Mondphasen
Alle 29 Tage durchläuft der Mond einen vollständigen Zyklus von Neumond über Erstes Viertel, Vollmond und Letzes Viertel bis Vollmond. Dieser synodische Monat dauert etwas länger als ein Umlauf des Mondes um die Erde, weil sich unser Planet in dieser Zeit auf seiner Bahn um die Sonne weiterbewegt und der Mond nach jedem Umlauf der Sonne noch ein Stück nachlaufen muss, bevor er sie wieder als Neumond erreicht. Die eigentliche Umlaufzeit, der siderische Monat, dauert 27,3 Tage. Der Mond dreht sich in 27,3 Tagen auch einmal um seine Achse. Beides zusammen, Umlaufbewegung und Rotation im gleichen Takt, sorgen dafür, dass der Mond uns immer die gleiche Seite zuwendet. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer gebundenen Rotation. Dennoch können wir mehr als nur eine Hälfte der Mondoberfläche von der Erde aus beobachten. Die Mondbahn ist um rund 5 ° gegen die Ekliptik geneigt, der Mondäquator um etwa 1,5 ° gegen die Bahnebene, so können wir zu bestimmten Zeiten bis zu 6,5 ° über den Nord- oder Südpol des Mondes hinausblicken (Libration in Breite). Hinzu kommt, dass die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes auf seiner elliptischen Bahn vom jeweiligen Abstand zur Erde abhängt, während er mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit rotiert. Dadurch scheint er rhytmisch hin- und herzuschwanken, so dass wir bis zu 7 ° über den Ost- oder Westrand hinausblicken können (Libration in Länge).
Bild oben: Das Schema stellt die Umlaufbahn der Erde um die Sonne und die des Mondes um die Erde und um die Sonne dar. Zugleich zeigt es zu jeder Position die entsprechende Mondphase, die man von der Erde aus sehen kann.