Wie sieht das Sonne-Erde-Mond-System vom Sonne-Erde-L-2-Punkt aus aus?

Ich behandelte dies als ein Problem der Geometrie und kam zu folgendem Ergebnis:

• Die Sonne ist die große gelbe Scheibe.
• Die Erde ist die größte schwarze Scheibe, die den größten Teil der Sonne verdeckt
• Die linke dunkelgraue Scheibe ist der Mond, wenn er in Bezug auf L2 über die nahe Seite der Erde wandert. In Wirklichkeit würde die Mondscheibe in dieser Position komplett schwarz erscheinen. Ich habe es zur Veranschaulichung dunkelgrau gemacht.
• Die rechte dunkelgraue Scheibe ist der Mond, wenn er in Bezug auf L2 hinter der anderen Seite der Erde vorbeizieht. In dieser Position erscheint der Mond möglicherweise nicht als vollständig schwarze Scheibe - es ist möglich, dass er etwas von Licht beleuchtet wird, das von der Rückseite der Erde reflektiert wird. Dieser Effekt kann jedoch angesichts der überwältigenden Kraft des direkten Lichts aus dem Ring der Sonne durchaus minimal sein.

Meine Zahlen sehen etwas anders aus als die von @PearsonArtPhoto, also hier sind sie:

Durchschnitte aus Wikipedia/Google:

• Entfernung Sonne-Erde: 150 Millionen km
• Entfernung Erde-Mond: 384.000 km
• Entfernung Erde-L2: 1,5 Millionen km
• Sonnenradius: 696.000 km
• Erdradius: 6370 km
• Mondradius: 1740 km

Daraus errechnete ich:

• Entfernung Sonne-L2: 151,5 Millionen km

• Sonnenradiuswinkel: 4590 μrad

• Erdradiuswinkel: 4250 μrad

• Nahe Mond-L2 Entfernung: 1,12 Millionen km

• Nahe Mond-L2-Radiuswinkel: 1560 μrad

• Ferner Mond-L2-Entfernung: 1,88 Millionen km

• Fernmond-L2-Radiuswinkel: 924 μrad

Hinweise - meine Terminologie kann ungenau sein. Hier einige Klarstellungen:

• In all dem Obigen L2beziehe ich mich auf die Sonne-Erde L2, dh den Standort des Beobachters.
• radius angleist der Winkel zwischen der Mitte des gegebenen Objekts und dem Rand seiner Scheibe
• Da Winkel klein sind, habe ich die Annäherung verwendetx ≈ tan(x)
• Die Größen der von mir gezeichneten Objekte sind direkt proportional zu ihren berechneten Radiuswinkeln.

Aktualisieren:

Ich habe das heute von der NASA gesehen . Während dies von L1 genommen wird und diese Frage sich auf L2 bezieht, sind diese beiden Lagrange-Punkte ähnlich weit von der Erde entfernt (in entgegengesetzten Richtungen), sodass wir sehen können, dass die Proportionen, zumindest von Erde und Mond, mehr oder weniger sind richtig in meiner Simulation.

Erde von L1 im Foto (ähnliche Entfernung zu L2, aber offensichtlich anders beleuchtet)

Die Raumschiffe, die bei L2 umkreisen, bleiben normalerweise nicht nur am Punkt L2, sondern machen eine so genannte Halo-Umlaufbahn oder eine verwandte Lissajous-Umlaufbahn . Im Wesentlichen umkreisen sie den L2-Punkt, anstatt direkt an ihm. Infolgedessen sehen sie die Erde und den Mond tatsächlich anders als die Sonne. Und sie umkreisen den Punkt normalerweise so, dass sie keine direkte Linie von der Erde zur Sonne haben, was die Kommunikation viel einfacher macht (die Sonne erzeugt eine erhebliche Menge an HF-Rauschen).

Was die Ansicht betrifft, so würde die Erde, wenn sie sich genau am L2-Punkt befindet, als Scheibe von etwa 0,48 Grad erscheinen und sich somit tatsächlich ständig in partieller Sonnenfinsternis befinden, da die Sonne eine Scheibe ist, die etwa 0,53 Grad vom L2-Punkt entfernt ist. Somit wäre der größte Teil (~82%) der Sonne die ganze Zeit von der Erde bedeckt, etwas mehr, wenn der Mond auch die Sonne bedeckt. Die Atmosphäre der Erde würde auch einige, vielleicht noch einige Prozent bedecken. Dies wäre eine signifikante ringförmige Sonnenfinsternis. Eine typische ringförmige Sonnenfinsternis auf der Erde des Mondes beträgt über 90%.

Ein einigermaßen genaues ¹ Rendering kann mit Celestia gemacht werden . Hier sind wir 1.500.000 km vom Erdmittelpunkt entfernt, am 26. August 2018 (dem nächsten Vollmond, während ich dies schreibe), ungefähr am L2-Punkt Erde-Sonne.

Die Erde verdunkelt die Sonnenscheibe meistens, aber nicht vollständig. Die Erde und der Mond erscheinen im Vergleich zur Intensität der Sonne als vollständig schwarze Scheiben.

Da es Vollmond ist, ist uns der Mond in diesem Bild näher als die Erde. Es ist kaum als kleine schwarze Scheibe am unteren Rand des Bildes sichtbar.

Ein paar Wochen nach vorne bis zum 9. September kommen wir zum Neumond:

Der Mond sieht aufgrund der größeren Entfernung etwas kleiner aus. Wir sehen auch ein paar Sonnenflecken.

In Celestia sieht eine Mondfinsternis aus dieser Perspektive nach nichts aus, da der Mond nur eine schwarze Scheibe auf einer anderen schwarzen Scheibe ist. Ich vermute, dass dies richtig ist: Die Beleuchtung auf dem Mond ist relativ zur direkt sichtbaren Sonnenscheibe sehr schwach, und außerdem befinden wir uns am L2-Punkt auf der falschen Seite des Mondes, um selbst das zu beobachten.

Hier ist das erste Quartal, 16. August 2018. Ich habe künstliches Umgebungslicht aktiviert, sodass die dunkle Seite des Mondes beleuchtet wird: Andernfalls wäre sie in dieser Perspektive nicht sichtbar. Die Erde ist rechts, der Mond links. Der hellste Stern in der Mitte ist Regulus und der unscharfe Fleck direkt darüber ist Leo I.

Wenn Sie den Mond vergrößern und das künstliche Umgebungslicht deaktivieren, wird ein kleiner Halbmond mit IC 613 am oberen Rand des Rahmens sichtbar. Dies ist so "voll", wie der Mond aus dieser Perspektive jemals wird.

Ich glaube, der Mond sollte in dieser Ansicht indirekt durch von der Erde reflektiertes Licht leicht beleuchtet werden. Es ist die Rede davon, dass Planetshine 2008 in Celestia implementiert wird, aber anscheinend wurde es entweder nie festgeschrieben oder funktioniert nicht.

¹ Celestia ist sehr genau in Bezug auf die Geometrie, hat aber ihre Grenzen. Auf einigen dieser Bilder sehen wir gleichzeitig Sterne und möglicherweise Weltraumobjekte, die Sonnenscheibe und Sonnenflecken. Ich bezweifle, dass ein echtes Bildgebungsinstrument über einen ausreichenden Dynamikbereich verfügt, um ein solches Bild ohne Compositing zu erzeugen.