出发!向着未知的月球背面

(原标题:出发!向着未知的月球背面)

【现场直击】

光明日报记者 李春剑 胡其峰 陈城

5月3日17时27分,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭成功发射。光明日报记者陈城摄/光明图片

“5、4、3、2、1,点火!”

利落的口令一下,高耸的火箭底部瞬时烈焰四射,巨大的轰鸣声,惊起大地一阵战栗。

中国文昌航天发射场指挥大厅掌声响起,短促却热烈——5月3日17时27分,长征五号遥八运载火箭成功发射,托举着嫦娥六号探测器腾空而起,奔向苍穹!

来不及激动,航天人的心仍然揪着。指挥大厅迅速回归静寂,所有人再次屏息凝神,紧盯屏幕,生怕漏掉任何一个数据。

屏幕上,时间滴答跳动,仿佛突然变慢了。

火箭助推器分离、火箭整流罩分离、火箭二级二次点火,加速升空……一个个动作精准完成,现场,大家紧皱的眉头渐渐舒展开了。

这趟“世界首次月球背面采样返回之旅”着实不容易:历时约53天,经过11个飞行阶段,将到达地形更为复杂、“年龄”更为古老的月背采样并返回——“嫦娥”再次奔月,探索未知,这对嫦娥六号探测器是个巨大考验!

终于,飞行37分钟后,器箭分离,“长五”的护送工作结束,嫦娥六号顺利进入预定地月转移轨道,太阳帆板展开——

“嫦娥六号发射任务取得圆满成功!”这一声,终于点燃了现场航天工作者按捺已久的激情,长时间的掌声和欢呼声响彻大厅!

千里之外,鹊桥二号中继卫星与嫦娥六号遥遥相伴,搭出一条嫦娥与地球链接的“通信新路”。

这,必定是一次荣耀之旅。被中国探月工程20载的初心与使命托举,嫦娥六号定会在亿万国人的瞩目中,把月球的奥秘娓娓道来……

(光明日报文昌5月3日电)

《光明日报》(2024年05月04日03版)


关于月球的资料

月球,俗称月亮,古称太阴,是指环绕地球运行的一颗卫星。 它是地球唯一的一颗卫星和离地球最近的天体,与地球之间的平均距离是384,400千米。 天文学上用来代表月球。 1969年尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为最先登陆月球的人类。 1972年12月美国“阿波罗17号”航天飞机返回地球,美国“阿波罗”登月计划结束,从此再未进行过任何载人登月任务。 轨道资料 近地点: 363,104 公里(0.0024 AU) 远地点: 405,696 公里(0.0027 AU) 轨道半长轴: 384,399 公里(0. AU) 轨道周长: 2,413,402 公里(0.016 AU) 轨道离心率: 0.0549 恒星周期: 27.321 582 d (27日7时43分1秒) 朔望月: 29.530 588 d (29日12时44分) 近点月: 27.554 550 日 交点月: 27.212 221 日 分至月: 27.321 582 日 平均公转速度: 1.022 公里/秒(2286 英里/时) 最大公转速度: 1.082 公里/秒(2420 英里/时) 最小公转速度: 0.968 公里/秒(2165 英里/时) 轨道倾角: 5.145°至黄道面 (至地球赤道介于 18.29° 和 28.58°) 升交点赤经: regressing 18.6年 近地点辐角: progressing 8.85年 卫星所属星球: 地球 物理特征 平均半径: 1,737.103 公里(地球的0.273倍) 赤道半径: 1,738.14 公里(地球的0.273倍) 两极半径: 1,735.97 公里(地球的0.273倍) 扁率: 0. 赤道圆周: 公里 表面积: 3.793×107 km²(地球的0.074倍) 体积: 2.1958×1010 km³(地球的0.020倍) 质量: 7.3477×1022 公斤(地球的0.0123倍) 平均密度: 3,346.4 kg/m3 赤道表面重力: 1.622 m/s2(0.1654 公克) 宇宙速度: 2.38 km/s(5324 英里/时) 恒星自转周期: 27.321 582 日(同周期) 赤道旋转速率: 4.627 m/s(10.349 英里/时) 轴倾斜: 1.5424°(至黄道) 赤道倾斜角: 6.687°(至轨道面) 反照率: 0.12 表面温度: 赤道 85°N 最小 平均 最大 100 K 220 K 390 K 70 K 130 K 230 K 星等: 最高 -12.74 角度尺寸: 29′ 至 33′ 大气 密度: 107 particles cm-3(日间) 105 particles cm-3(夜间) 月球与地球距离 当年美国太空人登陆月球时曾在月球表面放置了一面镜片,由于月球是永远以同一面朝向地球的,那面镜片也亦永远面向地球了。 科学家从地球向月球上的镜片发射激光光束,再纪录光束反射回来所需的时间,轻易便能准确计算出地球和月球间的距离。 这个测距方法精度极高,地月之间远达384,000千米的距离,误差仅有3厘米。 全靠这么高的精度,我们才发现月球正以约每年3厘米的速度远离地球。 [1]。 一个说法是,太阳与地球的距离是地球与月球的395倍远,而太阳的直径也“正好”是月球的395倍,因此从地球上看太阳与月球几乎是一样大。 注意。 此说法并没有考虑某时刻地月日的相对位置,不宜引用于严谨的科学讨论中。 正面与背面 月球是一颗同转卫星,月球的正面永远向着地球。 另一方面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见之外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。 在没有太空探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。 月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。 而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。 正面(地球上可见) 背面(地球上不可见) 轨道 月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。 与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。 相对于背景星空,月球围绕地球运行(公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。 朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。 因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向着地球。 自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。 亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。 同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。 月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。 公转轨道 月球和地球是一对伴侣,组成地月系,共同围绕着公共质心运转不息,地月系质心离地心约4,671公里,因此,环绕质心与环绕地心的椭圆轨道相差不大。 月球在环绕地球作椭圆运动的同时,也伴随地球围绕太阳公转,每年一周。 月球不但处于地球引力作用下,同时也受到来自太阳引力的影响,所以具有十分复杂的轨道运动。 其中主要的轨道变化有:偏心率变化、轨道倾角变化、拱线运动、交点西退、中心差。 偏心率变化 月球轨道偏心率变化在1/15到1/23的范围内,偏心率的平均值为0.0549,接近1/18。 严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4671千米(即地球半径的2/3处)。 由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。 从地球北极上空观看,地球和月球均以逆时针方向自转;而且月球也是以逆时针绕地运行;甚至地球也是以逆时针绕日公转的。 很多人不明白为什么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。 其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星(即月球)本身的轨道面。 这个定义习惯很适合一般情况(例如人造卫星的轨道)而且数值是相当固定的,但月球却非如此。 拱线运动 月球围绕地球的椭圆轨道,在它自己的平面上也不是固定的,其椭圆的拱线(近地点和远地点的连线)沿月球公转方向向前移动,每8.85年移动一周。 中国早在汉代,贾逵就提出月球视运动的最疾点每九年运动一周,这实际上正是拱线运动的结果。 轨道倾角变化 月球轨道(白道)对地球轨道(黄道)的倾角变化在4°57~5°19之间,平均值为5°09。 月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持着5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。 因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。 期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。 同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。 月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。 交点西退 白道与黄道的交线,其空间位置并不固定,而是不断地向西运动,每18.6年运行一周。 这一现象早在东汉末年就为刘洪发现,并用于月食预报计算中。 白道面与黄道面的两个交点称为月交点——其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。 当新月刚好在月交点附近时,便会发生日蚀;而当满月刚好在月交点附近时,便会发生月蚀。 中心差 由于月球轨道是椭圆而不是圆形,月球公转速度并不均匀。 月球运动同均匀的圆周运动比较,时而超前,时而落后,其半振幅为6°.29,周期为27.日。 几何天秤动 由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。 这种现象称为经天秤动。 又由于月球的自转轴倾斜于公转轨道平面(白道面),而白道与黄道又有约5度的交角,因此月球绕地球公转一周时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为纬天秤动。 再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。 这种现象称为周日天秤动。 月球的起源 《月球旅行记》:一说月球是外星人的基地月球的起源问题非常古老,也是科学界争论不休的题目,科幻小说家艾西莫夫说:“月球大到能造成日蚀,小到仍能让人看到日冕”,实在太过于巧合。 地球的直径是公里,月球的直径是3467公里,月球的直径是地球直径的27%,整个太阳系中,从未有过面积比例这么大的卫星存在,木星和土星的卫星直径比起行星本身往往很小,火星有二个卫星,较大的直径有23公里,是火星的0.34%。 土星有60个卫星,最大的一个直径5150公里,是土星的4.27%。 直径都没有超过母星的百分之五,这都是目前科学无法解释的。 罗宾·布列特博士称:“要解释月球不存在,要比解释月球存在更容易些。 ”月球的形成有以下几个观点: 分裂说 这是最早解释月球起源的一种假设。 早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。 这一观点很快就收到了一些人的反对。 他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。 再说,如果月球是地球抛出去的,那么二者的物质成分就应该是一致的。 可是通过对阿波罗12号飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。 俘获说 这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。 还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起,久而久之,吸积的东西越来越多,最终形成了月球。 但也有人指出,像月球这样大的星球,地球恐怕没有那么大的力量能将它俘获。 同源说 这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸积,同时形成星体。 在吸积过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。 这一假设也受到了客观存在的挑战。 通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。 有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。 大碰撞说 主条目:大碰撞说 动画显示忒亚在地球的L5点形成,然后摇摆着进入碰撞轨道。 该动画以一年为步进,使得地球位置不变。 视角为从南极看去。 这是近年来关于月球成因的新假设。 1986年3月20日,在休士顿约翰逊空间中心召开的月亮和行星讨论会上,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的本兹、斯莱特里和哈佛大学史密斯天体物理中心的卡梅伦共同提出了大碰撞假设。 这一假设认为,太阳系演化早期,在星际空间曾形成大量的“星子”,星子通过互相碰撞、吸积而长大。 星子合并形成一个原始地球,同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。 这两个天体在各自演化过程中,分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。 由于这两个天体相距不远,因此相遇的机会就很大。 一次偶然的机会,那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。 剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地轴倾斜,而且还使那个小的天体被撞击破裂,硅酸盐壳和幔受热蒸发,膨胀的气体以极大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。 这些飞离地球的物质,主要有碰撞体的幔组成,也有少部分地球上的物质,比例大致为17:3。 在撞击体破裂时与幔分离的金属核,因受膨胀飞离的气体所阻而减速,大约在4小时内被吸积到地球上。 飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,他们通过相互吸积而结合起来,形成全部熔融的月球,或者是先形成几个分离的小月球,在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。 人类造就学说 近些年有人提出,月球是史前人类造的,可能起源于亚特兰蒂斯人或玛雅人,但目前尚无考证。 1954年美国《纽约先驱论坛报》科学部编辑宣布,在月面的危海发现了一座桥形建筑物,全长12英里。 苏联科学家亚历山大·柴巴可夫和米凯·瓦辛在《共青团真理报》上发表文章,认为月球是“空心”的,他们认为月球是经过某种智慧生物改造的星体。 月球空心的说法并非无据,1969年“阿波罗12号”登陆月球时,设置在72公里外的地震仪测得月球所发出震度持续了15分钟之久。 十分像空心球体的震动。 英国人威尔金斯在《我们的月球》一书中估计月球中有体积约1400万立方英里的空洞。 1970年,苏联科学家柴巴可夫(Alexander Scherbakov)和米凯威新(MihKai Vasin)提出“太空船月球”理论。 2007年,曾经参与过阿波罗登月计划的NASA月球实验室资料和照片保管署前署长约翰斯顿召开记者会表示美国太空人在月球上发现了“古代建筑遗迹”,这个秘密已保守了40年之久,并有照片证明美国宇宙飞船“月球轨道环行器”2号在静海拍摄到月面上的塔状物[2]。 核反应失控说 特征 成分 45亿年前,月球表面仍然是液体岩浆海洋。 科学家认为组成月球的矿物克里普矿物(KREEP)展现了岩浆海洋留下的化学线索。 KREEP实际上是科学家称为“不相容元素”的合成物——那些无法进入晶体结构的物质被留下,并浮到岩浆的表面。 对研究人员来说,KREEP是个方便的线索,来明暸月壳的火山运动历史,并可推测彗星或其他天体撞击的频率和时间。 月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。 当受到宇宙射线轰击时,每种元素会发射特定的伽玛辐射。 有些元素,例如:铀、钍和钾,本身已具放射性,因此能自行发射伽玛射线。 但无论成因为何,每种元素发出的伽玛射线均不相同,每种均有独特的谱线特征,而且可用光谱仪测量。 直至现在,人类仍未对月球元素的丰度作出面性的测量。 现时太空船的测量只限于月面一部分。 例如:1992年伽利略号曾于飞掠月球时测量过元素丰度。 [3] 表面地理 月球形状是南北极稍扁、赤道稍许隆起的扁球。 它的平均极半径比赤道半径短500米。 南北极区也不对称,北极区隆起,南极区洼陷约400米。 但在一般计算中仍可把月球当作三轴椭圆体看待。 物理天平动的研究有助于解决月球形状问题。 通过天平动研究还表明,月球重心和几何中心并不重合,重心偏向地球2公里。 这一结论已为阿波罗登月获得的资料所证实。 月球表面有上万个直径超过1千米的环形山。 月球环形山大部分都有上亿年的历史,缺少大气层和气象活动以及缺乏近期地质活动保证了它们大部分永久性的保持原样。 南极-艾托肯盆地为月球上也是太阳系内已知最大的环形山。 这环形山位于月球的背面,接近南极的地方,直径约2 240公里,深13公里。 那些暗色和较少特征的月球平原叫“月海”,这是由于古代的天文学家认为上面是海洋的缘故。 事实上,月海由巨大陨石撞击后从月幔流出并覆盖表面的玄武岩岩浆形成。 较浅色的高地叫“月陆”。 几乎只有面向地球的月面才有月海,月球背面的月海寥寥可数。 天文学家相信这是因为月球的质心比形心更靠近地球所导致的。 在月壳上是一层表面呈尘埃状的岩石层,称为月壤,月壤并不是土壤。 月壳和月壤在月面的分布并不均匀。 月壳的厚度由60公里(月球正面)至100公里(月球背面)不等,月壤则由约5米(月海)至十多米(月陆)。 在2004年,约翰·霍普金斯大学的Ben Bussey博士率领的小组从克莱门汀任务拍摄得来的照片中,发现月球北极Peary crater边沿的4个区域经常受到日照(南极却没有发现类似区域)。 这些终年日照区的产生是由于月球的自转轴倾角很小,同样道理,有很多位于两极的陨石坑底经常没有光照。 水的存在 自古以来,彗星和陨星不断地撞击月球。 这些物体中的大部分都含有水分。 来自阳光的能量将这些大部分的水分分解回组成它的元素,氢和氧。 两者通常都会立即飞离月球。 但是,有科学家提出假说,认为还有相当含量的水在月球之上,例如在表面或深藏在月壳里。 美国克莱门汀任务显示,一些细小的水冰冰块(含水彗星撞击后的碎片)可能藏在永久无日照区域的月壳里未被融化。 虽然这些冰块很小,但总水量却可能相当可观(约有1立方公里)。 而有些水分子,亦可能在月面弹跳其间掉进陨石坑而藏于其中。 由于月球自转轴相对于黄道面法线有1.5度的轻微倾斜,部分极区的陨石坑底部从来没有受阳光照射,处于永久的影子中。 克莱门汀任务曾测量月球南极这些陨石坑[1]并绘制成地图[2]。 科学家期望可在此类陨石坑中找到水冰,并开采及利用太阳能电力或核能来电解成氢和氧。 月球上可用的水量大大影响了人类在月球上居住的成本,因为从地球运送水(或氢和氧)昂贵得不切实际。 由阿波罗号上的太空人在月球赤道附近收集的岩石并不含任何水分。 月球勘探者号或其他近期研究(例如:史密森学会)均没有找到液态水、冰或水蒸汽的直接证据。 然而,月球勘探者号的结果指出在永久无日照区有氢,并可能以水冰的形式存在。 磁场 与地球相比,月球的磁场非常弱. 部分地区上的磁场相信是来自月球本身的(例如在Sirsalis月溪上的月壳),但与其他天体碰撞亦可能令它的磁场改变。 而无大气层的天体是否能透过彗星和小行星撞击而获得磁场,是行星科学里一个历久常新的问题。 测量月球磁场更可提供月核大小及导电率等资料,对科学家暸解月球起源有很大帮助。 若月核比地球含有较多磁性物质(例如:铁),则月球的撞击起源说便较不可信(不过科学家已从另外一些角度来解释为什么月核含较小的铁) 大气 月球有极稀薄的大气。 这些大气的来源之一是除气作用—气体的释放,例如月球表面的氡气原先就是深藏于月球内部的。 有时,太阳风也会被月球的引力掳获,成为气体的另一重要来源。 月食 参见:月食 月全食月食是一种特殊的天文现象,指当月球运行至地球的阴影部份时,在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭,现看到月球缺了一块。 也就是说,此时的太阳、地球、月球恰好(或几乎)在同一条直线上,因此从太阳照射到月球的光线,会被地球所掩盖。 月球与日食 参见:日食及月食 1999年的日全蚀及日冕机缘巧合,现时从地球观看月球和太阳的平均视直径几乎一样,两者视觉上重叠时,更有时会出现日全食,有时会出现日环食。 在日全食时,月球完全遮盖了日面,使我们可以肉眼看见日冕。 因为地月距离在逐渐增加,月球的视直径正在不断减小。 在数百万年前,月球总是能够完全遮盖太阳,故此当时不会出现日环食。 同样道理,数百万年后,月球将不足以遮盖整个日面造成日全食。 只有在太阳、地球、月球三者连成直线才会出现“食”。 日食只会发生在“新月”(朔);月食只会发生在“满月”(望)。 月球的观察 从比利时阿莫瓦(Hamois)拍摄到的满月景象主条目:月相 当月球(和太阳)靠近地平线时看来较大。 这纯粹是心理作用。 事实上,大气折射使接近地平线的月球的影像变扁,视面积反而略为减少。 有人认为人类的视觉在进化时不偏重测量头顶物体,故此造成这种错觉。 [3]从地球观看,月球的视直径大约是半度。 每个民族对月面上光暗不同的区域(主要是月海)都有不同的想像。 例如:嫦娥、玉兔、螃蟹等。 此外,环形山和山脉也是月面上明显的地貌。 在满月期间,月球的视亮度约有-12.6等(作为参考,太阳的视亮度为-26.8等。 ) 月球在夜间最容易察觉得到,但它有时也可在日间看见。 (例如上弦月可于下午看见,下弦月可于早上看见。 ) 月球大约每天推迟50分钟从东方升起。 月球的探索 美国宇航员巴兹·奥尔德林在月球上,照片由尼尔·阿姆斯特朗拍摄。 第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器月球2号,它于1959年9月14日撞向月面。 月球3号在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。 月球9号则是第一艘在月球软着陆的登陆器,它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。 另外,月球10号于1966年3月31日成功入轨,成为月球第一颗人造卫星。 在冷战期间,美国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。 这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。 美国阿波罗11号的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人,而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人,他是1972年12月阿波罗17号任务的成员。 参看: 阿波罗宇航员列表 阿波罗11号的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面,以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。 牌匾上的文字为: Here men from the Planet Earth first set foot upon the moon, July 1969, A.D. We came in peace for all mankind 译作: 公元1969年7月,从行星地球而来的人类在此首次踏足月球 我们为了全人类,和平而来 牌匾上绘有地球的两面,并有三名太空人及当时美国总统尼克逊的签署。 经常有人声称美国的登月计划根本是虚构的,所谓登月照片是在好莱坞片场里拍摄的,并指出在照片中不少的“破绽”[4]。 但尚未有研究过月球样本的科学家怀疑过这些样本的真伪。 6次的太阳神任务及3次无人月球号任务(月球16、20、24号)把月球上的岩石及土壤样本带回地球。 2004年2月,美国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。 欧洲航天局的智能1号探测器于2003年9月27日升空,并于2004年11月15日进入绕月轨道。 它勘察月球环境及制作月面X射线地图。 [5] [6]2006年9月3日格林尼治时间5时42分22秒,智能1号按预定计划击中月球表面。 [7] 中国亦积极开展探月计划嫦娥工程,并寻求开采月球资源的可行性,尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。 [8]2007年10月24日,中国首颗绕月人造卫星嫦娥一号发射升空。 日本已初步订出未来探月的任务。 见月球-A[4]及Selene[5]。 日本宇宙航空研究开发机构甚至已着手计划的有人的月球基地。 2007年1月30日,日本宇宙开发委员会认可宇宙航空研究开发机构中止月球-A探月计划但继续开发穿透式着陆器的决定。 [9] 2007年9月13日,日本月球人造卫星月亮女神发射。 印度则会先发射无人绕月探测器月球初航一号。 2006年5月9日,印度空间研究组织和美国宇航局签署谅解备忘录,合作进行月球探测。 印度的无人驾驶月球探测器“月船1号”将搭载两台来自美国宇航局的仪器设备,其中1台是小型合成孔径雷达,用来探测月球两极地区是否存在水源,另外1台是月球矿物绘图仪,用于了解月球表面矿物的分布。 [10] 人类对月球的理解 神话与民俗 主条目:月神 在中国神话有嫦娥奔月的神话。 中国历代以来,在诗歌文学中对于月亮,有许多不同的雅称: 和满月形状有关:白玉盘、半轮、宝镜、冰镜、冰轮、冰盘、蟾盘、飞镜、飞轮、挂镜、金镜、金盆、明镜、瑶台镜、银盘、玉镜、玉轮、玉盘、玉盆、圆影、月轮。 和新月形状有关:悬钩、玉弓、玉钩。 和月亮光芒有关:蟾光、方晖、金波、清光、夜光、幽阳。 和神话有关:白兔、蟾蜍、蟾宫、嫦娥、顾菟、广寒、桂宫、桂魄、桓娥、琼阙、素娥、兔影、银阕珠宫、玉蟾、玉京、玉栏、玉兔、圆蟾、月桂、清虚、望舒。 其他:冰壶、冰鉴、冰魄、婵娟、秋影、太阴。 在希腊神话中,月亮女神叫做阿耳忒弥斯,月球的天文符号就像一弯新月,也象征阿尔特弥斯的神弓。 在北欧神话中,玛尼是驾驶月车的神明。 神秘学赋予的意义 相较于太阳的光、热的阳性特性,月球的阴冷、柔和的阴性特性,每月固定的盈亏与女性的月经周期相似,自古至今被视为女性的象征或是母亲的形象。 星座上的月亮代表心里层面的思考和反应,并且和家庭有关联 塔罗牌认为月亮引起的潮汐和盈亏变化,牵动着生物的心理和生理,引申意义为怀疑、不安、内在的力量、梦想、暧昧不清 作品 法国科幻小说作家儒勒·凡尔纳的小说《环绕月球》,利用炮火将人打到月球上去。 参考文献 ^ 郑启明(2001年3月26日).问月球.康乐及文化事务署. ^ 乍得·霍格兰德、迈克·巴拉:《黑暗任务:美国国家航空航天局的秘密历史》 ^ 美国国家航空航天局.Moon - False Color Mosaic. ^ 陈己雄(2001年6月11日).问月球.康乐及文化事务署. ^ Jonathan Amos.《Europe targets the Moon》,英国广播公司,2003年3月4日. ^ 《SMART-1 Enters Lunar Orbit》,2004年11月16日. ^ 新华网.《“智能1号”探测器击中月球》,2006年9月3日. ^ 《China Outlines its Lunar Ambitions》,,2003年3月4日. ^ 钱铮,日本政府审议机构同意中止“月球-A”计划,新华网 ^ 傅双琪.《印美将合作进行月球探测项目》,新华网,2006年5月10日.

关于月球资料

概况 月球俗称月亮,也称太阴。 月球就是最明显的天然卫星的例子。 在太阳系里,除水星和金星外,其他行星都是天然卫星。 月球的年龄大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。 月球也有壳、幔、核等分层结构。 最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。 月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。 月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。 月球直径约3476公里,是地球的3/11。 体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。 月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。 早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海 ”。 著名的有云海、湿海、静海等。 而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。 位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。 最深的山是牛顿环形山,深达8788米。 除了环形山,月面上也有普通的山脉。 高山和深谷叠现,别有一番风光。 月球的正面永远向着地球。 另外一面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。 在没有探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。 月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。 而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。 月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。 与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。 相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。 朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。 因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向着地球。 自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。 亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。 同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。 月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。 月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。 由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。 这种现象称为天秤动。 又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。 再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。 这种现象称为天秤动。 严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的2/3处)。 由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。 从地球北极上空观看,地球和月球均以迎时针方向自转;而且月球也是以迎时针绕地运行;甚至地球也是以迎时针绕日公转的。 很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。 其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星(即月球)本身的轨道面。 在这个定义习惯很适合一般情况(例如人造卫星的轨道)而且是数值相当固定的,但月球却非如此。 月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持著5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。 因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。 期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。 同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。 月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。 白道面与黄道面的两个交点称为月交点--其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。 当新月刚好在月交点上时,便会发生日食;而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食。 数据资料 平均轨道半径 384,400千米 轨道偏心率 0.0549 近地点距离 363,300千米 远地点距离 405,500千米 平均公转周期 27天7小时43分11.559秒 平均公转速度 1.023千米/秒 轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化 (与黄道面的交角为5.145°) 升交点赤经 125.08° 近地点辐角 318.15° 默冬章 (repeat phase/day) 19 年 平均月地距离 ~384 400 千米 交点退行周期 18.61 年 近地点运动周期 8.85 年 食年 346.6 天 沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天 轨道与黄道的平均倾角 5°9 月球赤道与黄道的平均倾角 1°32 赤道直径 3,476.2 千米 两极直径 3,472.0 千米 扁率 0.0012 表面面积 3.976×10^7平方千米 扁率 0.0012 体积 2.199×10^10 立方千米 质量 7.349×10^22 千克 平均密度 水的3.350倍 赤道重力加速度 1.62 m/s2 地球的1/6 逃逸速度 2.38千米/秒 自转周期 27天7小时43分11.559秒 (同步自转) 自转速度 16.655 米/秒(于赤道) 自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化 (与黄道的交角为1.5424°) 反照率 0.12 满月时视星等 -12.74 表面温度(t) -233~123℃ (平均-23℃) 大气压 1.3×10-10 千帕 月球周期 名称 Value (d)定义 恒星月 27.321 661 相对于背景恒星 朔望月 29.530 588 相对于太阳(月相) 分点月 27.321 582 相对于春分点 近点月 27.554 550 相对于近地点 交点月 27.212 220 相对于升交点人类探月史 第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器“月球2号”,它于1959年9月14日撞向月面。 “月球3号”在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。 “月球9号”则是第一艘在月球软著陆的登陆器,它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。 另外,“月球10号”于1966年3月31日成功入轨,成为月球第一颗人造卫星。 在冷战期间,美利坚合众国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。 这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。 美利坚合众国“阿波罗11号”的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人,而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人,他是1972年12月“阿波罗17号”任务的成员。 “阿波罗11号”的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面,以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。 6次的太阳神任务及3次无人月球号任务(月球16、20、24号)把月球上的岩石及土壤样本带回地球。 在2004年2月,美利坚合众国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。 欧洲航天局及中华人民共和国亦有计划发射探测器前往月球。 欧洲的“Smart 1”探测器于2003年9月27日升空,并于2004年11月15日进入绕月轨道。 它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。 中华人民共和国亦积极开展探月计划,并寻求开采月球资源的可行性,尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。 有关中华人民共和国探月计划,见嫦娥工程条目。 日本及印度亦不甘人后。 日本已初步订出未来探月的任务。 日本的宇宙航空研究开发机构甚至已著手计划的有人的月球基地。 印度则会先发射无人绕月探测器“Chandrayan”。 神话传说在中华人民共和国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。 像嫦娥奔月:相传,远古时候有一年,天上出现了十个太阳,直烤得大地冒烟,海水枯干,老百姓眼看无法再生活去。 这件事惊动了一个名叫后羿的英雄,他登上昆仑山顶,运足神力,拉开神弓,一气射下九个多余的太阳。 后羿立下盖世神功,受到百姓 的尊敬和爱戴,不少志士慕名前来投师学艺。 奸诈刁钻、心术不正的蓬蒙也混了进来。 不久,后羿娶了个美丽善良的 妻子,名叫嫦娥。 后羿除传艺狩猎外,终日和妻子在一起,人们都羡慕这对郎才女貌的恩爱夫妻。 一天,后羿到昆仑山访友求道,巧遇由此经过的王母娘娘,便向王母求得一包不死药。 据说,服下此药,能即刻升天成仙。 然而,后羿舍不得撇下妻子,只好暂时把不死药交给嫦娥珍藏。 嫦娥将药藏进梳妆台的百宝匣里,不料被蓬蒙看到了。 三天后,后羿率众徒外出狩猎,心怀鬼胎的蓬蒙假装生病,留了下来。 待后羿率众人走后不久,蓬蒙手持宝剑闯入内宅后院,威逼嫦娥交出不死药。 嫦娥知道自己不是蓬蒙的对手,危急之时她当机立断,转身打开百宝匣,拿出不死药一口吞了下去。 嫦娥吞下药,身子立时飘离地面、冲出窗口,向天上飞去。 由于嫦娥牵挂着丈夫,便飞落到离人间最近的月亮上成了仙。 傍晚,后羿回到家,侍女们哭诉了白天发生的事。 后羿既惊又怒,抽剑去杀恶徒,蓬蒙早逃走了。 气得后羿捶胸顿足哇哇大叫。 悲痛欲绝的后羿,仰望着夜空呼唤爱妻的名字。 这时他惊奇地发现,今天的月亮格外皎洁明亮,而且有个晃动的身影酷似嫦娥。 后羿急忙派人到嫦娥喜爱的后花园里,摆上香案,放上她平时最爱吃的蜜食鲜果,遥祭在月宫里眷恋着自己的嫦娥。 百姓们闻知嫦娥奔月成仙的消息后,纷纷在月下摆设香案,向善良的嫦娥祈求吉祥平安。 从此,中秋节拜月的风俗在民间传开了。 (这只是“嫦娥奔月”的一种说法,在民间流传着许多不同的说法。 有一种说的是后羿射下太阳后,被人民推选为首领,脾气变得暴躁,不高兴就随便杀人,嫦娥是偷吃了日后要与后羿一起服用的两颗仙丹而成仙的。 但流传的最广泛的还是上述的一种,因为人们向往这种结局。 )吴刚折桂 关于中秋节还有一个传说:相传月亮上的广寒宫前的桂树生长繁茂,有五百多丈高,下边有一个人常在砍伐它,但是每次砍下去之后,被砍的地方又立即合拢了。 几千年来,就这样随砍随合,这棵桂树永远也不能被砍光。 据说这个砍树的人名叫吴刚,是汉朝西河人,曾跟随仙人修道,到了天界,但是他犯了错误,仙人就把他贬谪到月宫,**做这种徒劳无功的苦差使,以示惩处。 李白诗中有“欲斫月中桂,持为寒者薪”的记载。 朱元璋与月饼起义 中秋节吃月饼相传始于元代。 当时,中原广大人民不堪忍受元朝统治阶级的残酷统治,纷纷起义抗元。 朱元璋联合各路反抗力量准备起义。 但朝庭官兵搜查的十分严密,传递消息十分困难。 军师刘伯温便想出一计策,命令属下把藏有“八月十五夜起义”的纸条藏入饼子里面,再派人分头传送到各地起义军中,通知他们在八月十五*晚上起义响应。 到了起义的那天,各路义军一齐响应,起义军如星火燎原。 很快,徐达就攻下元大都,起义成功了。 消息传来,朱元璋高兴得连忙传下口谕,在即将来临的中秋节,让全体将士与民同乐,并将当年起兵时以秘密传递信息的“月饼”,作为节令糕点赏赐群臣。 此后,“月饼”制作越发精细,品种更多,大者如圆盘,成为馈赠的佳品。 以后中秋节吃月饼的习俗便在民间传开了。 布农族的月亮神话太古时代,天上有两个太阳,轮流的在天空照射大地,致使大地没有昼夜之分,炙热的天气,让人类的生活十分不便。 有一对夫妇勤奋的在耕地工作,将睡着的婴儿稳稳放在树荫底下的石堆旁,并用棕叶遮蔽妥当。 不料仍然被残酷的太阳活活晒死,变成蜥蜴躲进石堆缝里去。 父亲知道这件事情,十分悲愤,发誓将太阳射下为孩子报仇。 踏上旅途之前,父亲事先在住家门口种了橘子树,就出发前往太阳上升之处,准备在太阳升空之前将它封死,射术精准的父亲果然射中太阳的一只眼睛,太阳的光芒顿时消失变成月亮,月亮闭着双眼,胡乱的伸手抓人,由于手掌太大,父亲从指缝中挣脱逃跑。 由于一个太阳被人射伤成月亮,另一个太阳怕的不敢升空照耀大地,于是大地陷入一片漆黑,大家无法出外工作,更寻不到食物,生活非常的困苦。 如果族人不得已一定要出门,都必须先投掷石头,由石头落地的声音判断前方是路还是深渊,一只出外觅食的山羌,被人们丢出去的石头击中头部,血流如注,山羌受不住疼痛,发出生气的吼叫声,这时奇怪的事情发生了,躲藏的太阳竟然被山羌的吼叫声,吓到空中重新照耀大地,人们又恢复正常的起居,但是山羌的额头从此留下一个美丽的疤痕。 后来,月亮传授射日的父亲各种祭典的仪式及禁忌,例如:狩猎察及播种祭时不可贪吃甜食,否则会有荒年或打射不中猎物等;月圆时候要举行孩童祭,否则孩童会生病、死亡。 父亲返回部落之后,开始教导族人办理祭祀事宜,当大家学会所有得祭典仪式,那棵橘子树已经长成大树。 所以布农族有几个社群在进行祭典仪式的时候,都会以橘子树叶作为祭器。 在古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔忒弥斯,她是太阳神阿波罗的孪生妹妹,同时她也是狩猎女神。 月球的天文符号好像弯弯的月牙儿,象征着阿尔忒弥斯的神弓。 月球运动 月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为千米。 它的平均直径约为3476千米,比地球直径的1/4稍大些。 月球的表面积有3800万千米,还不如我们亚洲的面积大。 月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。 月球的轨道运动 月球以椭圆轨道绕地球运转。 这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。 白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。 周期173日。 月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.日,正好是一个恒星月,所以我们看不见月球背面。 这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普遍规律。 一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。 天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。 主要有以下原因: 1、在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。 2、白道与赤道的交角。 月球地形 月面的地形主要有: 环形山 这个名字是伽利略起的。 它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环形山,直径295千米,比海南岛还大一点。 小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。 直径不小于1000米的大约有个。 占月面表面积的 7-10%。 有个日本学者1969年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都面目全非,有的还山中有山)哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹”,内壁一般带有同心圆状的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德形(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来 )碗型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到一米)。 月海 肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。 由于历史上的原因,这个名不副实的名称保留到了现在。 已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。 公认的22个绝大多数分布在月球正面。 背面有3个,4个在边缘地区。 在正面的月海面积略大于50%,其中最大的“风暴洋” 面积约五百万平方公里,差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是连成一片的。 除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”——梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积7万平方千米,比汽海等还大得多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。 湾有五个:露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾;沼有腐沼、疫沼、梦沼三个,其实沼和湾没什么区别。 月海的地势一般较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低1-2千米,个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。 月面的返照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)也比较低,因而看起来现得较黑。 月陆和山脉 月面上高出月海的地区称为月陆,它一般比月海水准面高2-3千米,由于它返照率高,因而看来比较明亮。 在月球正面,月陆的面积大致与月海相等但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。 从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。 在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。 月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三、四千米。 山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。 现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南极附近)也不过9000米和8000米。 月面上6000米以上的山峰有6个,5000-6000米20个,4000-5000米则有80个,1000米以 上的有200个。 月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时 为断崖状,另一侧则相当平缓。 除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。 其中三座突出在 月海中,这种峭壁也称“月堑”。 月面辐射纹 月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。 其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。 据统计,具有辐射纹的环形山有50个。 形成辐射纹的原因至今未有定论。 实质上,它与环形山的形成理论密切联系。 现 在许多人都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。 而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。 月谷(月隙) 地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。 月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。 最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。 从太空拍得的照片估计,它长达130千米,宽10-12千米。

探究月球奥秘

月球月球的正面与背面:正面:背面:物质介绍:月球俗称月亮,也称太阴。 月球的年龄大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。 月球也有壳、幔、核等分层结构。 最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。 月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。 月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。 月球直径约3476公里,是地球的3/11。 体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。 月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。 早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“ 海 ”。 著名的有云海、湿海、静海等。 而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。 位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。 最深的山是牛顿环形山,深达8788米。 除了环形山,月面上也有普通的山脉。 高山和深谷叠现,别有一番风光。 月球的正面永远向着地球。 另一方面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。 在没有探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。 月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。 而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。 轨道资料平均轨道半径 384,400千米轨道偏心率 0.0549近地点距离 363,300千米远地点距离 405,500千米平均公转周期 27天7小时43分11.559秒平均公转速度 1.023千米/秒轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化(与黄道面的交角为5.145°)升交点赤经 125.08°近地点辐角 318.15°物理特征赤道直径 3,476.2 千米两极直径 3,472.0 千米扁率 0.0012表面面积 3.976×107平方千米扁率 0.0012体积 2.199×1010 立方千米质量 7.349×1022 千克平均密度 水的3.350倍赤道重力加速度 1.62 m/s2地球的1/6逃逸速度 2.38千米/秒自转周期 27天7小时43分11.559秒(同步自转)自转速度 16.655 米/秒(于赤道)自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化(与黄道的交角为1.5424°)反照率 0.12满月时视星等 -12.74表面温度(t) -233~123℃ (平均-23℃)大气压 1.3×10-10 千帕月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。 与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。 相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。 朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。 因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向著地球。 自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。 亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38 毫米的速度远离地球。 同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15 微秒。 月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。 月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。 由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。 这种现象称为天秤动。 又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。 再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。 这种现象称为天秤动。 严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的2/3处)。 由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。 从地球北极上空观看,地球和月球均以迎时针方向自转;而且月球也是以迎时针绕地运行;甚至地球也是以迎时针绕日公转的。 很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。 其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星(即月球)本身的轨道面。 在这个定义习惯很适合一般情况(例如人造卫星的轨道)而且是数值相当固定的,但月球却非如此。 月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持著5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。 因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。 期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。 同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。 月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。 白道面与黄道面的两个交点称为月交点--其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。 当新月刚好在月交点上时,便会发生日食;而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食;月球的周期 名称 Value (d) 定义恒星月 27.321 661 相对于背景恒星朔望月 29.530 588 相对于太阳(月相)分点月 27.321 582 相对于春分点近点月 27.554 550 相对于近地点交点月 27.212 220 相对于升交点月球轨道的其它特征 名称 数值 (d) 定义默冬章 (repeat phase/day) 19 年平均月地距离 ~384 400 千米近地点距离 ~364 397 千米远地点距离 ~406 731 千米轨道平均偏心率 0.交点退行周期 18.61 年近地点运动周期 8.85 年食年 346.6 天沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天轨道与黄道的平均倾角 5°9月球赤道与黄道的平均倾角 1°32人类登月探索:第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器月球2号,它于1959年9月14日撞向月面。 月球3号在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。 月球9号则是第一艘在月球软著陆的登陆器,它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。 另外,月球10号于1966年3月31日成功入轨,成为月球第一颗人造卫星。 在冷战期间,美利坚合众国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。 这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。 美利坚合众国阿波罗11号的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人,而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人,他是1972年12月阿波罗17号任务的成员。 参看: 月球宇航员列表阿波罗11号的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面,以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。 牌匾上绘有地球的两面,并有三名太空人及当时美利坚合众国总统尼克逊的签署。 6次的太阳神任务及3次无人月球号任务(月球16、20、24号)把月球上的岩石及土壤样本带回地球。 在2004年2月,美利坚合众国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。 欧洲航天局及中华人民共和国亦有计划发射探测器前往月球。 欧洲的Smart 1探测器于2003年9月27日升空,并于2004年11月15日进入绕月轨道。 它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。 中华人民共和国亦积极开展探月计划,并寻求开采月球资源的可行性,尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。 有关中华人民共和国探月计划,见嫦娥工程条目。 日本及印度亦不甘后人。 日本已初步订出未来探月的任务。 日本的宇宙航空研究开发机构甚至已著手计划的有人的月球基地。 印度则会先发射无人绕月探测器Chandrayan。 有关月亮的神话:在中华人民共和国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。 在古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔忒弥斯,她是太阳神阿波罗的孪生妹妹,同时她也是狩猎女神。 月球的天文符号好象弯弯的月牙儿,象征着阿尔忒弥斯的神弓。 月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为千米。 它的平均直径约为3476千米,比地球直径的1/4稍大些。 月球的表面积有3800万千米,还不如我们亚洲的面积大。 月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。 月球的轨道运动 月球以椭圆轨道绕地球运转。 这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。 白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。 周期173日。 月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.日,正好是一个 恒星月,所以我们看不见月球背面。 这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普遍规律。 一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。 天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。 主要有以下原因:1。 在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。 2。 白道与赤道的交角。 月球的物理状况---月面的地形主要有:环形山 这个名字是伽利略起的。 它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环行山,直径295千米,比海南岛还大一点。 小的环行山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。 直径不小于1000米的大约有个。 占月面表面积的 7-10%。 有个日本学者1969年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都面目全非,有的还山中有山)哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹”,内壁一般带有同心圆状的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德形(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来 )碗型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到一米)。 月海 肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。 由于历史上 的原因,这个名不副实的名称保留到了现在。 已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。 公认的22 个绝大多数分布在月球正面。 背面有3个,4个在边缘地区。 在正面的月海面积略大于50%,其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里,差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是连成一片的。 除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”----梦湖、死湖、夏 湖、秋湖、春湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积7万平方千米,比汽海等还大得多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。 湾有五个:露湾、暑 湾、中央湾、虹湾、眉月湾;沼有腐沼、疫沼、梦沼三个,其实沼和湾没什么区别。 月海的地势一般较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低1-2千米,个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。 月面的返照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)也比较低,因而看起来现得较黑。 月陆和山脉 月面上高出月海的地区称为月陆,它一般比月海水准面高2-3千 米,由于它返照率高,因而看来比较明亮。 在月球正面,月陆的面积大致与月海相等但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。 从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。 在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。 月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三,四千米。 山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。 现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南极附近)也不过9000米和8000米。 月面上6000米以上的山峰有6个,5000-6000米20个,4000-5000米则有80个,1000米以 上的有200个。 月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时 为断崖状,另一侧则相当平缓。 除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。 其中三座突出在 月海中,这种峭壁也称“月堑”。 月面辐射纹 月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。 其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。 据统计,具有辐射纹的环形山有50个。 形成辐射纹的原因至今未有定论。 实质上,它与环形山的形成理论密切联系。 现 在许多人都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。 而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。 月谷(月隙) 地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。 月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。 最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。 从太空拍得的照片估计,它长达130千米,宽10-12千米。 从何而来?---月球形成之迷月球是外星人的宇宙飞船:这并非无稽之谈,因为科学的动力就在于大胆的想象,没有创见就不会有新的突破,爱因斯坦提出的相对论当时又何尝不是无稽之谈。 而中国人在科学上欠缺的正是这种大胆的创见。 我们为什么总看不到月球的背面月球总以一个面对着地球.是因为月球的自传和公转周期是相同的.(27.日)要理解这一现象,你可以做一个实验.画一个圆,标出正东西南北方向.你站在圆心(代表地球),再找一个朋友,站在圆上,让他面部朝前(即不扭动脖子),沿着圆逆时针挪动,要求他在沿着圆挪动的时候,保持面部始终朝向圆心,也就是你.那么这样一个过程就基本模拟了月亮饶地球转动的过程.很明显,在这样一个过程中,你的朋友始终是一个面(前面)面向你.下面理解为什么在这样一个过程中,公转周期等于自转周期.你的朋友从你的正北方出发,绕着你转动,再一次出现在正北方的时候,他就完成了一个公转周期.(类似于月亮饶地球公转一周的时间.)下面看看他的自转时间是多少.我们不妨还设定当你的朋友在你的正北位置,面部朝向正南时的姿态为初始姿态..然后我们就可以发现当你的朋友逆时针挪动到你的正西方位置时,他的自转姿态就发生了逆时针90度的旋转.(如果你的朋友在过程中不自转的话,那么当他在此位置时,他面向的不是你,而仍然是朝向正南方向.而实际实验时你的朋友在此位置却是朝向正东方向,所以他相对与初始位置逆时针绕自己旋转了90度.类似地,当他走到你的正南方向时,他相对于初始姿态自传了180度.当他走到你的正东方向时,他相对于初始姿态自传了270度.当他再次走到你的正北方向时,他相对于初始姿态自传了360度.也就是说他完成了一个自转周期.因为完成一个公转过程就刚好完成了一个自转过程,所以从时间上来看,这个自转周期就等于公转周期.因为在整个过程中,你的朋友总是以身体面部朝向你,也就是说,月亮总是以一个面朝向地球.广寒宫——月球每当夜幕降临,一轮明月升上夜空,清澈的月光洒满大地,让人产生无数情思遐想。 文人墨客更是对月亮倍加青睐,唐代诗人张若虚的“江上何人初见月,江月何年初照人”,还有宋代文学家苏轼的“明月几时有,把酒问青天”,都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。 月球俗称月亮,也称太阴。 在中国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。 古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔特弥斯,同时她也是狩猎女神。 月球的天文符号好象弯弯的娥眉,同时象征着阿尔特弥斯的神弓。 皓月当空,我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。 早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。 著名的有云海、湿海、静海等。 而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。 位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。 最深的环形山是牛顿环形山,深达8788公里。 除了环形山,月面上也有普通的山脉。 高山和深谷叠现,别有一番风光。 月球的年龄,大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。 月球也有壳、幔、核等分层结构。 最外层的月壳平均厚度约为60~65公里。 月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。 月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。 月球直径约3476公里,是地球的3/11。 体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。 月球的形成有以下几个观点。 一.分裂说。 这是最早解释月球起源的一种假设。 早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。 这一观点很快就收到了一些人的反对。 他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。 再说,如果月球是地球抛出去的,那麽二者的物质成分就应该是一致的。 可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。 二.俘获说。 这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。 还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起,久而久之,吸积的东西越来越多,最终形成了月球。 但也有人指出,向月球这样大的星球,地球恐怕没有那麽大的力量能将它俘获。 三.同源说。 这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸积,同时形成星体。 在吸积过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。 这一假设也受到了客观存在的挑战。 通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。 有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。 四.大碰撞说。 这是近年来关于月球成因的新假设。 1986年3月20日,在休士顿约翰逊空间中心召开的月亮和行星讨论会上,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的本兹、斯莱特里和哈佛大学史密斯天体物理中心的卡梅伦共同提出了大碰撞假设。 这一假设认为,太阳系演化早期,在星际空间曾形成大量的“星子”,星子通过互相碰撞、吸积而长大。 星子合并形成一个原始地球,同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。 这两个天体在各自演化过程中,分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。 由于这两个天体相距不远,因此相遇的机会就很大。 一次偶然的机会,那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。 剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地轴倾斜,而且还使那个小的天体被撞击破裂,硅酸盐壳和幔受热蒸发,膨胀的气体以及大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。 这些飞离地球的物质,主要有碰撞体的幔组成,也有少部分地球上的物质,比例大致为0.85:0.15。 在撞击体破裂时与幔分离的金属核,因受膨胀飞离的气体所阻而减速,大约在4小时内被吸积到地球上。 飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,他们通过相互吸积而结合起来,形成全部熔融的月球,或者是先形成几个分离的小月球,在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。 月亮成分45亿年前,月球表面仍然是液体岩浆海洋。 科学家认为组成月球的矿物克里普矿物(KREEP) 展现了岩浆海洋留下的化学线索。 KREEP实际上是科学家称为“不兼容元素”的合成物--那些无法进入晶体结构的物质被留下,并浮到岩浆的表面。 对研究人员来说,KREEP是个方便的线索,来明了月壳的火山运动历史,并可推测彗星或其他天体撞击的频率和时间。 月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。 当受到宇宙射线轰击时,每种元素会发射特定的伽玛辐射。 有些元素,例如:铀、钍和钾,本身已具放射性,因此能自行发射伽玛射线。 但无论成因为何,每种元素发出的伽玛射线均不相同,每种均有独特的谱线特征,而且可用光谱仪测量。 直至现在,人类仍未对月球元素的丰度作出面性的测量。 现时太空船的测量只限于月面一部分。 天秤动由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。 这种现象称为经天秤动。 参考资料:网络 百科

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