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Warum wird der Mond nicht von der Erde verschluckt?


Wieso wird der Mond nicht von der Erde verschluckt wenn er auf der sonnenentfernten Seite der Erde ist (Sonne-Erde-Mond) oder aus seiner Bahn geworfen wenn er auf der sonnennahen Seite steht (Sonne-Mond-Erde) da ja die Gravitation unterschiedlich wirkt?


Die Antwort auf diese Frage ist nicht ganz einfach. Um sie zu beantworten, muss ich ein wenig ausholen.

Wenn sich ein Himmelskörper (wie z.B. der Mond) in einer Umlaufbahn um einen anderen Himmelskörper (wie z.B. der Erde) befindet, dann wird er eigentlich immer hin und her gerissen von den zwei Kräften, die an ihm wirken: Der Anziehungskraft der Erde einerseits zieht ihn zur Erde hin, die Fliehkraft seiner Kreisbahn um die Erde zieht ihn von der Erde weg.

Wie man aus persönlicher Erfahrung vielleicht weiss, wird die Fliehkraft umso grösser, je schneller die Kreisbewegung ist. Es gibt also eine Kreisbewegungsgeschwindigkeit, bei der die - nach aussen gerichtete - Fliehkraft exakt gleich gross ist wie die - nach innen gerichtete - Anziehungskraft der Erde. Diese Geschwindigkeit ist die sogenannte Orbitalgeschwindigkeit.

(Raumschiffe und Satelliten bewegen sich mit Orbitalgeschwindigkeit, weshalb in ihnen Schwerelosigkeit herrscht: Die Anziehungskraft der Erde wird von der Fliehkraft ihrer Bahnbewegung aufgehoben)
Betrachten wir nun die Bahn des Mondes um die Sonne. Ja, um die Sonne: Wenn wir versuchen, seine Bahn "um die Erde" im Verlauf eines Jahres aufzuzeichnen, dann wird daraus eine "Schlangenlinie", die sich innerhalb eines Jahres rund zwölf bis dreizehn Mal um die Erde "wickelt".

Wenn wir diese geschlängelte Bahn betrachten, können wir verstehen, warum der Mond in Sonnenferne nicht von der Erde geschluckt oder sonstwie aus der Bahn geworfen wird. (Es ist einfacher, wenn wir das ganze aus dieser Perspektive betrachten, physikalisch kommt es - erstaunlicherweise, eigentlich - auf das selbe raus)

Auf seiner Bahn bewegt sich der Mond *durchschnittlich* mit rund 1 km/s um die Erde, und zwar egal, wo auf seiner Bahn er sich in Bezug auf die Sonne befindet. Die Erde bewegt sich ihrerseits mit rund 30 km/s um die Sonne. Natürlich bewegt sich der Mond "im Schnitt" auch mit 30 km/s um die Sonne (sonst sähen wir ihn schon bald nicht mehr), wobei man sagen könnte, dass er sich im Fall (Sonne-Mond-Erde) mit 31 km/s und im Fall (Sonne-Erde-Mond) mit 29 km/s, beides mal bezogen auf die Sonne, bewegt.

Befindet er sich auf seiner Schlangenbahn auf der sonnennahen Seite (Sonne-Mond-Erde), dann ist er, mit seinen 31 km/s bezogen auf die Sonne, eigentlich zu schnell für diese Entfernung zur Sonne. Seine Geschwindigkeit liegt ÜBER der Orbitalgeschwindigkeit. Plötzlich überwiegt nun Fliehkraft über die die Anziehungskraft der Sonne, und der Mond wird von der Fliehkraft nach aussen getrieben (wir sagen dann, der Mond sei zunehmend). Wenn er dann um die Erde rum ist (Sonne-Erde-Mond), bewegt er sich nun plötzlich nur noch mit 29 km/s: Seine Geschwindigkeit liegt nun UNTER der Orbitalgeschwindigkeit. Die Anziehungskraft der Sonne überwiegt nun wieder über die Fliehkraft, und der Mond fällt auf die Sonne zu. (Wir sagen dann, der Mond ist abnehmend) Dabei gewinnt er an Geschwindigkeit, und wenn er dann die 31 km/s (Leermond) erreicht hat, beginnt das ganze von vorn.
Die abwechselnden Kräfte von Erde, Mond und Sonne sorgen erst dafür, dass der Mond auf seiner Bahn bleibt.

Dieselbe Betrachtung kann man für jeden beliebigen Mond im Sonnensystem machen.


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