Земля отбрасывает в пространство длинную тень. Настолько длинную, что время от времени Луна, двигаясь по орбите, проходит через нее. Благодаря этому с Земли можно наблюдать лунные затмения. Когда Луна проходит через верхнюю или нижнюю часть тени, то происходят частные лунные затмения, а когда Луна полностью погружается в земную тень, то с Земли наблюдается полное лунное затмение. Лунные затмения возможны только во время полнолуния, но не в каждое из полнолуний. Это связано с тем, что плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики на 5,2°, а диаметр земной тени на расстоянии до Луны равен 2,5°. Поэтому в большее количество полнолуний в году Луна проходит выше или ниже земной тени, а затмения могут происходить лишь вблизи узлов лунной орбиты. Узлы лунной орбиты находятся на линии Земля-Солнце раз в полгода, поэтому затмения происходят с полугодовым интервалом. Первое полное лунное затмение зарегистрировано в древнекитайских летописях. С помощью расчетов удалось вычислить, что оно произошло 29 января 1136 г. до н. э. Еще три полных лунных затмения зафиксированы в «Альмагесте» Клавдия Птолемея (19 марта 721 г. до н. э., 8 марта и 1 сентября 720 г. до н. э.). В истории часто описываются лунные затмения, что очень помогает установить точную дату того или иного исторического события. Например, военачальник афинской армии Никий испугался начавшегося полного лунного затмения, в армии началась паника, что привело к гибели афинян. Благодаря астрономическим расчетам удалось установить, что это произошло 27 августа 413 г. до н. э. Другой пример. Полное лунное затмение 1 марта 1504 г. оказало Христофору Колумбу большую услугу. Его очередная экспедиция на острове Ямайке оказалась в тяжелом положении, продукты питания и питьевая вода были на исходе, и людям грозила голодная смерть. Попытки Колумба получить пищу у местных индейцев окончились безрезультатно. Но Колумб знал, что 1 марта 1504 г. должно произойти полное лунное затмение, и под вечер он предупредил вождей живших на острове племен, что он похитит у них Луну, если ему откажут в снабжении экспедиции продуктами и водой. Как только началось затмение, индейцев охватил неописуемый ужас. Продукты и вода были немедленно доставлены, а вожди на коленях умоляли Колумба вернуть им Луну. Колумб, естественно, не мог «отказать» в этой просьбе, и вскоре, по окончании затмения, Луна, к восторгу индейцев, снова засияла на небе. Как видим, обычное астрономическое явление может быть весьма полезным, а знание астрономии просто необходимо путешественникам. Последнее лунное затмение на Земле наблюдалось 15 марта 2006 года. Это было полутеневое затмение, а максимальная фаза его достигала всего -0,07. Наблюдалось затмение на Европейской части России и в Сибири. Через полгода Луна вновь оказалась в полнолуние вблизи узла лунной орбиты, и стало возможным новое лунное затмение. Это затмение частное с малой фазой, но хорошо видимое почти на всей территории России.

Луна – единственный спутник Земли и единственный внеземной мир, который посетили люди. Она вращается вокруг Земли по орбите, большая полуось которой равна 383 398 км (эксцентриситет 0,055). Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом 5°09´. Период обращения равен 27 сут 7 час 43 мин. Это звездный или сидерический период. Период синодический – период смены лунных фаз – равен 29 сут 12 час 44 мин. Период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду. Поскольку время одного оборота Луны вокруг Земли в точности равно времени одного оборота ее вокруг оси, Луна постоянно повернута к Земле одной и той же стороной. Но иногда и видимая сторона Луны почти перестает быть видимой. Это, естественно, происходит во время полных лунных затмений. Луна – самый яркий объект на небе после Солнца. Максимальная звездная величина в полнолуние равна –12,7m. Но если Луна полностью затмевается, т.е. входит в тень Земли, то блеск ее значительно падает. Во время полных лунных затмений Луна еле видна на небосводе. Затмившаяся Луна прячется в тень Земли и, кажется, каждый раз должна бы исчезать из виду, т.к. Земля непрозрачна. Но земная атмосфера рассеивает солнечные лучи, которые попадают на затмевающуюся поверхность Луны. Красноватый цвет диска обусловлен тем, что сквозь атмосферу лучше всего проходят красные и оранжевые лучи. Полное лунное затмение видно из любой точки полушария Земли. Затмение начинается и заканчивается одновременно для всех географических точек. Тем не менее, местное время этого явления будет разное. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны, а последним сходит с земной тени правый край Луны. На рисунке вы можете видеть схематическое изображение условия наступления лунного затмения.

Затмение, которое произойдет 7 сентября 2006 года, является повторением через сарос (цикл повторений затмений равный 6585 дней или 18 лет 11 дней) частного лунного затмения от 27 августа 1988 года с максимальной фазой 0,28. Оно было видно на всей территории Европы и Европейской части России, а также Западной Сибири. Предстоящее лунное затмение будет с меньшей фазой, равной 0,19. Но на этот раз затмение будет весьма благоприятным почти для всех жителей России. Лишь в крайних восточных районах страны затмения нельзя будет наблюдать вовсе. Теневое затмение начнется 7 сентября в 22 часа 05 минут по московскому времени при высоте Луны над горизонтом в Москве 14 градусов. Окончание частного затмения произойдет в 23 часа 38 минут по московскому летнему времени. К этому времени Луна поднимется до 22 градусов над горизонтом. Общая продолжительность затмения составит чуть более полутора часов. Моменты времени одинаковы для всех пунктов находящихся на ночной стороне Земли во время затмения, поэтому таблицы обстоятельств затмения для городов не приводятся. Для того, чтобы узнать местное время начала контактов затмения вам нужно лишь прибавить различие по времени с Москвой. Луна пройдет через южную часть земной тени. Максимальная фаза затмения составит 0,19. При такой фазе невооруженным глазом будет заметно потемнение северного края лунного диска, а в телескоп – прохождение тени по кратерам и горам на лунной поверхности. На Европейской части России затмение начнется вскоре после захода Солнца, в Сибири - в полуночное время, а на Дальнем Востоке - перед восходом Солнца. Моменты времени на карте-схеме указаны по всемирному времени, поэтому для перевода в московское время необходимо прибавить к указанным моментам еще 4 часа, а для районов восточнее Москвы – еще и различие с московским временем. Моменты контактов справедливы для всей территории, с которой будет наблюдаться явление. Луна во время затмения будет находиться в созвездии Водолея в 4 градусах восточнее Урана. На рисунке показана максимальная фаза затмения в Москве

Краткие рекомендации к проведению наблюдений.

Наблюдения лунных затмений могут принести некоторую научную пользу, т.к. дают материал для изучения структуры земной тени и состояния верхних слоев атмосферы Земли. Любительские наблюдения частных лунных затмений сводятся к точной регистрации моментов контактов, фотографированию, зарисовкам и описанию изменений яркости Луны и лунных объектов в затмившейся части Луны. Моменты касания лунного диска с земной тенью и схождения с нее фиксируются (с возможно большей точностью) по часам, выверенным по сигналам точного времени. Необходимо отмечать и контакты земной тени с крупными объектами на Луне. Наблюдения можно проводить невооруженным глазом, в бинокль или телескоп. Точность наблюдений, естественным образом, увеличивается при наблюдении в телескоп. Для регистрации контактов затмения необходимо установить на телескопе максимальное для него увеличение и направить его на соответствующие точки касания диска Луны с земной тенью за несколько минут до предсказанного момента. Все записи заносятся в тетрадь (журнал наблюдений затмения).

Если в распоряжении любителя астрономии имеется фотоэкспонометр, т.е. прибор измеряющий яркость объекта, то с его помощью можно построить график изменения яркости лунного диска в течение затмения. Для этого надо установить экспонометр так, чтобы его чувствительный элемент был направлен точно на диск Луны. Показания прибора снимаются через каждые 2-5 минут, и записываются в таблицу тремя столбцами: номер замера яркости, время и яркость Луны. По окончании затмения, используя данные таблицы, можно будет вывести график изменения яркости Луны во время этого астрономического явления. В качестве экспонометра можно использовать любой фотоаппарат, где имеется система автоматического экспонирования со шкалой экспозиций.

Фотографирование явления можно производить любым фотоаппаратом, имеющим съемный объектив. При съемке затмения объектив из фотоаппарата удаляется, а корпус аппарата прилаживается к окулярной части телескопа при помощи переходника. Это будет съемка с окулярным увеличением. Если объектив Вашего фотоаппарата несъемный, то можно просто приставить аппарат к окуляру телескопа, но качество такого снимка будет хуже. При наличии у Вашего фотоаппарата или видеокамеры функции Zoom необходимость в дополнительных увеличительных средствах, как правило, отпадает, т.к. размеры Луны при максимальном увеличении такой камеры достаточны для съемок. Тем не менее, лучшее качество снимков получается при фотографировании Луны в прямом фокусе телескопа. В этом случае из телескопа удаляется окуляр, а из фотоаппарата – объектив. Затем аппарат прикрепляется к окулярной части телескопа при помощи колец или переходника. В такой оптической системе объектив телескопа автоматически становится объективом фотоаппарата, только с большим фокусным расстоянием. В зависимости от фокусного расстояния телескопа размеры Луны на фотопленке будут такими: F=200мм – d=1,8мм, 500мм – 4,6мм, 1000мм – 9,2мм, 1500мм – 13,8мм, 2000мм – 18,4мм. Для малых телескопов фокусное расстояние можно увеличить при помощи линзы Барлоу. Пробные снимки Луны делаются за день-другой до затмения для определения параметров съемки. Для расчетов параметров съемки можно использовать также таблицу экспозиций для разной чувствительности фотопленок. В ней приведены значения диафрагмы камеры для различной чувствительности фотопленок и выдержки для различных фаз затмившейся Луны.

Затмение 7 сентября 2006 года: взгляд в будущее.

Ночь. Полная Луна освещает местность. По небу плывут легкие прозрачные облака. Вечерний туман стелется над землей. Желтый диск ночного светила окружает гало – призрачный круг, образующийся из-за дымки, застилающей небо, освещаемое Луной. Но вдруг, что-то меняется в облике Луны. Ее верхний край становится «надкусанным», как будто какой-то космический скиталец решил полакомиться «лунным сыром». Но подобные истории о драконах, пожирающих небесные тела, или легенда о том, как Колумб «отнимал» Луну у индейцев, давно канули в лету. Любому образованному человеку понятно, что если край Луны темнеет, значит, началось лунное затмение. Ближайшее астрономическое явление такого типа, произойдет 7 сентября 2006 года. Луна погрузится в южную часть земной тени, т.е. затмится верхним (северным) своим краем. Небольшая фаза затмения (0,19) «наденет» на диск Луны головной убор (берет), и в этом наряде естественный спутник Земли будет красоваться на ночном небе в течение полутора часов. Данное лунное затмение будет весьма благоприятным почти для всех жителей России. Лишь в крайних восточных районах страны его нельзя будет наблюдать вовсе. Теневое затмение начнется 7 сентября в 22 часа 05 минут по московскому времени при высоте Луны над горизонтом в Москве 14 градусов. Окончание частного затмения произойдет в 23 часа 38 минут по московскому летнему времени. К этому времени Луна поднимется до 22 градусов над горизонтом. Моменты времени одинаковы для всех пунктов находящихся на ночной стороне Земли во время затмения. На Европейской части России затмение начнется вскоре после захода Солнца, в Сибири - в полуночное время, а на Дальнем Востоке - перед восходом Солнца. Луна во время затмения будет находиться в созвездии Водолея в 4 градусах восточнее Урана. Конечно, многие любители астрономии будут вести фотографирование этого замечательного явления, а узнать об обстоятельствах явления можно из программ планетариев. Но никакой планетарий не сможет передать истинную картину окружающего ландшафта так, как это может сделать воображение художника. Рисунок любителя астрономии из Вологды Александра Леушканова, показывает наиболее реальный вид неба во время предстоящего частного теневого лунного затмения явления. Если кому-то из любителей не повезет с погодой, то «пронаблюдать» затмение им поможет это замечательное изображение, справедливое при наблюдениях с территории Европейской части России.