月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。周期2732日。月球轨道(白道)对地球轨道(黄道)的平均倾角为5°09′。但是已知月球平均每年以38的速度逐渐与地球离去。
月球在绕地球公转的同时进行自转,周期2732166日,正好是一个恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”,或“潮汐锁定”,几乎是太阳系卫星世界的普遍规律。一般认为是卫星对行星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59的月面。主要有以下原因
1在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。2白道与赤道的交角。
月球每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持着5145396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成15424°的夹角。因为地球并非完全球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每67935天(185966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以2345°倾斜于黄道面)的夹角会由2860°(即2345°+515°)至10°(即2345°-515°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎669°(即515°+154°)及360°(即515°-154°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±000256°的摆动,称为章动。
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