Wenn der Mond gebunden rotiert, dreht er sich dann überhaupt?

Ja. Gebundene Rotation heißt genau eine Umdrehung um die Achse je Umlauf um die Erde. Von der Erde merkt man das nicht: dieselbe Halbkugel ist uns stets zugewandt. Von außen sieht man, dass der Mond synchron mit dem Umlauf rotiert.

Kann die Erde irgendwann vom Mond gebunden werden?

Im Prinzip ja, aber auf Zeiten weit jenseits der restlichen Lebensdauer der Sonne. Dieselben Gezeiten verlangsamen die Erdrotation und verlängern den Tag. Gegenseitige Bindung würde verlangen, dass der Erdentag der Umlaufperiode des Mondes gliche (heute etwa 27 Tage).

Warum sieht man manchmal mehr als die Hälfte der Mondoberfläche?

Die reale Bahn ist leicht elliptisch, die Rotationsachse geneigt. Durch Librationen sieht man mit der Zeit den Rand hinter dem östlichen, westlichen, nördlichen und südlichen Limbus — insgesamt etwa 59 % der Oberfläche, nicht 50 %. Hier ist die Bahn kreisförmig, ohne Librationen.

Was hat die Rotation des Mondes im gebundenen Zustand angehalten?

Die Gravitation der Erde wirkte auf die Gezeitenwulste als bremsendes Drehmoment, bis die Wulste längs der Linie Erde–Mond lagen. Das ist ein stabiles Gleichgewicht: danach wirkt das Drehmoment im Mittel weder beschleunigend noch bremsend.

Gebundene Rotation des Mondes

Synchrone Rotation: der Erde ist stets dieselbe Mondhalbkugel zugewandt.

Zum Modell

Die gebundene Rotation (synchrone Rotation) ist der Zustand, in dem die Rotationsperiode eines Satelliten gleich der Umlaufperiode um den Planeten ist. Beim Mond die Resonanz 1:1: der Erde ist stets dieselbe Halbkugel zugewandt. Die Gravitation der Erde zieht die nähere Seite stärker und erzeugt Gezeitenwulste; das Drehmoment verlangsamte die ursprünglich schnellere Rotation des Mondes, bis die Winkelgeschwindigkeit der Rotation der Bahnwinkelgeschwindigkeit glich. Dabei ging ein Teil des Drehimpulses des Mondes auf die Erde über: der Erdentag wurde länger. Die Bahn ist kreisförmig angenommen; Librationen — kleine Schwankungen, durch die man mit der Zeit etwa 59 % der Oberfläche sieht — sind nicht gezeigt.

Für wen: Oberstufe und 1. Semester: System Erde–Mond, Gezeiten, Rotation und Umlauf.

Wichtige Begriffe

gebundene rotation
synchrone rotation
gezeitenkraft
gravitationsdrehmoment
drehimpuls
erdzugewandte seite
rückseite des mondes

So funktioniert es

Die Gezeitenwechselwirkung erzeugte Wulste auf dem frühen Mond; das Gravitationsdrehmoment richtet die längste Achse zum Planeten. In Milliarden Jahren ging der Mond in synchrone Rotation über: ein Mondtag gleicht einem Umlauf um die Erde, daher ist uns eine Seite ständig zugewandt.

Wichtige Gleichungen

Stabil, wenn die Bahnwinkelgeschwindigkeit gleich der Rotationsgeschwindigkeit ist; verbunden mit den Gezeiten Erde–Mond (siehe auch Erde–Mond-Gezeiten).

Häufige Fragen

Wenn der Mond gebunden rotiert, dreht er sich dann überhaupt?: Ja. Gebundene Rotation heißt genau eine Umdrehung um die Achse je Umlauf um die Erde. Von der Erde merkt man das nicht: dieselbe Halbkugel ist uns stets zugewandt. Von außen sieht man, dass der Mond synchron mit dem Umlauf rotiert.
Kann die Erde irgendwann vom Mond gebunden werden?: Im Prinzip ja, aber auf Zeiten weit jenseits der restlichen Lebensdauer der Sonne. Dieselben Gezeiten verlangsamen die Erdrotation und verlängern den Tag. Gegenseitige Bindung würde verlangen, dass der Erdentag der Umlaufperiode des Mondes gliche (heute etwa 27 Tage).
Warum sieht man manchmal mehr als die Hälfte der Mondoberfläche?: Die reale Bahn ist leicht elliptisch, die Rotationsachse geneigt. Durch Librationen sieht man mit der Zeit den Rand hinter dem östlichen, westlichen, nördlichen und südlichen Limbus — insgesamt etwa 59 % der Oberfläche, nicht 50 %. Hier ist die Bahn kreisförmig, ohne Librationen.
Was hat die Rotation des Mondes im gebundenen Zustand angehalten?: Die Gravitation der Erde wirkte auf die Gezeitenwulste als bremsendes Drehmoment, bis die Wulste längs der Linie Erde–Mond lagen. Das ist ein stabiles Gleichgewicht: danach wirkt das Drehmoment im Mittel weder beschleunigend noch bremsend.

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