Trái Đất, nhìn từ Mặt Trăng trong phi vụ Apollo 8, Đêm Giáng Sinh, 1968.Trăng không nhìn thấy

Các tham số quỹ đạo

Quỹ đạo chuyển động của Mặt Trăng

Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất trên quỹ đạo hình elíp gần tròn ở khoảng cách trung bình 384.403 km với cận điểm 363.104 km, viễn điểm 405.696 km và độ lệch tâm trung bình 0,0554. Giá trị độ lệch tâm này thay đổi từ 0,043 đến 0,072 trong chu kì 8,85 năm. Mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất nằm nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời trong khoảng 4°59′ đến 5°18′, với giá trị trung bình 5°9′. Chu kỳ quỹ đạo khoảng 27,321 ngày, kinh độ của điểm nút lên 125,08°, acgumen của cận điểm 318,15°.

Chuyển động biểu kiến

Chuyển động biểu kiến của Mặt Trăng là kết quả tổng hợp chuyển động tương đối của nhiều thiên thể và của người quan sát, trong đó các chuyển động thành phần còn chịu ảnh hưởng nhiễu từ các thiên thể khác trong hệ Mặt Trời và từ tính chất cấu trúc các thiên thể. Mặt Trăng chuyển động biểu kiến theo hướng Đông Nam do chuyển động xoay của Trái Đất. Trên nền trời sao, nó dịch chuyển theo hướng Tây trung bình mỗi ngày 13° do chuyển động quanh Trái Đất và hàng ngày Mặt Trăng tụt lùi sau Mặt Trời 12° do Mặt Trời tiến về hướng Đông khoảng 1° mỗi ngày. Hàng ngày, Mặt Trăng mọc muộn hơn ngày trước đó trung bình 50 phút. Tháng giao hội của nó khoảng 29,53 ngày, dài hơn một chút so với chu kỳ quỹ đạo của Mặt Trăng (27,32 ngày), vì Trái Đất thực hiện chuyển động riêng của mình trên quỹ đạo xung quanh Mặt Trời, nên Mặt Trăng phải mất thêm một khoảng thời gian để trở về vị trí cũ của nó so với Mặt Trời[1].

Các nguyên nhân gây bất ổn định trong quỹ đạo

Nhiễu loạn kỳ sai

Nhiễu loạn kỳ sai là tác động nhiễu loạn nhỏ có chu kì của Mặt Trời đến chuyển động của Mặt Trăng trên quỹ đạo do các vị trí khác nhau của Mặt Trời so với đường củng điểm. Vận tốc góc không đều của Mặt Trăng trên quỹ đạo đã được biết đến từ thời cổ đại. Tác động này đã được nhà thiên văn Hy Lạp Ptolemaeus nhắc đến trong quyển Almagest. Ông cho rằng tác động này với chu kì 31,8 ngày có thể gây nhiễu tối đa 1°16,4' đến nhiễu loạn lớn trong chuyển động của Mặt Trăng.

Nhiễu loạn dao động

Nhiễu loạn dao động là hiện tượng gây nhiễu trong chuyển động của Mặt Trăng do tác động của lực hấp dẫn nhiễu loạn từ Mặt Trời. Hiện tượng này là những biến đổi nhỏ với biên độ 39′ 30″ [51] trong chuyển động của Mặt Trăng, lúc nhanh hơn, lúc chậm hơn so với chuyển động trung bình trên quỹ đạo của mình với chu kì bằng một phần hai chu kì giao hội. Nhiễu quỹ đạo của Mặt Trăng được Tycho Brahe phát hiện và sau đó Isaac Newton giải thích trên cơ sở lý thuyết nhiễu trong trường hấp dẫn.

Đa số các hiệu ứng thủy triều quan sát được trên Trái Đất đều do lực kéo hấp dẫn của Mặt Trăng, Mặt Trời chỉ gây một hiệu ứng nhỏ. Các hiệu ứng thủy triều dẫn khiến khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trăng tăng khoảng 3,8 m mỗi thế kỷ, hay 3,8 cm mỗi năm.[52] Vì hiệu ứng bảo toàn động lượng góc, sự tăng bán trục lớn của Mặt Trăng gắn liền với sự chậm dần tốc độ tự quay của Trái Đất khoảng 0,002 giây mỗi ngày sau mỗi thế kỷ.[53]

Hệ Trái Đất-Mặt Trăng thỉnh thoảng được coi là một hành tinh đôi chứ không phải một hệ hành tinh-vệ tinh. Điều này bởi kích thước đặc biệt lớn của Mặt Trăng so với hành tinh của nó; Mặt Trăng có đường kính bằng một phần tư đường kính Trái Đất và có khối lượng bằng 1/81 khối lượng Trái Đất. Tuy nhiên, định nghĩa này đã bị một số người chỉ trích, bởi khối tâm chung của hệ nằm khoảng 1.700 km bên dưới bề mặt Trái Đất, hay khoảng một phần tư bán kính Trái Đất. Bề mặt Mặt Trăng chưa bằng 1/10 bề mặt Trái Đất, và chỉ bằng khoảng một phần tư diện tích phần đất liền của Trái Đất (hay cỡ diện tích Nga, Canada và Hoa Kỳ cộng lại).

Năm 1997, tiểu hành tinh 3753 Cruithne được khám phá có quỹ đạo hình móng ngựa liên kết với Trái Đất một cách bất thường. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học không coi nó là một Mặt Trăng thứ hai của Trái Đất, và quỹ đạo của nó không ổn định trong thời gian dài.[54] Ba tiểu hành tinh gần Trái Đất khác, (54509) 2000 PH5, (85770) 1998 UP1 và 2002 AA29, nằm trên quỹ đạo tương tự quỹ đạo Cruithne, cũng đã được phát hiện ra.[55]

Hình minh họa khoảng thời gian thực của ánh sáng đi từ Trái Đất đến Mặt Trăng hết 1,225 giây, với tỉ lệ tương đối về kích thước. Khoảng cách giữa hệ Trái Đất - Mặt Trăng đến Mặt Trời là 8,28 phút ánh sáng.

Nó là Mặt Trăng lớn nhất trong Hệ Mặt Trời về kích thước tương đối so với hành tinh. (Charon lớn hơn về kích thước so sánh so với hành tinh lùn Diêm vương.) Các vệ tinh tự nhiên bay quanh các hành tinh khác được gọi là "các Mặt Trăng", theo tên Mặt Trăng của Trái Đất.