Kuu on maan ainoa luonnollinen satelliitti. Samanaikaisesti se on aurinkoa lähinnä oleva planeettasatelliitti, viidenneksi suurin aurinkokunnan luonnollinen planeettasatelliitti ja toiseksi kirkkain (auringon jälkeen) esine maapallon taivaalla.
Valaisinten välinen etäisyys ja sen muutokset
Kuun halkaisija (3474 km) on hieman yli 1/4 Maan halkaisijasta. Siten Kuulla on monta kertaa vähemmän massaa ja 6 kertaa voimakkaampi painovoima kuin Maalla. Niiden välinen keskinäinen painovoima saa kuun liikkumaan kiertoradalla ympäri maata. Satelliitti kiertää planeetan kokonaan 27, 3 päivässä.
Kuun keskipisteiden ja maan välinen etäisyys on 384 467 km, mikä on suunnilleen yhtä suuri kuin 30 maan halkaisijan summa. Joka vuosi kuu kuitenkin siirtyy pois planeetalta melkein 4 cm. Syynä tähän on taivaankappaleiden välisen painovoiman jatkuva väheneminen, joka tapahtuu maapallo-kuu -järjestelmän energian menetyksen vuoksi.
Koska kuu on lähellä maapalloa ja sillä on melko suuri massa, taivaankappaleiden välillä esiintyy painovoimaa vuorovaikutuksessa laskuveden ja virtausten muodossa, jotka tapahtuvat valtamerien rannikolla, erilaisissa vesistöissä ja maankuoressa. Niiden takia pohjan ja valtamerien, vaipan ja maankuoren välillä tapahtuu kitkaa, mikä aiheuttaa kineettisen energian menetystä Kuu-Maa -järjestelmässä. Samasta syystä maapallon päivä pidentyy 120 vuoden välein 0,001 sekunnilla.
Kun otetaan huomioon satelliitin vuotuinen etäisyys maasta, voidaan laskea, että tuhannen vuoden kuluttua Kuu siirtyy planeetalta noin 40 metriä.
Tutkimus tällä alalla
Ihmiset ovat yrittäneet mitata etäisyyttä maasta kuuhun muinaisista ajoista lähtien. Heidän joukossaan oli esimerkiksi antiikin kreikkalainen tiedemies Aristarchus Samoksesta. Hän oli väärässä melkein 20 kertaa laskelmissaan, koska niiden aikojen tekniikat eivät sallineet suurta tarkkuutta.
Tutkijat pystyivät mittaamaan maapallon ja kuun välisen etäisyyden pienimmällä virheellä laseraseilla. Tätä yritettiin myös käyttää kuun kuljettajien peileistä heijastuneista valon fotoneista, mutta ne päättyivät epäonnistumiseen.
San Diegon yliopiston fyysikko Tom Murphy halusi mitata etäisyyden lähimpään millimetriin. Yhdessä kollegaryhmän kanssa hän lähetti 100 kvadriljoonan fotonin laserpulsseja Kuun heijastimiin. Parhaassa tapauksessa vain yksi heistä palasi takaisin, ja usein kaukoputki ei voinut tallentaa edes tätä. Epäonnistumisen syyn oletetaan olevan vääristyneellä radalla, jota pitkin fotonit palaavat. Tom Murphyn mukaan syy vähäpätöiseen paluusignaaliin on, että kuupöly peittää heijastimien lasiprismat.
