月亮的“在轨寿命”有多久?
人造卫星有一定的在轨寿命是因为它时刻受到地球大气产生的阻力,从而使其轨道下降最终落入大气层。因此,一般轨道越高的卫星在轨寿命越长(当然也与卫星的形状有关)。如果卫星携带有足够的燃料,能够在卫星不断损失能量时不断补充,那么就可以使卫星一直待在轨道上。比如国际空间站就是一个例子,经常会有货运飞船为它补充燃料以帮助其轨道高度而不至于坠入大气。当然国际空间站最终还是会坠入大气。
然而,对月球这样的卫星,由于其轨道高度远远高于一般的人造卫星,因此在月球几乎不会受到地球大气阻力的影响。而且影响月球轨道的主要因素也不再是地球的大气,而是受到地球上潮汐的影响。在月球引力的作用下,地球上有了潮汐。但又由于地球自转速度大于月球公转速度,因此地球上的涨潮的地点要超前于月球的位置。这会对月球的轨道运动产生一个力矩,向前推月球,同时使地球自转减速。
在这一效应的影响下,月球轨道不但不会下降,反而会以大约每年四厘米的速度远离地球。也就是说,过去月球离我们更近,而且地球自转更快。按照这样的趋势下去,地球自转将会与月球绕地球的公转同步。因此可以认为月球的轨道寿命几乎是无限长的(不考虑太阳死亡之后的事情)。