De maan van de aarde

De maan – Alles wat je moet weten over de trouwe metgezel van de aarde

Hij heeft een diameter van 3476 km, gloeit rood op onder speciale omstandigheden en heeft het leven op aarde vormgegeven. Maak kennis met onze grijze maan, die de mens al duizenden jaren fascineert en vermoedelijk al miljarden jaren om de aarde draait.

Hij heeft een diameter van 3476 km, gloeit rood op onder speciale omstandigheden en heeft het leven op aarde vormgegeven. Maak kennis met onze grijze maan, die de mens al duizenden jaren fascineert en vermoedelijk al miljarden jaren om de aarde draait.

Shutterstock

De maan is het op een na helderste object aan onze hemel, maar hoe goed ken je onze maan eigenlijk?

In dit artikel neemt Wetenschap in Beeld de trouwe metgezel van de aarde onder de loep en beantwoorden we alle vragen die je over de maan zou kunnen hebben.

Je kunt ontdekken hoe de maan is ontstaan, hoe ver weg hij staat, waarom hij rood kleurt tijdens maansverduisteringen, en vooral wanneer wij er weer op bezoek komen. Hoewel wij mensen al tientallen jaren geen voet meer in het maanstof hebben gezet, luiden de jaren 2020 een nieuw tijdperk in voor bemande maanmissies.

Wat is een maan?

Een maan – ook satelliet genoemd – is een groot hemellichaam dat rond een planeet, dwergplaneet, komeet of planetoïde draait.

Hoe ontstaat een maan?

Hoe manen ontstaan is grotendeels een mysterie, maar wetenschappers hebben verschillende theorieën, die variëren afhankelijk van de maan in kwestie.

Zo wordt bijvoorbeeld gedacht dat Jupiters vier grootste manen – de zogeheten Galileïsche manen – ontstaan zijn uit de stofwolk die na de vorming van Jupiter zelf achterbleef.

Mars zou zijn twee kleine manen aangetrokken hebben uit een nabije planetoïdengordel, en onze eigen maan zou ontstaan zijn uit een botsing tussen de aarde en een planeetachtig object ter grootte van Mars.

De heersende theorie over de vorming van de maan is dat hij het resultaat is van een prehistorische botsing.

Massa raakt aarde
© Lasse Alexander Lund-Andersen

Botsing

Een planeetachtig object ter grootte van Mars slaat in op de aarde.

Resten van botsting in baan om de aarde
© Lasse Alexander Lund-Andersen

Restanten in een baan

Stukken gesteente van de botsing verzamelen zich in een baan rond de aarde.

De maan van de aarde ontstaat
© Lasse Alexander Lund-Andersen

De maan ontstaat

Na verloop van tijd vormen de brokstukken samen de maan.

De maan van de aarde

Hoewel onze maan niet samen met de aarde is ontstaan, draait hij al vele miljarden jaren rond onze planeet.

Volgens een studie in het wetenschappelijke tijdschrift Nature blijkt uit analyses van maanstenen dat de maan waarschijnlijk zo’n 4,51 miljard jaar geleden ontstond – circa 50 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel.

Toen de maan ontstond, stond hij veel dichter bij de aarde dan nu.

Wetenschappers schatten dat de maan toen 24.210 kilometer van de aarde stond, terwijl hij vandaag 384.400 kilometer ver weg is.

VIDEO: Kijk hoe onze maan zich van de aarde verwijdert

De maan verwijdert zich van de aarde door de wisselwerking tussen de zwaartekracht van de maan en de oceanen op aarde. Dit wordt ook de getijdekracht genoemd, en het is hetzelfde mechanisme dat ons eb en vloed geeft.

De zwaartekracht van de maan trekt aan de aarde, waardoor de oceanen een zogeheten getijde-uitstulping vormen.

Doordat de aarde om haar as draait, ligt deze uitstulping iets voor op de maan in zijn baan om de aarde, waardoor een deel van de rotatie-energie van de aarde wordt overgebracht op de maan.

Het gevolg is dat de draaiing van de aarde vertraagt, terwijl de maan sneller gaat en verder weg komt te staan – 3,8 centimeter per jaar om precies te zijn.

Vanwege de correlatie tussen de draaiing van de aarde en de afstand van de maan tot de planeet duurde een dag ten tijde van het ontstaan van de maan maar zes uur. Zoals bekend duurt een dag nu 24 uur, en over 4,5 miljard jaar, als onze maan veel verder weg staat, zal de dag 43 uur lang zijn.

Theoretisch zal de maan uiteindelijk uit zijn baan om de aarde breken. Maar volgens wetenschappers ontploft de zon voordat dat gebeurt.

Halvemaan op zwarte achtergrond
© Shutterstock

Feiten over de maan van de aarde

  • Ontstaan: Wetenschappers denken dat onze maan 4,51 miljard jaar geleden ontstond toen een groot planeetachtig object op de aarde botste.
  • Ontdekt: De maan is het grootste hemellichaam aan de hemel, dus de mensheid weet er al sinds de prehistorie van.
  • Diameter: De maan heeft een diameter van 3476 kilometer.
  • Massa: De massa van de maan is 7349×1022 kilogram.
  • Afstand tot de aarde: Het is gemiddeld 384.400 kilometer van het middelpunt van de aarde naar dat van de maan.
  • Temperatuur op de maan: De maan heeft een gemiddelde temperatuur van -77 °C.
  • Atmosfeer: De atmosfeer van de maan is zo ijl dat hij in feite niet bestaat.
  • Omlooptijd: De maan doet 27,3 dagen over een rondje om de aarde.
  • Omloopsnelheid: De maan heeft een gemiddelde omloopsnelheid van 3679 km/h.
  • Synodische periode: De maan heeft een synodische periode van 29 dagen, 12 uur en 44 minuten. De synodische periode is de tijd tussen twee gelijke posities ten opzichte van de zon, bijvoorbeeld van volle maan tot volle maan.
  • Standen: De maan heeft vier schijngestalten: nieuwemaan, wassende maan, vollemaan en krimpende maan.

De maan schonk de aarde leven

Naarmate de maan verder van de aarde kwam te staan, verzwakte de getijdekracht.

Die was echter nog sterk genoeg om de ontwikkeling van onze planeet te beïnvloeden, inclusief de sprong van het leven van zee naar land.

Hoogwater zorgde ervoor dat land vaak onder water kwam te staan, waardoor zeedieren aanspoelden. Velen stierven, maar in de loop van miljoenen jaren leerden sommige soorten zich te redden en begonnen de eerste amfibieën en insecten het land te veroveren.

De getijdenkracht hield ook de aardkorst en dieper gelegen lagen in beweging, waardoor het binnenste van de aarde nog heter werd.

Daarom is een groot deel van de kern nog vloeibaar en heeft de aarde een sterk magnetisch veld om haar te beschermen tegen schadelijke straling uit de ruimte.

Het aardmagnetisch veld met de maan in de linkerhoek

Zonder de maan zou de aarde niet haar huidige sterke magnetische veld hebben.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Waar we de maan echter het meest dankbaar voor mogen zijn, is dat hij de kanteling van de aarde heeft gestabiliseerd. Die varieert tussen de 22,1 en 24,5 graden: stabiel genoeg om ons seizoenen te geven.

Zonder de maan zou de kanteling meer dan 45 graden variëren, en door zulke extreme schommelingen zouden tropische gebieden bevriezen.

Het is de vraag of de mens onder die omstandigheden had kunnen ontstaan en evolueren.

Waar is de maan van gemaakt?

De maan bestaat – net als de aarde – uit een korst, een mantel en een kern.

De kern heeft een kleine binnenkern van vast ijzer met een temperatuur van 1327 tot 1427 °C. Vanwege deze hitte is de binnenkern omgeven door een buitenkern van gesmolten ijzer.

Rondom de kern ligt de mantel. Die is zo’n 1000 kilometer dik en bestaat vooral uit ijzerrijke mineralen en magnesium, zoals olivijn en pyroxeen, die ook in de aardmantel voorkomen.

Volgens wetenschappers had onze maan in het begin een mantel van vloeibaar magma, die vulkanische activiteit opwekte en als lava uit de bodem borrelde.

We zien de overblijfselen van deze activiteit in de zogeheten maren (van het Latijn voor ‘zee’). Maren zijn de grote, donkere vlakten op de maan die met het blote oog te zien zijn bij volle maan. Ze heten zo omdat astronomen ten onrechte dachten dat het zeeën van water waren.

Boven op de mantel ligt de korst. Die is zo’n 50 kilometer dik en bestaat uit zuurstof, silicium, magnesium, ijzer, calcium en aluminium. Er zijn ook sporen van kalium, titanium, thorium, waterstof en uranium.

Opbouw van de maan

De maan heeft een harde kern van ijzer met een vloeibare buitenkern eromheen. Daarop rust de mantel van de maan, en de bovenste laag is de korst van de maan.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

De maan is ook bedekt met een fijne laag stof, maanregoliet genoemd.

De chemische samenstelling lijkt op die van vulkanische as, en volgens de astronauten die op de maan geweest zijn, is het nogal kleverig en kan het bij inademing hooikoortsachtige verschijnselen veroorzaken.

Laarsafdruk in het maanstof

Tijdens de Apollo 11-missie maakten de astronauten een reeks foto’s, zoals van deze laarsafdruk. Hij toont het stof dat de hele maan bedekt.

© NASA

Hoe groot is de maan?

De maan heeft een diameter van 3476 kilometer en een massa van 7,35*1022 kilo.

Ter vergelijking: de aarde heeft een diameter van 12.742 kilometer en een massa van 5,98*1024 kilo. Onze maan is dus relatief groot ten opzichte van zijn planeet.

Vergelijking van de aarde, maan en Pluto

De maan (midden) is de op vier na grootste maan in het zonnestelsel, en hij is groter dan de dwergplaneet Pluto (r).

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Waarom schijnt de maan?

De maan licht op doordat de zon erop schijnt. Manen zijn – net als planeten – donkere hemellichamen die geen licht uitstralen, zodat ze alleen te zien zijn als ze door een ster verlicht worden.

Maanfasen

Hoe goed de maan vanaf te aarde te zien is, hangt af van de schijngestalte.

De maan kent vier schijngestalten:

  • Nieuwemaan
  • Wassende maan
  • Vollemaan
  • Krimpende of afnemende maan

Bij nieuwemaan staat de maan tussen de aarde en de zon en is zijn donkere kant naar de aarde gekeerd.

De helderheid van de maan is dus op zijn minimum, en omdat hij in deze fase bij zonsopgang opkomt en bij zonsondergang ondergaat, is hij vanaf de aarde meestal niet met het blote oog te zien.

Tijdens wassende en krimpende maan licht de maan op in een halvemaanvorm, terwijl hij tijdens vollemaan helemaal rond en fel is.

Een paar keer per jaar is er ook een supermaan, wanneer de vollemaan 16 procent meer schijnt dan normaal.

We zien een supermaan als de maan het dichtst bij de aarde staat.

De vier fasen van de maan

De stand van de maan ten opzichte van de zon en de aarde bepaalt hoe we op aarde de maan kunnen zien.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

De tijd die de maan erover doet om van de ene schijngestalte in de andere over te gaan heet de synodische periode, en die duurt 29 dagen, 12 uur en 44 minuten.

Waar komt de maan op?

De maan komt op aan de oostelijke horizon en gaat onder aan de westelijke. Waar precies hangt af van de positie van de maan in zijn baan rond de aarde.

Bij nieuwemaan gaat de maan op en onder met de zon. Daarna beweegt de maan elke dag 12 graden naar het oosten, het equivalent van 50 minuten.

Hier zie je in welke windrichting de maan opkomt en ondergaat op het noordelijk halfrond:

  • Winter: de maan komt op in het zuidoosten en gaat onder in het zuidwesten.
  • Lente: maan komt op in het oosten en gaat onder in het westen.
  • Zomer: maan komt op in het noordoosten en gaat onder in het noordwesten
  • Herfst: maan komt op in het oosten en gaat onder in het westen.

Maansverduisteringen

Een maansverduistering treedt op als de zon, aarde en maan op één lijn staan en de maan geheel of gedeeltelijk door de schaduw van de aarde trekt.

Er zijn verschillende soorten maansverduisteringen, afhankelijk van de positie van de maan ten opzichte van de schaduw van de aarde.

Hieronder lees je meer over maansverduisteringen.

Totale maansverduistering

Bij een totale maansverduistering staat de maan geheel in de kegelvormige schaduw van de aarde – de umbra.

Totale maansverduistering

Als de maan volledig in de kegelvormige schaduw van de aarde, de umbra, staat, is er een totale maansverduistering.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Hoewel het zonlicht door de aarde wordt geblokkeerd, kan tijdens een totale maansverduistering het verschijnsel bloedmaan optreden, waarbij de normaal grijze maan rood kleurt.

Bloedmaan aan de sterrenhemel

Tijdens een totale maansverduistering kleurt de maan rood. Dat fenomeen wordt een bloedmaan genoemd.

© Shutterstock

De maan lijkt rood door de zogeheten Rayleighverstrooiing.

Hoewel zonlicht er wit uitziet, bestaat het uit verschillende kleuren met verschillende golflengten. Zo hebben violet en blauw licht een korte golflengte, terwijl rood en oranje een lange golflengte hebben.

Als het zonlicht op de atmosfeer van de aarde en de moleculen daar valt, hangt het van de golflengte af wat er gebeurt. Licht met een korte golflengte wordt ruim verstrooid, terwijl licht met een lange golflengte nauwelijks verstrooid wordt.

Dit betekent dat alleen langgolvig rood en oranje licht de atmosfeer passeert en door de umbra heen dringt.

Het rode licht valt dus op de maan en wordt weerkaatst, met een rode maan tot gevolg.

Rayleigh-verstrooiing kleurt de maan rood

In tegenstelling tot violet en blauw zonlicht, wordt rood licht minder verspreid door de atmosfeer van de aarde. Daarom glipt het rode licht door de atmosfeer en komt het bij de maan.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Als de aarde geen atmosfeer had, zou de maan tijdens maansverduisteringen helemaal donker zijn.

De volgende totale maansverduistering kun je meemaken op 7 september 2025.
Op 16 mei 2022 vindt in Europa een totale maansverduistering plaats, maar bij ons is die slechts als een gedeeltelijke maansverduistering te zien.

Gedeeltelijke maansverduistering

Een gedeeltelijke maansverduistering doet zich voor als een deel van de maan zich in de kegelvormige schaduw van de aarde bevindt.

Gedeeltelijke maansverduistering

Als de maan half door de schaduw van de aarde trekt, treedt er een gedeeltelijke maansverduistering op.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Bij een gedeeltelijke maansverduistering is het deel van de maan dat in de schaduw staat donker, terwijl de rest oplicht.

Het kan er daarom op lijken dat iemand een hap uit de maan heeft genomen tijdens een gedeeltelijke maansverduistering.

Gedeeltelijke maansverduistering

Tijdens een gedeeltelijke maansverduistering is een deel van de maan in duisternis gehuld.

© Shutterstock

De volgende gedeeltelijke maansverduistering is bij ons te zien op 16 mei 2022.
Dezelfde maansverduistering is in andere delen van Europa als een totale maansverduistering te zien.

Penumbrale maansverduistering

Tijdens een penumbrale maansverduistering staat de maan niet in de totale schaduw van de aarde, de umbra, maar in de gedeeltelijke schaduw, de penumbra.

Penumbra maansverduistering

Als de maan in de bijschaduw (penumbra) van de aarde staat, treedt er een penumbrale maansverduistering op.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Een penumbrale maansverduistering is subtieler dan de andere maansverduisteringen, want de maan lijkt slechts iets donkerder dan normaal.

Penumbrale maansverduistering

Een penumbrale maansverduistering valt niet erg op aan de nachtelijke hemel: de maan wordt er alleen iets donkerder van.

© Shutterstock

De volgende penumbrale maansverduistering kun je meemaken op 5 mei 2023.

Hoe ver is het naar de maan?

De gemiddelde afstand tot de maan bedraagt 384.400 kilometer, gemeten van het middelpunt van de aarde tot dat van de maan.

De baan van de maan rond de aarde is elliptisch: de afstand van de maan tot de aarde varieert afhankelijk van zijn positie in zijn baan.

Als de maan het verst van de aarde staat, zit er 406.700 kilometer tussen, en als de maan het dichtst bij de aarde staat, is dat 356.500 kilometer.

Penumbra maansverduistering

Als de maan in de bijschaduw (penumbra) van de aarde staat, treedt er een penumbrale maansverduistering op.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Maanlandingen

Op 20 juli 1969 om 21.17 uur onze tijd landden de Amerikaanse astronauten Neil Armstrong en Edwin Eugene ‘Buzz’ Aldrin op de maan in het landingsvaartuig The Eagle.

Neil Armstrong was de eerste man op de maan, en via een krakende verbinding sprak hij de beroemde woorden: ‘Een kleine stap voor de mens, een reuzensprong voor de mensheid.’

De maanlanding was onderdeel van de Apollo 11-missie, waaraan ook Michael Collins deelnam. Hij bleef echter gedurende de hele missie, die in totaal acht dagen, drie uur en 18 minuten duurde, in een baan rond de maan.

Sinds 1969 zijn er in totaal zes bemande maanmissies geweest.

Neil Armstrong

In 1969 werd Neil Armstrong de eerste man op de maan.

© NASA

Hoeveel mensen zijn er op de maan geweest?

Er zijn in totaal 12 mensen op de maan geweest.

De mensen die op de maan zijn geweest, zijn:

  • Neil Armstrong – Apollo 11
  • Buzz Aldrin – Apollo 11
  • Pete Conrad – Apollo 12
  • Alan Bean – Apollo 12
  • Alan Shepard – Apollo 14
  • Edgar Mitchell – Apollo 14
  • David Scott – Apollo 15
  • James Irwin – Apollo 15
  • John Young – Apollo 16
  • Charles Duke – Apollo 16
  • Eugene Cerman – Apollo 17
  • Harrison Schmitt – Apollo 17

Alle missies naar de maan vielen onder NASA’s Apolloprogramma.

Dit is een overzicht van de missies en wanneer ze plaatsvonden:

  • Apollo 11 – 16 juli-24 juli 1969
  • Apollo 12 – 14 november-24 november 1969
  • Apollo 14 – 31 januari-9 februari 1971
  • Apollo 15 – 26 juli-7 augustus 1971
  • Apollo 16 – 16 april-27 april 1972
  • Apollo 17 – 7 december-19 december 1972

Apollo 13 was ook op weg naar de maan, maar de maanlanding werd afgebroken wegens een defecte zuurstoftank. De bemanning keerde op 17 april 1970 terug op aarde na een vlucht rond de maan.

Hoe lang doe je erover om naar de maan te reizen?

Het duurt met een snelheid van 3280 km/h circa drie dagen om naar de maan te reizen. De Apollo 11-missie was 51 uur en 49 minuten onderweg, van lancering tot maanlanding.

Artemis is het maanprogramma van de toekomst

Er zijn sinds 1972 geen mensen op de maan geweest, maar nu wil NASA opnieuw mensen, onder wie de eerste vrouw en de eerste persoon van kleur, naar de maan sturen.

De nieuwe maanmissies maken deel uit van het Artemis programma, dat begint met een onbemande missie, Artemis I, om het ruimtevaartuig Orion in een baan rond de maan te brengen.

Het plan is om Artemis I in februari 2022 te lanceren.

Raketlancering - Artemis I

Als hij eenmaal op gang is, brengt de raket SLS het maanvaartuig Orion binnen acht minuten in een baan op 157 kilometer boven de aarde.

© NASA

De volgende missie, Artemis II, is gepland voor mei 2024, wanneer er astronauten rond de maan zullen vliegen. En ten slotte zal Artemis III in 2025 mensen naar de maan brengen.

NASA verwacht dat de kosten van het Artemisprogramma tegen het eind van 2026 86 miljard dollar zullen bedragen. En het programma houdt niet op bij de maanlanding.

Op iets langere termijn zal een internationaal ruimtestation gebouwd worden, dat rond de maan draait en als tussenstation voor maanreizigers dient.

Het ruimtestation wordt gebouwd als een samenwerking tussen de VS, Europa, Japan en Canada. En als het eenmaal op zijn plaats is, wordt er een maanbasis opgezet bij de zuidpool van de maan.

Astronauten zullen daar langere tijd kunnen verblijven om materiaal te verzamelen, wetenschappelijke experimenten uit te voeren en in maanvoertuigen op verkenning te gaan.

Tegen die tijd zal ook de eerste Europeaan voet op de maan zetten.

Astronauten op de maan

Het Artemis-programma is de eerste stap op weg naar een continu bemande maanbasis waar astronauten maanden kunnen verblijven.

© NASA

Hoeveel manen zijn er in het zonnestelsel?

Er zijn meer dan 200 manen in ons zonnestelsel, en een groot aantal ervan draait rond een planeet.

Zoveel manen zijn er in het zonnestelsel:

  • Mercurius heeft geen manen.
  • Venus heeft geen manen.
  • Mars heeft twee manen: Phobos en Deimos.
  • De aarde heeft één maan.
  • Jupiter heeft 79 manen. De vier grootste zijn de Galileïsche manen Io, Europa, Callisto en Ganymedes. Ganymedes is de grootste maan en het op acht na grootste object in het zonnestelsel. De vier manen werden in 1610 ontdekt door de Italiaanse astronoom Galileo Galilei – vandaar de naam.
  • Saturnus heeft 82 manen. Saturnus’ grootste maan is Titan, die 2 procent kleiner is dan Ganymedes en daarmee de op een na grootste maan in het zonnestelsel is.
  • Uranus heeft 27 manen, waarvan de vijf grootste Miranda, Ariel, Umbriel, Titania en Oberon zijn.
  • Neptunus heeft 14 manen, waaronder Triton, die even groot is als de dwergplaneet Pluto.
De vier grote manen van Jupiter

Jupiters manen – de Galileïsche manen.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Zoveel manen hebben de dwergplaneten in het zonnestelsel:

  • Pluto heeft in totaal vijf manen: Charon, Styx, Nix, Kerberos en Hydra.
  • Eris heeft een maan die Dysnomia heet. Dysnomia is het verst bekende voorwerp in het zonnestelsel.
  • Haumea heeft twee manen, Namaka en Hi‘iaka.
  • Makemake heeft maar één bekende maan. Die heet S/2015 (136472) 1, maar is beter bekend als MK2.
  • Ceres is de enige dwergplaneet die geen maan heeft.

De overige manen in het zonnestelsel draaien om andere hemellichamen. Zo heeft planetoïde 243 Ida een maantje van slechts 1,6 kilometer doorsnee dat Dactyl heet.