Wie lange dauert es, bis der Mond die Erde umkreist?

Gemessen an den Fixsternen dauert ein vollständiger Mondumlauf 27,3217 Tage: Das ist die siderische Periode, die in Berechnungen der Himmelsmechanik verwendet wird. Ein Beobachter auf der Erde misst jedoch etwas anderes. Während der Mond seine Umlaufbahn durchläuft, bewegt sich auch unser Planet um die Sonne, sodass sich die Geometrie Sonne-Erde-Mond erst später wiederholt. Bis zur gleichen Phase zurückzukehren, von Neumond zu Neumond, dauert 29,53 Tage: die synodische Periode, die den Kalender der Mondphasen bestimmt und die einzige, die mit bloßem Auge erkennbar ist. Der Unterschied zwischen beiden ist kein Messfehler, sondern das Ergebnis der Wahl eines festen gegenüber einem bewegten Bezugspunkts.

Der Mond braucht für eine Drehung um seine eigene Achse fast genauso lange wie für einen vollständigen Umlauf, etwa 27 Tage. Dieser Zufall, die sogenannte gebundene Rotation, sorgt dafür, dass uns stets dieselbe Hemisphäre zugewandt ist: Erde und Mond sind gezeitengebunden, und ihre Rotationen sind so genau synchronisiert, dass wir immer nur eine Seite sehen. Die gegenüberliegende Hemisphäre, die Rückseite, ist nicht dunkler als die Vorderseite; sie bleibt von der Erdoberfläche aus lediglich außer Sichtweite.

Die mittlere Entfernung zwischen Erde und Mond beträgt 384.400 Kilometer (238.855 Meilen), und der Satellit legt sie mit einer mittleren Bahngeschwindigkeit von 1,022 km/s zurück. Die Umlaufbahn ist elliptisch und gegenüber der Ebene geneigt, in der die Erde um die Sonne kreist, sodass der Mond bei jeder Runde nicht genau dieselbe Position wiederholt. Deshalb finden Sonnen- und Mondfinsternisse, die eine fast perfekte Ausrichtung der drei Himmelskörper erfordern, nicht jeden Monat statt.