Libration

Der Mond befindet sich in einer gebundenen Rotation mit der Erde, das heißt er dreht sich während eines Umlaufs um die Erde auch einmal um seine Achse. Deshalb wendet er uns im Prinzip immer die gleiche Seite zu. Durch verschiedene Effekte können wir jedoch trotzdem im Laufe eines Monats von der Erde aus 59 Prozent der Mondoberfläche sehen. Man unterscheidet dabei verschiedene Librationen:

• Optische Libration
  • Die Libration in Länge zeigt sich als seitliche Drehung von maximal 7,9 Grad und entsteht vor allem durch die leicht elliptische Umlaufbahn des Mondes. Wäre die Mondbahn kreisförmig, so wäre seine Winkelgeschwindigkeit ("Grad pro Sekunde") immer gleich. Wegen der elliptischen Bahn ändert sich die Entfernung Erde - Mond während eines Umlaufs und damit auch die Winkelgeschwindigkeit (je größer die Entfernung, um so kleiner die Winkelgeschwindigkeit). Die Rotationsgeschwindigkeit des Mondes um seine eigene Achse bleibt jedoch konstant. Deswegen rotiert der Mond in Erdnähe etwas zu langsam und, wenn er weiter entfernt ist, etwas zu schnell. Weitere kleine Librationseffekte entstehen durch die Veränderung der Mondumlaufbahn durch die Anziehungskräfte von Sonne und Planeten.
  • Für die Libration in Breite ist der Winkel der Rotationsachse des Mondes gegenüber der Ekliptik (Ebene der Erdumlaufbahn) verantwortlich. Er beträgt 6,7 Grad und bewirkt ein scheinbares vertikales Kippen des Mondes, so dass man über seine Pole hinweg sehen kann.
• Die parallaktische oder tägliche Libration entsteht durch die Erdrotation und macht etwa 1 Grad aus. Von Mondaufgang bis Monduntergang dreht sich die Erde um 180 Grad. Dabei bewegt sich jeder Punkt der Erdoberfläche, je nach geographischer Breite, um bis zu 12.756 km (ein Erddurchmesser). Ein Beobachter sieht den Mond bei Mondaufgang also von einer etwas anderen Position aus und damit unter einem anderen Betrachtungswinkel als 12 Stunden später, wenn der Mond untergeht.
• Bei der physischen Libration bewirkt die Gravitation der Erde durch Gezeitenkräfte eine tatsächliche leichte Bewegung des Mondes. Sie beträgt aber nur maximal 0,04 Grad.