Почему лунное затмение не происходит каждый месяц.⁠⁠

На фоне ажиотажа вокруг “суперзатмения” у nanobobr возник закономерный вопрос:

Если Луна обращается вокруг Земли за примерно 29 дней, то не должно ли такое затмение происходить примерно раз в месяц?

Будем разбираться.

Во-первых, судя по некоторым комментариям, не все понимают разницу между лунным затмением и новолунием. Поэтому давайте сначала разберёмся с этим.

Находясь на Земле, мы наблюдаем не Луну целиком, а только ту половину, которая обращена к Земле. И даже эту половину редко удается увидеть целиком. Связано это с тем, что сама Луна не светит, а видим мы лишь тот участок, на который попадает солнечный свет. Луна (как и Земля) освещается Солнцем только с одной стороны (со стороны Солнца).

Т.е. есть наблюдаемая нами картина зависит от того, какая часть обращенной к Земле стороны Луны освещается Солнцем.

Когда Земля находится между Луной и Солнцем, то вся обращенная к Земле часть Луны оказывается освещена – мы наблюдаем полнолуние.

Когда Луна находится между Землей и Солнцем, то она обращена к Земле своей неосвещенной стороной – мы наблюдаем новолуние.

Глядя на эту картинку, возникает два вопроса:

1. Почему мы вообще наблюдаем полнолуние, ведь Луна должна находится в тени Земли, и свет вообще не должен не неё попадать?

2. Почему раз в месяц не происходят солнечные затмения, ведь Луна должна закрывать для нас Солнце.

Так было бы, если бы Земля, Луна и Солнце всегда находились в одной плоскости. (если бы плоскость вращения Луны вокруг Земли совпадала с плоскостью вращения Земли вокруг Солнца)

Но это не так. Угол между этими плоскостями (наклон орбиты луны к эклиптике) составляет примерно 5 градусов.

Из-за этого в полнолуние Луна оказывается выше или ниже земной тени, а в новолуние Луна оказывается выше или ниже Солнца. Для пущей наглядности вот вам корявый рисунок, на котором орбиты видны "как бы сбоку" и поэтому выглядят просто как линии:

Ситуации, благоприятные для возникновения затмений (как лунных, так и солнечных) наступают примерно два раза в год (спустя 3 и 9 месяцев после ситуации, изображённой на корявом рисунке).

Именно тогда Луна попадает в тень Земли ( это и есть лунное затмение) и это происходит в полнолуние.

P.S.

Пост ориентирован на "чайников", создан для ответа на конкретный вопрос и не претендует на строгую корректность формулировок и исчерпывающее описание данных явлений.