Können Sie den Schatten eines Raumschiffs auf dem Mond sehen, während Sie zur Erde blicken?

Der Mond ist immer fast genauso weit von der Sonne entfernt wie die Erde (+/- 0,25 %), sodass Schatten auf dem Mond genauso funktionieren wie auf der Erde.

Was Wissenschaftler beim Anschauen von Cartoons gelernt haben

Wir wissen aus Cartoons, dass wir, wenn ein Klavier mittags direkt über uns aus sehr großer Höhe herunterfällt, keinen Hinweis darauf haben (außer dem schwachen, absteigenden Klavierklang, den das Publikum erkennt), bis das Klavier nur vielleicht ankommt tausend Fuß über uns. Dann erscheint ein kleiner Schatten auf dem Boden um unsere Füße, der langsam größer wird.

(Es ist erstaunlich, wie lange es dauert, in Cartoons ein paar hundert Fuß mit Endgeschwindigkeit zu fallen!)

Wenn wir nach oben schauen würden, würden wir den kleinen schwarzen Umriss des Klaviers vor der Sonnenscheibe sehen, der größer und größer wird.

Als sich das Klavier nähert, wird der Schatten größer und dunkler und klavierförmiger, bis zum endgültigen, erfreulichen Erscheinen des zerschmetterten Klaviers auf dem Boden, aus dem der Kojote langsam mit einer großen Beule auf dem Kopf auftaucht.

Wir wissen auch aus Zeichentrickfilmen, dass ein Flugzeug, das noch höher fliegt als der Abwurfpunkt des Klaviers, überhaupt keinen Schatten wirft.

Wie das in der realen Welt funktioniert.

Die Sonne ist etwa 0,5 Grad breit. Wenn Sie ein Dreieck von der Mitte zum Rand der Sonne mit uns an der Spitze zeichnen, beträgt dieser Winkel 0,25 Grad.

Das Verhältnis von kurzer zu langer Seite beträgt ungefähr 0,005 und lang/kurz beträgt 200.

Ein acht Fuß großer Flügel beginnt also bei 8 x 200 = tausend Fuß einen merklichen Schatten zu erzeugen.

Der zentrale Bereich eines Jumbo-Jets, wo der breiteste Teil der Flügel auf den Körper trifft, ist ein „Blob“ mit einem Durchmesser von etwa 70 Fuß (der Rumpf und die Flügel allein sind dünnere Verlängerungen dieses Blobs), sodass wir erwarten können, dass er beginnt, sich bemerkbar zu machen Schatten bei etwa 70 x 200 bei 14.000 Fuß! Ja, wenn ein Jumbo-Jet in dieser Höhe direkt zwischen Ihnen und der Sonne fliegen würde, würden Sie einen unscharfen schwarzen Schatten mit etwa 150 Metern pro Sekunde über sich hinwegfliegen sehen; es wäre ungefähr 1/5 Sekunde Blinzeln.

Okay, und auf dem Mond?

Kann das tatsächlich passieren? Wenn Sie auf dem Mond stehen, gibt es eine Zeit, in der die Erde direkt vor Ihnen steht und die Sonne direkt über Ihnen steht? Dass, wenn etwas über Sie hinwegfliegt, der Schatten direkt über Ihnen liegt?

Ohne Luft und Kojoten, die in ihre eigenen fallenden Klavierfallen fallen, müssen wir davon ausgehen, dass es sich um ein Raumschiff handelt, das Sie auf dem Mond überfliegt.

Unten ist ein typisches Raumschiff, das wir im Weltraum sehen könnten. Der Durchmesser der Untertassensektion beträgt 127 Meter. Unter Verwendung unseres gleichen Dreiecks können wir dann berechnen, dass, wenn es zwischen uns und der Sonne näher als etwa 25 Kilometer an uns vorbeizieht, wir einen beträchtlichen Schatten bemerken werden, der über uns hinwegzieht.

Aber nicht blinzeln!

Wenn es in einer niedrigen Mondumlaufbahn in 25 km Höhe kreist, bewegt es sich mit etwa 1700 m/s und diese Schüssel mit 173 Metern Durchmesser wird in etwa 1/10 Sekunde vorbeiziehen.

Quelle: Quora

Nur zum Spaß (kein Klavier)

Wenn der Mond auf Halbmond stand (von der Erde aus gesehen) und Sie in der Nähe des Äquators bei 90 Grad W standen (ironischerweise bringt Sie das Mare Orientale näher), dann wäre die Sonne über Ihnen und die Erde am Horizont.

Dadurch erhalten Sie die Konfiguration, die Sie benötigen.

Für Beobachter auf der Erde wäre es jedoch sehr schwierig, den Schatten zu sehen. Wenn sich die Erde am Horizont befindet, müssen Sie sich am Rand der nahen und fernen Seite des Mondes befinden, und die Perspektive würde es schwierig machen, etwas so Kleines wie ein Raumschiff oder seinen Schatten zu sehen.

Ich denke, Ihre Interpretation der Szenenparameter ist etwas zu streng. Die Sonne muss nicht genau im Zenit über Ihrem Kopf stehen, um eine solche Schattensituation zu ermöglichen. Aber dazu später mehr.

Sonne im Zenit mit sichtbarer Erde

Zunächst zu Ihrer Interpretation: Es ist möglich, in der gleichen Menge wie auf der Erde (aber der Screenshot passt nicht zu einer solchen Situation).

Um die Sonne auf der Erde direkt über sich zu haben, muss man nahe am Äquator sein, und es muss gegen Mittag sein. Das heißt, Sie müssen sich in der Nähe des Ortes auf dem Globus befinden, der zur Sonne zeigt. Um den Mond um die Mittagszeit sehen zu können, muss die Mondphase zwischen Neumond und Halbmond liegen, sonst wäre sie mittags unter dem Horizont.

Dasselbe ist auf dem Mond möglich, tauschen Sie einfach "Erde" und "Mond" aus. Sie müssen in der Nähe des Äquators des Mondes stehen, der Sonne am nächsten, die Erdphase muss zwischen Neuerde und Halberde liegen (was bedeutet, dass die Mondphase zwischen Vollmond und Halbmond liegt, da sie sich ergänzen).

Die Erde könnte also sichtbar sein, aber nur als eher flache Sichel.

Lockere Einschränkungen

Wenn sowohl die Sonne als auch das Raumschiff direkt hinter Ihrem Rücken kommen, wird der abgebildete optische Effekt ebenfalls erzielt. Und wenn die Sonne hinter Ihrem Rücken tiefer steht, könnte mehr von der Erde von der Sonne beschienen werden. Eine volle Erde wäre immer noch unmöglich, da dann sowohl die Sonne als auch die Erde auf Horizonthöhe sein müssten, was bedeutet, dass die Schatten nicht funktionieren würden.

Screenshot-Beleuchtung

Der Screenshot zeigt eine inkonsistente Beleuchtung. Die Hügel scheinen von der rechten Seite beleuchtet zu sein, nicht zu hoch über dem Horizont.

Die Erde wird in fast voller Phase gezeigt, was bedeutet, dass sich die Lichtquelle hauptsächlich hinter der Kamera befand, leicht rechts (vielleicht in einer 5-Uhr-Position), auch nicht zu hoch über dem Horizont.

Als Erdphase, die mit der Hügelbeleuchtung übereinstimmt, würde ich eine halbe Erde erwarten, wobei die Tag / Nacht-Begrenzung leicht nach links geneigt ist.

Und egal, welche der beiden inkonsistenten Beleuchtungen wir als "richtig" annehmen, wir würden am Ende damit enden, dass der Schatten der Raumschiffe nach links von seiner Bahn verschoben wird.