1.공전 (Revolution)
   달의 공전 주기는 달이 어떤 기준점에 대하여 지구의 둘레를 1회전하는데 걸리는 시간을 말한다. 이 때 무엇을 기준점으로 하느냐에 따라서 달의 공전 주기는 항성월, 회귀월, 삭망월, 근점월 및 교점월 등으로 구분된다. 항성월(恒星月, sidereal month)은 천구 상의 별을 기준으로 하여 달이 타원 궤도를 한 바퀴 공전하는데 걸리는 시간으로 27.32166일이다. 그런데 기준별의 천구 좌표계 상의 위치가 항상 일정한 것은 아니다. 지구는 세차 운동(歲差運動)을 하므로, 1항성월 동안 기준별은 좌표계 상에서 동쪽으로 3.76″를 이동하게 된다. 정확히 말하면, 기준별의 절대적인 위치는 불변하지만 좌표계가 기준별에 대하여 서쪽으로 3.76″이동하는 것이다. 예를 들어 기준별이 적경 0시에 위치한다고 하자. 달이 관측자와 기준별을 잇는 선 위에 놓여 있다고 한다면, 달의 적경도 0시이다. 달이 적경 0시에서 시작하여 1항성월이 지나면, 달은 다시 관측자와 기준별을 잇는 선 상에 놓이게 된다. 하지만 이 때 기준별과 달의 적경은 0시가 아니다. 지구의 세차 운동으로 좌표계가 서쪽으로 이동하였기 때문에 기준별과 동일선 상에 놓여지기 7초 전에 달의 적경이 다시 0시가 되는 것이다. 이렇게 천구 좌표계 상의 위치를 기준으로 달이 한 바퀴 공전하는데 걸리는 시간을 회귀월(回歸月, tropical month)이라고 하며, 항성월보다 7초가 짧다. 즉, 1회귀월은 27.32158일이다.
   삭망월(朔望月, synodic month)은 태양을 기준으로 한 것으로 달의 위상(位相)이 반복되는 한 주기를 의미한다. 1삭망월은 29.53059일로 음력의 기초가 된다. 달의 공전 궤도는 타원 궤도로 이심률이 정확히 0.054900489이다. 그런데 주로 태양 인력의 영향으로 타원 궤도의 장축이 서쪽에서 동쪽으로 천천히 방향을 바꾸어 3236.2일만에 일주(一周)한다. 따라서 달이 이전 근지점(近地點)의 위치로 돌아올 때마다, 근지점은 이전 위치로부터 이미 동쪽으로 약 3°정도 이동해 있다. 결과적으로, 근지점에서 다시 근지점으로 돌아오는데 걸리는 시간은 1항성월보다 더 길어서 27.55455일이다. 이를 근점월(近點月, anomalistic month)이라고 한다.
   천구 상에서 황도(黃道)와 백도(白道)는 약 5.145°기울어져 있으므로 두 점에서 서로 만나게 되는데, 이 중에서 달이 황도면 아래에서 위로 올라갈 때 교차하는 점을 승교점(昇交點, ascending node)이라 한다. 승교점의 위치는 항상 일정하지 않고 천구 상을 동쪽에서 서쪽으로 매일 0.053°이동하여, 6793.5일 주기로 1회전한다. 따라서 승교점에 놓여 있던 달이 1항성월 동안 공전을 하면, 기준별에 대한 위치는 변함없지만 승교점을 이미 1.44°지나쳐 버리게 된다. 따라서 승교점에서 다시 승교점으로 돌아오는데 걸리는 시간은 1항성월보다 2.6시간이 짧아서 27.21222일이 걸린다. 이를 교점월(交點月, nodical month)이라고 한다.
 

David Hanon

2.칭동 (Libration)
   달의 자전 주기와 공전 주기는 완전히 일치한다. 따라서 지구에서 월면을 바라보면 항상 같은 면만을 볼 수 있다. 하지만 망원경으로 자세히 관찰하면, 달 뒤쪽 면의 일부가 주기적으로 약간 보였다 숨겨졌다 하는데 이러한 현상을 칭동(libration)이라고 한다. 칭동은 원인에 따라서 다음과 같이 4가지 종류로 구분할 수 있다.

①경도 칭동
   달은 일정한 각속도로 자전하면서 지구 주위를 타원 궤도를 그리며 공전한다. 이 때, 달은 케플러의 제2법칙(면적 속도 일정의 법칙)에 의하여, 근지점에서는 자전 각속도보다 공전 각속도가 크고 원지점에서는 그 반대이다. 따라서 근지점에서는 달의 서쪽 면이 넘겨다 보이고, 원지점에서는 동쪽 면이 넘겨다 보이게 된다. 이러한 동서 방향 진동을 경도 칭동(libration in longitude)이라고 하는데, 타원 공전 궤도의 모양이 조금씩 변화하기 때문에 경도 칭동의 크기도 변화한다. 크기는 평균 6°17′이며 최대 7°54′이다.
②위도 칭동
   달의 적도면은 황도면에 대해서 1°32′의 각도로 거의 평행한 평면에 놓여 있다. 반면에 달의 백도는 황도에 대해서 5°9′기울어져 있는데, 그 각도가 항상 일정한 것은 아니고 태양 인력의 영향 때문에 173일을 주기로 ±9′의 변화를 보인다. 이처럼 달의 적도면과 백도면이 기울어져 있고, 백도면이 황도면에 대하여 이루는 각도가 일정한 주기로 변화하는 효과가 결합함으로써, 달이 지구의 둘레를 1공전할 때 달의 북극 쪽과 남극 쪽이 번갈아 한 번씩 넘겨다 보이게 된다. 이러한 남북 방향의 진동을 위도 칭동(libration in latitude)이라고 하는데, 크기는 평균 6°41이며 최대 한도는 달의 위도의 6°50′이다.
③일주 칭동
   일주 칭동(diurnal libration)은 지심 시차(地心視差)에서 오는 칭동이다. 관측자는 지구 중심에 있는 것이 아니고 지구 표면에 있으므로, 달이 뜰 때는 달의 동쪽이 더 잘 보이고 질 때는 서쪽이 잘 보인다. 관측자가 고위도에 있을수록 일주 칭동의 크기는 작아진다.
④물리적 칭동
   물리적 칭동(physical libration)은 달의 모양이 완전한 구가 아니라 타원체이기 때문에 발생하는 칭동으로 그 크기는 미미하다.

결과적으로, 월면의 41%는 항상 지구에서 보이지만 41%의 월면은 직접 보이지 않으며, 나머지 18%는 번갈아 보이는 구역이다.

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