De Chinese maanmissie met Chang’E-6 keerde op 25 juni terug op aarde met materiaal van de achterkant van de maan. Op Youtube is een filmpje van de landing te zien:
In het Engels wordt de achterkant van de maan “ The dark side of the moon” genoemd. Dit is ook de titel van een beroemd popalbum .
The dark side of the moon van de Engelse symfonische rockgroep Pink Floyd uit 1973 staat op de vierde plaats van de meest verkochte popalbums ooit. Zo nu en dan zie je nog iemand lopen met een T-shirt waarop de iconische albumhoes is afgebeeld. In figuur 1 is de afbeelding die op de hoes staat weergegeven.
a) Welk natuurkundig verschijnsel is afgebeeld op de albumhoes?
Lichtbreking.
We zien breking van licht door een prisma. Omdat wit licht is opgebouwd uit alle kleuren licht die ieder met net een ander hoek breken ontstaat het spectrum van zichtbaar licht (‘alle kleuren van de regenboog’).
De nummers op het album gaan niet over natuurkunde maar over thema’s als ruzie, hebzucht, tijd, dood en mentale gezondheid. De band vroeg ontwerper Storm Thorgerson om een simpel en stoer ontwerp dat paste bij de nummers en dit was het resultaat.
b) Kun je een reden bedenken waarop Storm Thorgerson op dit ontwerp uitkwam?
Het is niet bekend wat er in het hoofd van de ontwerper in rondgegaan maar licht in de duisternis doet denken aan leven en dood, een driehoek is simpel en stoer. Bovendien zie het gekleurde licht pas goed tegen een donkere achtergrond. Het zou ook zo kunnen zijn dat de verschillende kleuren licht staan voor de verschillende onderwerpen die op het album aan bod komen.
The dark side of the moon verwijst naar het feit dat we vanaf de aarde maar één kant van de maan kunnen zien. De kant die we niet kunnen zien wordt wel de achterkant of de donkere kant genoemd. Op vrijdag 3 mei 2024 lanceerde China een ruimtevaartuig, de Chang’E-6, dat als eerste ruimtevaartuig ooit moet landen op de achterkant van de maan en daar rotsen en bodemmateriaal moet meenemen.
We zien maar één kant van de maan omdat de tijd waarin de maan om haar eigen as draait afhangt van de omlooptijd. Dit wordt synchronisatie genoemd.
c) Hoe groot is de omwentelingstijd van de maan om haar as?
De omwentelingstijd van de maan is ongeveer een maand, 27,3 dagen.
Om te snappen hoe dit zit kun je de volgende groepsopdracht doen.
d) Voer de groepsopdracht uit en formuleer de conclusie:
Groepsopdracht voor 6 leerlingen
Vier leerlingen vormen de aarde door met de ruggen tegen elkaar aan te gaan staan en dus van elkaar af te kijken. Op enige afstand daarvan speelt één leerling de maan die een rondje rond de aarde loopt waarbij hij steeds naar de aarde blijft kijken (zonder de nek te draaien). De zesde leerling is de observator die controleert of de maan in de tijd dat ze een rondje rond de aarde loopt ook een omwenteling rond haar eigen as maakt. Je kunt dit natuurlijk ook filmen!
Als het goed is zie je dat als je een rondje rond de ‘aarde’ loopt terwijl je steeds met je gezicht naar de ‘aarde’ blijft kijken je automatisch ook een rondje rond je eigen as maakt.
e) Is het zo dat de ‘dark side of the moon’ nooit door de zon beschenen wordt? Leg je antwoord uit.
Het is niet zo dat de achterkant van de maan niet belicht wordt door de zon en dus steeds donker is, dat is alleen vanuit het perspectief van de aarde. Denk bijvoorbeeld aan een zonsverduistering waar de maan precies tussen de aarde en de zon instaat en de achterkant dus vol belicht wordt.
f) Hoe zou jij ‘de achterkant van de maan’ in het Engels vertalen?
The back side of the moon bijvoorbeeld.
In de groepsopdracht hierboven hebben we de aarde stil laten staan. In werkelijkheid is dit niet zo. De aarde beweegt door de ruimte en draait om de zon en natuurlijk draait de aarde ook om haar eigen as.
g) Hoeveelste deel van haar rondje om de zon legt de aarde af gedurende de tijd dat de maan een rondje rond de aarde draait?
De aarde draait in een jaar om de zon, tijdens een maand wordt dus ongeveer 1/12 deel van het rondje afgelegd. Meer precies: 27,3/365 = 0,075.
De omwentelingstijd van de aarde rond haar as is niet gelijk aan de omlooptijd van de aarde.
h) Hoe groot is de omwentelingstijd van de aarde om haar as.
De aarde draait in een dag, dus 24 uur om haar as.
i) Leg uit wat het gevolg zou zijn als voor de aarde de omlooptijd en de omwentelingstijd wel gelijk zouden zijn.
Dan zou één kant van de aarde naar de zon gericht zijn en steeds belicht worden, daar zou het dus altijd dag zijn (en warm), de andere kant van de aarde is dan echt de donkere kant waar het altijd donker (en veel kouder).
