30배 정도로 떨어트렸다. 근지점은 반지름의 10배 가량, 궤도 경사각은 -7°정도로 하여 동지점에 가까워지도록 하였다.
2009년 7월 22일 일식
이처럼 지속 시간이 길었던 이유는 달이 근지구점(近地球点) 근처에 있었기 때문에 지구에서 본 달의 시지름이 태양보다 8퍼센트 더 컸으며(식분 1.080), 지구 역시 원일점 근처에 있어 태양의 시지름이 작게 보였기 때문이다.
유인화성탐사
지구에서 화성까지의 거리는 궤도상의 천체 배열에 따라 5460만km에서 4억km까지 달라질 수 있다. 유인우주선이 화성에 도착하는데 보통 9개월 정도 걸린다고 알려져 있다. 따라서 화성탐사선은 지구와 화성이 나란히 배열되는, 하늘의 창()이 열리는 시기에 발사된다. 미국 NASA는 지구에서 화성까지 39일만에 도착하는, 마하 164(초속 56km) 속도의 바시미르 엔진을 1977년 부터 개발중이다.
메시에 72
M72는 물병자리에 있는 구상 성단이다. 아직 지구로부터의 정확한 거리를 알 수 없으며, 다만 53,000 ~ 62,000 광년으로 추측된다.
루나 게이트웨이
게이트웨이는 최저 1,500 km (930 mi), 최고 70,000 km (43,000 mi)의 타원형 달 궤도를 돌며, 6일에 한번씩 회전할 것이다.
교황 요한 바오로 2세
요한 바오로 2세는 교황직에 있는 동안 총 117개국을 방문하였다. 이탈리아 국내여행은 146회, 국외여행은 104회로 거리를 모두 합하면 124만 7613킬로미터로 지구에서 달까지 거리의 3.24배에 달한다. 인류 역사를 통틀어 전례가 없을 만큼, 그가 방문한 곳에는 시종일관 수많은 인파가 집결하였다. 이 모든 여행 경비는 바티칸이 아니라 교황이 방문한 나라에서 전적으로 지급하였다.
달세계 여행
《달세계 여행》 (, )은 쥘 베른의 소설 《지구에서 달까지》를 각색해서 만든, 조르주 멜리에스 감독의 1902년작 흑백 무성 영화이다. 초당 16프레임에 총 길이는 14분이다.
국제우주정거장
ISS는 크게 러시아 섹션(ROS)과 미국 섹션(USOS)의 두 구역으로 나뉜다. ROS는 ISS 전체에 대한 유도, 항법, 통제, 메인 추진기관, 메인 생명유지장치를 담당한다. USOS는 가장 큰 실험실, 일본의 키보, 유럽의 콜럼버스, 2500 제곱미터 면적의 태양전지판, 추가적인 생명유지장치(산소발생기), 2번째 화장실을 담당한다. ISS는 지구 저궤도에 속하는 400km 고도에 떠 있으며, 시속 27,743.8 km의 속도로 매일 지구를 15.7 바퀴 돌고 있다(참고: 달은 약 384,400km, 태양은 약 147,000,000km 떨어져 있고 지구 대기권은 고도 1,000km까지이다).
고대 그리스 천문학
아리스타르코스는 그의 유일하게 전해져 내려오는 연구인 "태양과 달의 크기와 그 거리"(the Sizes and Distances of the Sun and Moon)를 썼다. 이 저술에서 그는 지구 반경의 지구부터 태양과 달까지의 거리뿐만 아니라 태양과 달의 크기까지 계산하였다. 얼마 지나지 않아, 에라토스테네스는 아리스타르코스의 계산에서 도출할 수 있는 지구 반지름 값을 제공하여 지구의 크기를 계산하였다. 히파르코스는 태양과 달의 거리와 크기에 대한 또 다른 동명의 책을 썼지만 전해지지 않고 있다. 아리스타르코스와 히파르코스는 모두 지구에서 태양까지의 거리를 과소 측정하였다.
조석 가속
달의 움직임은 달 레이저 거리 측정실험 장치에 의해 몇 센티미터의 정밀도로 알 수 있다. 레이저 광선은 1969~1972년의 아폴로 계획과 1973년의 루노호트 2호 탐사선이 달에 설치한 거울에서 반사되어 지구로 다시 돌아간다. 레이저 광선이 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 계산한다. 이 시간은 운동량 방정식에 의해서 계산되어 달의 가속 수치나 달의 궤도 반장축 변화율을 산출한다. 1970년부터 2012년까지의 측정치들은 다음과 같은 결과를 산출해 냈다.
포세이도니오스
천문학 분야에서는 쿠레오메데스 의 저서에 포세이도니오스의 저작이 인용되어 전해지고 있다. 포세이도니오스는 태양이 생명의 근원이라는 이론을 전개했다. 태양의 거리와 크기를 정하고 태양까지의 거리는 지구 반경의 9893 배로 추정했다. 실제 거리의 절반 이하였지만 아리스타루코스들이 내세운 거리보다 크게 더 가까운 것이었다. 또한 달까지의 거리의 측정도 실시했다.
지리학 분야에서는 에라토스테네스 의 지구 크기의 견적에서 약 100 년 후, 같은 방법을 이용하여 알렉산드리아 - 로도스 섬 사이 위도 차이를 측정하고 7.5 도 라는 결과를 얻었다 (실제로는 5도 14 분 정도). 로도스 섬은 알렉산드리아보다 약간 서쪽에 있는데, 같은 자오선 상에 있다고 간주하여, 배의 속도로 항해 기간에서 가상 자오선 호의 길이를 5,000 스타디아로 가정하여 지구 전체 둘레로 240,000 스타디아를 얻었다.
지구
지구는 하나의 위성, 달을 거느리고 있다. 달과 지구는 공동질량중심을 27.32일의 주기로 회전하고 있으며 이를 항성월이라고 한다. 한편, 지구와 달의 회전이 일어나는 동안 지구 역시 태양주위를 공전하고 있기 때문에 태양과 달의 상대적인 위치가 되풀이되는 데에는 항성월 보다 조금 더 긴 29.53일이 걸리며 이 기간을 삭망월이라고 지칭한다.
모래알을 세는 사람
아리스타르코스가 지구와 별들 사이의 거리를 따로 밝히지 않았기 때문에 아르키메데스는 이를 추정할 수 밖에 없었다. 아르키메데스는 다음과 같이 대략적인 우주의 크기를 추정하였다.
이상과 같이 하여 아르키메데스는 우주의 반지름이 약 10 스타디아 정도라고 추정하였다. 이는 약 2 광년 정도의 거리이다.
폭풍의 대양
폭풍의 대양(, )은 달의 서부에 위치한 달의 바다이다. 달의 앞면에 위치해 있으며, 달의 바다 중 가장 면적이 넓어 남북의 길이가 2,500km에 이른다. 다른 달의 바다와 마찬가지로 마그마가 응고하여 형성되어 있으며, 현무암으로 뒤덮여 있다. 폭풍의 대양 주변에는 많은 달의 바다가 있는데, 남부에는 구름의 바다나 습기의 바다가 위치해 있다. 직경은 2,592km이다.
지구
1790년, 프랑스 정부에서 전 세계적인 단위의 표준을 정할 필요성을 느끼고 미터법을 제정할 당시, 거리의 기준을 지구로 삼았다. 그에 따라 지구 적도에서 북극점까지의 거리를 정확하게 10,000Km, 이 거리의 4배인 지구 전체 자오선 길이인 40,000km를 기준으로 하는 미터법이 제정되었다. 전체 자오선 길이가 아닌, 적도에서 북극점까지 거리인 10,000km를 십진법상의 표준으로 삼은 까닭은 당시의 기술 수준으로 남반구 지역에 관측소를 설치하는 것이 용이치 않았기 때문이다. 따라서 1m는 적도에서 극점까지 거리의 1000만분의 1이다. 단, 1983년 이후, 국제단위계에서 미터는 진공에서 빛이 1/299,792,458초 동안 진행한 거리로 정의되었다. 미터 항목 참조.
달의 궤도
천문학에서 달의 궤도(Lunar Orbit)는 무인 우주선 등 어떠한 물체가 달의 주위를 공전할 때의 궤도를 뜻하며, 물체가 달과 가장 멀리 떨어지는 지점을 원월점(遠月點), 가장 가까이 붙어있는 지점을 근월점(近月點)이라고 한다.
루나 랜더 챌린지
루나 랜더 챌린지는 노스롭 그루만이 주최하는 달착륙선 공모전이다.
대회는 레벨1과 레벨2로 나뉜다. 달착륙선은 50 m를 수직이륙해 100 m 를 이동하고 착륙지점에 착륙해야 한다. 2회비행을 한 번 더 성공해야 한다. 레벨1은 단순한 10 m 직경의 원에서 시험비행한다. 제한시간은 90초이다. 레벨2는 달의 충돌구를 모방한 지형에서 시험비행한다. 제한시간은 180초이다.
센타우루스자리 알파
만약 센타우루스자리 알파 A 주변 생명체 거주가능 영역에 지구와 비슷한 환경이 조성되려면 대략 1.25 AU 떨어져 있어야 할 것이다(이는 지구-화성 중간 거리 정도이다). 이 거리 정도에서 물은 액체 상태로 존재할 수 있다. A보다 좀 더 작고 차가운 B의 경우 그 거리는 0.7 AU 정도로 줄어들며 이는 태양~금성 거리 정도 된다.
은하수
태양계는 은하의 오리온 팔의 안쪽 테 가까이에 있다. 태양은 현재 은하 원반의 중심 면에서 5~30파섹 떨어져있다. 그 부분의 팔과 옆에 뻗어있는 팔인 페르세우스 팔 사이의 거리는 약 6,500광년이다. 태양, 그러니까 태양계는 은하 생명체 거주가능 지역에 있다.
태양에서 15파섹 이내에, 절대등급 8.5보다 더 밝은 약 208개의 별들이 있다. 이런 별들은 세제곱 파섹 당 0.0147 혹은 세제곱 광년 당 0.000424 밀도를 보인다. 반면에, 태양에서 5파섹 이내의 거리에는, 알려진 별들이 64개 있다. 이들은 세제곱 파섹 당 0.122 또는 세제곱 광년 당 0.00352의 밀도를 보인다. 이것은 대부분의 별들이 절대등급 8.5보다 덜 밝다는 사실을 분명히 보여준다.
태양 향점은 태양이 우리은하에서 운동하고 있는 방향이다. 태양의 보통 이동 방향은 은하 중심의 방향에서 거의 60°에 있는 헤라클레스자리 근처 직녀성을 향한다.
폴라리스
현대 여러 논문들은 히파르코스 측성위성이 보낸 자료를 기반으로 폴라리스까지의 거리를 약 434 광년(133 파섹)으로 계산하고 있다. 이보다 오래 된 논문에서는 좀 더 먼 것으로 추정했다. 다만 최근 논문들의 연구결과에 따르면 고해상도 스펙트럼 분석 결과 이 별과 우리 사이 거리는 히파르코스 자료보다 거의 100 광년 더 가까워졌다.(323 광년/99 파섹) 폴라리스는 지구에서 가장 가까운 세페이드 변광성이므로 이 별의 물리적 매개변수는 우주 거리 사다리를 정확히 측정하는 여부를 결정하기 때문에 매우 중요하다.
알골
알골은 지구에서 92.8광년 떨어져 있으나, 730만 년 전에는 지구에서 불과 9.8광년 거리밖에 떨어져 있지 않았다. 이때 알골은 밤하늘에서 -2.5등급(이는 목성이 가장 밝을 때와 비슷한 값이다)으로 보였을 것이며, 지금 우리가 보는 시리우스보다 훨씬 더 밝았다. 알골 항성계의 총 질량은 태양의 5.8배이기 때문에, 9.8광년은 꽤 먼 거리임에도 불구하고, 이 정도 질량은 태양계의 오르트 구름을 미묘하게 뒤흔들어 혜성들이 궤도를 태양계 쪽으로 바꾸게 만들었을 것으로 보인다. 그러나 이들이 행성들을 폭격할 확률에는 큰 변화가 없었던 것으로 생각된다.
지구
달과의 인력과 바다의 밀물과 썰물의 상호관계 때문에 지구의 자전 속도는 느려지는데 매년 0.000017초 정도가 느려지고 달과의 거리는 매년 4cm씩 멀어지고 있다.[1]
충돌사건
지구는 작은 천체들과 자주 충돌한다. 천체의 크기와 그 크기의 천체가 지구를 때리는 빈도는 역전관계에 있기 때문이다. 달의 충돌구들을 살펴보면, 어느 크기의 충돌구의 수는 그 충돌구의 지름의 세제곱수에 대략 반비례해서 줄어드는데, 충돌구의 지름은 평균적으로 충돌체의 지름에 비례한다.
지름 1 km의 소행성이 지구와 충돌할 확률은 500,000년에 한 번 꼴이며, 지름 5 km짜리의 제법 큰 충돌은 대략 천만 년에 한 번 꼴로 일어난다. 지름 10 km 이상의 초거대 충돌 중 가장 최근에 일어난 것은 백악기-제3기 대멸종을 일으킨 칙술루브 충돌구 충돌인데, 이것은 6천 5백만 년 전에 일어난 것이다.
지구
지구와 궤도 공명을 하는 소행성 크뤼트네(Cruithne)는 1986년 발견되었으며 지구와 달의 중력의 영향을 받아 찌그러진 말굽형 궤도로 지구를 돌고 있다. 최대 직경 5km 소행성 크뤼트네는 천구 상에서 원위치로 돌아오기까지 360년이 걸린다. 크뤼트네는 달에 비해 궤도 운동이 복잡한데 달이 단순히 지구의 주위를 도는 것에 비해, 크뤼트네는 그냥 지구의 주위를 도는 것이 아니라, 지구와 같은 주기로 지구의 궤도를 따라 지구와 함께 태양 주위를 돌기 때문이다. 물론 지구 고정 좌표계에서 보면, 이 천체가 분명 지구의 주위를 도는 듯이 보이지만, 엄밀히는 태양의 주위를 지구와 같이 도는 것이다. 이런 식으로 궤도 공명을 하는 천체들을 힐 권 내에서 공전하는 달(satellite)과 구분해서 준달 또는 준위성(quasi-satellite)라고 부른다. 이 준위성도 역시 케플러의 법칙을 따르기 때문에 타원궤도(elliptic orbit)를 돌며, 면적속도(area velocity)가 일정하다.
달 착시
달이 지평선 가까이에 있을 때 지구의 대기에 의한 확대로 인해 커 보인다고 기원전 4세기 아리스토텔레스 시대부터 널리 믿어져 왔다. 하지만 이는 맞는 설명이 아니다. 대기가 달의 색을 바꾸기는 해도 달을 더 크게 보이도록 하지는 않는다. 사실 달은 지평선 가까이에 있을 때 지구 반지름만큼 멀리 있으므로 1.5% 작게 보인다. 또한 대기에 의한 굴절은 달의 크기를 세로 방향으로 더 작게 보이도록 한다.
메톤 주기
한편, 달이 지구 둘레로 자신의 궤도를 한 바퀴 도는데 걸리는 시간을 달의 항성주기(sidereal period)라고 하는데, 이 기간은 27일 7시간 43.1분(27.321582일)이다. 달의 회합주기와 달의 항성주기가 다른 이유는 달이 지구 둘레로 도는 동안 지구도 태양의 둘레를 돌기 때문이다. 달과 지구가 같은 방향으로 돌기 때문에, 예를 들어 보름달이 보인 후 다시 다음 보름달이 보이기 위해서는 달은 자신의 회합주기(29.530588일)와 항성주기(27.321582일)의 차이인 약 2일간을 더 돌아야 한다.
지구의 자전
지구 표면의 바닷물은 달의 인력 때문에 달의 방향과 반대 방향으로 부풀려 올라간다. 지구는 자전하고 있기 때문에 바닷물과 그 밑의 지구 사이에 마찰이 생겨 지구의 자전 속도는 조금씩 늦어지는데, 그 양은 100년 만에 하루의 길이가 0.0016초 길어지는 정도의 작은 수치이다. 하지만, 100년이 지나면 29초나 늦어지게 되며, 1000년이면 48분 40초가 된다.
그레일
발사하여 우주로 나갔을 때 그레일은 아폴로 계획처럼 3일만에 도착하는 궤도로 가지 않고 지구를 돌며 라그랑주 점을 지나 달로 갔다. 비록 오래 걸리긴 했으나 이는 연료를 아낄 수 있었다. 그리고 발사체와 장비도 보호하고, 근지점 50km 원지점 225km의 극궤도를 돌 수 있었다.
케플러-10
케플러-10은 지구로부터 약 564 광년(173 ± 27 파섹) 떨어져 있다. 겉보기 등급은 10.96으로 맨눈으로는 볼 수 없으며 아마추어 망원경으로 관측이 가능하다.
외계 행성의 이름을 붙이는 원칙에 따라 케플러-10을 도는 외계 행성의 이름은 케플러-10b로 명명되었다. 2011년 발견 사실이 공표되었으며 그 존재가 확정된 암석형 외계행성 중에서는 최초라는 의의가 있다. 이 행성의 질량은 지구의 3.33±0.49 배이며 반지름은 지구의 1.47+0.03
−0.02 배이다. 어머니 별로부터 0.01684 AU 떨어져 0.8375 일에 1회 공전한다. 태양에서 가장 가까운 수성은 태양으로부터 0.3871 AU 떨어져 87.97 일에 1회 공전함을 고려하면 b는 항성에 아주 가까이 있는 셈이다. 극도로 가까운 거리 때문에 궤도이심률은 사실상 0이다. 이는 공전궤도가 완벽에 가까운 원을 그린다는 뜻이다.
니콜라우스 코페르니쿠스
현재 기록이 남아 있는 아리스타르코스(Aristarchos, 310?~230B.C.)의 유일한 저서는 『태양 및 달의 크기와 거리에 대해서』이다. 그는 별이 당시 사람들이 생각하던 것보다 훨씬 더 멀리 있다고 주장했으며, 한 별이 다른 별 주위를 도는 것과 같은 특정한 움직임을 보이지 않는다고 하였다. 이는 별이 너무 멀리 있어서 육안으로는 관찰하기가 힘들고 망원경을 통해서만 증명이 가능했다. 따라서 대중 사이에 쉽게 받아들여지지 않았다.
아리스타르코스는 삼각법을 이용하여 지구와 태양 사이의 거리가 지구와 달 사이의 거리의 18~20배라고 하였다. (실제로는 약 400배이다.) 또 그는 에라토스테네스가 사용한 방법을 사용하여 지구의 둘레를 측정하고 달과 태양에 대해서도 탐구하여 태양의 겉넓이와 부피를 알아내기도 하였다.
메시에 71
M71은 화살자리에 있는 구상 성단이다. 지구로부터의 거리는 12,000광년, 겉보기 등급 8.5이다. NGC 목록에서는 NGC 6838로 올라와 있다.
길이
1천문단위(1AU)는 지구와 태양 사이의 평균거리를 뜻한다. 지구는 태양을 초점으로 타원 궤도를 그리며 돌고 있다. 여기서 평균거리란 태양과 가장 가까워지는 근일점일때의 태양과 지구 사이의 거리와 태양과 가장 멀어지는 원일점일때의 태양과 지구사이의 거리의 평균을 뜻한다. 이를 미터법으로 환산하면 대략 1AU = 1.496×10m 를 나타내게 된다. 천문단위(AU)는 주로 태양계내의 천체들의 거리를 측정할 때 사용한다.
태양과 태양계 내의 행성간의 거리는 천문단위로 다음과 같이 측정된다.
시간
태양을 중심으로 도는 지구의 공전 시간과 자전 시간이 정수비(整數比)가 되는 우연은 거의 없다. 지구가 한 번 공전하는 동안에 태양에 대한 자전은 365회 남짓, 정확하게 말하면 1년은 365.24219879일(1900년 초의 값)이 된다. 즉 1년을 365일로 하면 모자라고 366일로 하면 남는다. 그 때문에 4년에 1회씩 366일로 계산하는데 이것이 윤년이다. 달은 지구의 둘레를 공전하는데, 우주공간에 대해서는 약 27.3일에 한 바퀴 돈다. 이를 1항성월이라 한다. 지구는 달을 데리고 태양의 둘레를 공전하기 때문에 지구에서 보면 만월과 다음의 만월 사이는 29.5일 정도 소요된다. 이를 1삭망월(29.53059일)이라 부른다.
달 관광
스페이스 어드벤처 사는 두 명의 관광객을 달 지면으로부터 100km 고도 이내로까지 둘러보게 할 계획을 발표한 바 있다. 달까지의 비행에는 전문 우주비행사가 조종하는 소유즈 우주선을 이용하게 되며 여행에 필요한 기간은 최소 한 주 정도가 걸리게 된다.
리겔
분광학적으로 측정한 리겔까지의 거리는 700 ~ 900 광년 사이이다. 히파르코스 위성이 2007년 확보한 시차자료에 따른 거릿값은 860 광년이었으며 오차범위는 약 9%(80 광년)이다. Moravveji 연구진은 이 거리에 기초하여 리겔의 밝기를 태양의 12만 배로 계산했다. 표면 유효온도는 12100 켈빈 정도이다. 주연감광 효과를 고려하여 간섭계로 측정한 각지름은 2.75 ± 0.01 밀리초각이다. 잠정적 거리를 대입하면 리겔의 반지름은 태양의 약 79배가 나온다. 2006년 Przybilla 팀은 대기모형을 사용하여 리겔까지의 거리를 1170 ± 130 광년으로 계산했는데 이로부터 나온 리겔의 밝기는 태양의 21만 8천 배, 질량은 21 ± 3 배, 반지름은 109 ±12 배였다.
은하중심
은하중심(銀河中心, galactic center)은 우리 은하의 중심부에 해당하는 부분으로, 우리 은하는 이 은하중심을 기준으로 자전하고 있다. 지구에서의 거리는 은하수가 가장 밝게 보이는, 궁수자리 방향으로 약 24,800광년(7,600파섹)이다. 우리 은하의 중심부에는 초대질량 블랙홀이 존재한다.
미터
미터(, , , ; 기호 m)는 길이나 거리의 SI 단위이다. 이 단위는 현재 진공에서 빛이 1/299,792,458초 동안 진행한 거리로 정의되어 있다. 이러한 정의는 최근에 측정 기술이 길이와 단위를 매우 높은 정확도로 재현할 수 있게 되면서 제안된 것으로, 시간의 경우에는 10의 정확도로 재현할 수 있다.
아폴로 11호
2시간 반의 달 표면 활동으로, 비행사들은 지진계나 지구와 달과의 거리를 측정하기 위한 레이저 반사판 등, 여러가지 관측 장치를 달 표면에 설치했다. 과학 기기 외에는, 성조기나 비행을 기념한 플레이트 등도 남겨 놓고 왔다. 기념 플레이트는 착륙선의 정면의 다리에 붙여지고 있었고, 지구의 동반구와 서반구, 세 명의 비행사와 닉슨의 서명, 그리고 "서기 1969년 7월, 행성 지구로부터 온 인간이 달표면에서 다리를 밟아 내린 것을 여기에 기념한다. 우리는 모든 인류의 평화를 위해서 왔다."라는 성명이 쓰여 있었다. 또 그들이 달표면에 남겨 온 상자 안에는, 평화의 심볼인 돈의 월계관과 비행사 세 명이 화재 사고로 희생된 아폴로 1호의 휘장, 그리고 드와이트 아이젠하워, 존 F. 케네디, 린든 존슨, 리처드 닉슨 등의 역대 대통령이나, 세계 73개국 정상들의 친선의 메시지를 녹음한 실리콘제의 레코드 등이 있었다. 이 레코드 안에서는, 미국 의회의 대표자나 NASA의 설립에 노력한 상하 양원의 네 개의 위원회의 멤버, 역대 NASA 국장의 이름 등도 읽어 내릴 수 있었다. 1989년에 출판된 '달부터 돌아온 남자'라는 책 중에서, 올드린은 이 상자안에는 소비에트 연방의 우주비행사 유리 가가린이나 옷의 안감 미르 코마료프를 기념한 메달도 들어가 있었다고 밝혔다. 또 NASA의 우주비행사 훈련 담당관 디크 슬레이톤은 '달을 노린다'라는 책 중에서, 암스트롱이 다이아몬드가 들어간 특제의 비행사의 계급장을 달표면에 두고 왔다고 말하고 있다.
금성 일면통과
일면통과를 하는 과정에서 금성은 태양의 표면을 동쪽에서 서쪽으로 움직여 가는 작은 점처럼 보인다. 천체가 태양의 앞을 통과하여 태양빛 중 일부를 가린다는 점에서는 일식과 비슷하다. 달의 직경은 약 30분으로 태양의 시지름과 거의 비슷하기 때문에, 달은 태양의 거의 전부 또는 전부를 가린다. 하지만 금성의 직경은 가장 커 봐야 달의 30분의 1(약 1분)에 불과하다. 실제 금성은 달 지름의 4배 정도로 크지만, 가장 지구와 가까이 접근해도 그 거리는 4100만 킬로미터로, 지구와 달의 거리에 비해 100배 이상 멀리 떨어져 있기 때문에 이렇게 작게 보이는 것이다.
태양계
많은 태양계 모형에서는 행성 간의 거리가 너무 멀기 때문에, 그 거리를 왜곡하여 행성간의 거리를 거의 같게 해 놓은 것을 볼 수 있다. 하지만 현실은 몇몇 예외를 빼면, 태양에서 더 먼 행성이나 대(帶)일수록 안쪽의 궤도와의 간격이 더 넓다. 예를 들어, 금성은 수성보다 대략 0.33천문단위(AU)[주 2] 더 바깥에 있지만, 토성은 목성보다 4.3AU 바깥에 있고, 해왕성은 천왕성보다 10.5AU 바깥에 있다. 궤도 간 거리의 상호 관계의 규칙을 명확히 하려는 시도가 있었지만(티티우스-보데의 법칙 참조)[8], 아직까지 인정된 이론은 없다.
슈퍼문
달이 근지점에 있지만, 그때의 달과 지구 사이의 거리가 357,000km 정도가 아니어도, 360,000km 가 넘어도, 달이 지평선 (또는 수평선) 가까이에 있을 때는, 커 보인다. 하지만, 이때의 달은 슈퍼문이 아니다.
지구에서 달까지
지구에서 달까지()는 프랑스 작가 쥘 베른이 1865년에 쓴 고전 과학소설이다.
슈퍼문
다음은 1948년 이후, 근지점일 때, 달과 지구 사이의 거리를 순서대로 나타낸 것이다. 시각은 한국 시각이다.
메시에 69
M69는 지구에서 약 29,700광년 떨어져 있고, 성단 구체의 반지름은 약 42광년이다. 근처에는 M70이 있는데 둘은 서로 1800광년 떨어져 있고 둘 다 우리 은하 중심부에 가까이 놓여 있다.
크로이츠 혜성군
태양에 매우 가깝게 접근한 것이 밝혀진 첫 혜성은 1680년 대혜성이었다. 이 혜성은 태양 표면으로부터 200,000km(0.0013AU)를 지났다. 이는 지구와 달의 거리의 절반, 태양 직경의 0.3배에 불과하다. 이 위치에서 태양은 80°의 크기가 되며, 지구에서 보이는 크기의 27,000배에 해당된다.
먼지 원반
먼지 원반의 궤도장반경은 평균 거리로, 직접 관측 및 원반 띠의 온도를 통한 관측 두 방법을 모두 이용하여 구한 것이다. 1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리이다.
화성 탐사
화성 탐사에서 중요한 것은 발사 시간대이다. 지구와 화성의 공전 주기와 공전 궤도의 차이로 인해 지구에서 화성까지의 거리는 지속적으로 변화한다. 지구-화성까지의 거리가 가장 짧아지는 근접기가 발사 시간대이다. 다음은 최근의 지구-화성 간 근접기이다.
발사 시간대 외에 화성으로 로켓을 발사할 경우 화성까지 도달하는 시간은 780일(지구시)이다. 발사 시간대가 아닌 경우 지구에서 발사된 로켓은 먼저 금성에 다가가 가속한 후 화성에 진입하며 발사 시간대 기간중에는 태양을 사이에 두고 직접 화성까지 도달하게 된다.
우주
1990년 허블 우주 망원경이 지구 궤도로 발사되었다. 주거울 지름 2.4m, 경통길이 13m 에 달하는 거대한 반사망원경인 허블 우주 망원경은 지구 대기와 주변의 빛 때문에 간섭을 받는 지상의 천문대와 달리 가장 먼 우주 공간의 영상을 포착할 수 있는 성능으로 많은 영상을 보내왔다.[23] 허블 딥 필드는 100억 광년 이상 떨어진 천체들이다.[24]
궁수자리 A*
천문학자들은 가시광선 대역에서 지구와 전파원 사이의 먼지와 가스에 의해 25등급까지 소광되는 효과 때문에, 궁수자리 A*을 관측할 수 없었다. 일부 연구팀은 초장기선 간섭계(VLBI)를 이용하여 라디오파 대역에서 궁수자리 A*의 영상을 얻으려고 시도했다. 1.3 mm의 파장대에서 이루어지는 현존 최고해상도의 측량에서, 시지름 37 마이크로초에 해당하는 전파원이 드러난다. 26,000 광년 거리에 있는 이것은 직경이 4,400만 킬로미터임을 시사한다. 비교 대상을 들자면, 지구와 태양 사이의 거리가 1억 5천만 킬로미터이고, 근일점에 있는 수성과 태양 사이의 거리가 4600만 킬로미터이다. 궁수자리 A*의 고유 운동은 대략 적경에서 연당 -2.70 밀리초, 적위에서 연당 -5.6 밀리초이다.
레인저 5호
이는 제2방식 레인저 탐사선으로 달에 충돌하려는 세 번째 시도였다. 이번에는 15분간 정상적으로 작동한 후, 태양 전지에서 전기가 공급되지 않았다. 정상 상태로는 돌아오지 않았고, 8시간 후 배터리는 방전됐다. 그리고 모든 장치가 꺼졌다. 첫 번째 궤도 수정은 하지 못했고, 레인저 5호는 8월 21일 달에서 724 킬로미터 떨어진 곳을 지나 태양 주회 궤도로 들어갔다. 탐사선은 1,271,381 킬로미터 거리에서 추적되었다. 신호가 끊기기 전 4시간 동안, 탐사선은 감마선 자료를 보내왔다.