認真聊聊我們的鄰居：關於月球的多角度專業介紹

月球表面照片

月亮是夜空中最容易找到的天體，作為地球唯一的天然衛星在我們上方盤旋，並且呈現週期性的月圓月缺。月亮的週期性變化引導了人類數千年的農耕文明，人類根據月亮週期性的變化制定的月曆週期大致等於從一個滿月到下一個滿月所需的時間。

月相和月球軌道的成因對人類來說一直都是個謎。例如，月亮總是向我們展示同一張臉，發生這種情況是因為月亮的公轉和自轉週期相等都是27。3天。月亮自己不發光，但是我們能看到滿月，半月或新月，那是因為月亮反射陽光，而且我們能看到多少月亮取決於月球相對於地球和太陽的位置。

雖然月亮是地球的衛星，直徑約為3，475公里（2，159英里），但比冥王星大。（比冥王星的四顆衛星甚至更大。）月球直徑只有地球的四分之一多點（約27％），地球和月球的體積之比（4：1），比任何其他行星和它們的衛星體積之比都要小得多。這意味著月球對地球有很大的影響，它的存在很可能使地球繁衍出生命成為可能。

月亮是如何形成的？

有關月球是如何形成的存在各種理論，但最近的證據表明，由於天體與地球的的劇烈碰撞，地球被撞飛了很大一塊物體然後形成了月球。

關於月球如何形成的主要解釋是由於外來天體的巨大撞擊將大量的岩漿撞出地球並進入軌道，形成了今天月球的雛形。科學家們認為撞擊地球的天體大約是地球質量的10％，大約相當於火星的大小。由於地球和月球的成分如此相似，研究人員得出結論認為，撞擊必定發生在太陽系形成後約9500萬年，前後大約3200萬年。（太陽系大約有46億年的歷史）2015年基於對行星軌道的新研究發現，地球和月球中探測到的元素鎢-182的丰度差異進一步印證了這一理論。

雖然大型衝擊理論在科學界的討論中占主導地位，但還有其他一些關於月球形成的想法。根據最近的一項理論，這些包括地球捕獲月球，月球從地球裂開，或者地球甚至可能從金星中偷走了月球。

天體撞擊地球飛出岩漿

內部結構

月球可能有一個非常小的核心，只佔月球質量的1％到2％，寬約420英里（680公里）。它可能主要由鐵組成，但也可能含有大量的硫和其他元素。

它的岩石地幔厚約825英里（1，330公里），由富含鐵和鎂的緻密岩石組成。地幔中的岩漿在過去已經浮出水面並在火山中噴發超過10億年。

頂部的地殼平均深度約42英里（70公里）。由於受到大量的天體撞擊，地殼的最外層部分被破壞，一個撞擊區域讓位於大約6英里（9。6公里）深度的地殼完全暴露出來了。

月球結構示意圖

月球的表面成分

像四個太陽系的行星一樣，月亮是岩石構成的。長久以來月球被小行星撞擊所形成的隕石坑所淹沒，而且還因為月球沒有大氣層，所以隕石坑沒有被侵蝕。

月球表面的平均組成按重量計約為43％氧，20％矽，19％鎂，10％鐵，3％鈣，3％鋁，0。42％鉻，0。18％鈦和0。12％錳。

軌道飛行器在月球表面發現了可能源自地下深處的水跡。他們還有數百個坑，可以容納長期留在月球上的探月儀器。月球勘測軌道器（LRO）正在進行的觀測表明，月球南極的斜坡上有更為豐富的水痕跡，儘管科學家們提醒說，水量與極度乾燥的沙漠相當。

月球的大氣

月球的大氣層非常稀薄，因此表面的灰塵或足跡可以不受自然氣象地干擾保持幾個世紀。只有稀薄的大氣層，導致月球表面不會儲存熱量，因此氣溫變化很大。月球白天氣溫達到273華氏度（134攝氏度），在晚上溫度低至零下243華氏度（零下153攝氏度）。

軌道特徵

·

與地球的平均距離

：238，855英里（384，400公里）

·

近地點（離地球最近的距離）

：225，700英里（363，300公里）

·

遠地點（離地球最遠的距離）

：252，000英里（405，500公里）

·

軌道周長：

1，499，618。58英里（2，413，402公里）

·

平均軌道速度：

2，287英里/小時（3，680。5公里/小時）

·

軌道與

地球關係

1）月球的引力拉地球時，造成的海平面上升和下降，稱為潮汐。在更小的程度上，潮汐也發生在湖泊，大氣層和地殼內。

2）高潮是當水向上膨脹時，低潮是在水向下流動時。由於重力作用，地球最靠近月球的一側產生高潮，由於地球表面的海域全部是連通的，背離月球的地球上的海域則發生低潮。

3）月球的引力也減緩了地球的旋轉，這種效應被稱為潮汐制動，它將我們一天的長度增加了2。3毫秒。地球失去的能量被月球拾取，增加了它與地球的距離，這意味著月球每年遠離1。5英寸（3。8釐米）。

4）透過調節地球軸向傾斜的擺動程度，月球的引力可能是使地球成為宜居行星的關鍵，它給數十億年來生命繁盛提供了相對穩定的氣候。

5）月球也受到了地球引力的影響。研究表明，地球的引力在月球早期將其拉伸成今天這樣略微奇怪的形狀。

月食

月食形成原因是因為在月食期間，月球，地球和太陽運動到幾乎是成一條直線，地球在太陽和月球之間，地球的影子落在月球上，所以人們看不到月亮了，但是根據太陽、地球和月亮三者的軌道特徵月食只能在滿月時發生。

月食照片

四季

地球的旋轉軸相對於黃道面傾斜，黃道面是透過地球圍繞太陽的軌道而形成的平面。這意味著北半球和南半球在一年中固定的時間段會面對或背離太陽，不同的朝向會改變他們接收的陽光熱量，從而導致地球上有了四季。

地軸的傾斜度約為23。5度，但月軸的傾斜度僅為1。5度左右。因此，月球幾乎沒有季節。這意味著某些區域總是被陽光照亮，而其他地方則永遠被遮擋。

人類的探索與研究

一些古代人認為月亮是一碗火，而另一些人認為它是反映地球陸地和海洋的鏡子，但古希臘哲學家們知道月球是繞地球旋轉並且反射陽光的球體。希臘人還認為月球的黑暗區域是海洋，而明亮的區域是陸地，拉丁語中“maria”和“terrae”，就來自對月球的描述，它們分別是分別是海洋和陸地的意思。

開拓性的天文學家伽利略是第一個使用望遠鏡對月球進行科學觀測的人，在1609年描述了一個粗糙的山區表面，與當時流行的月球光滑的觀點完全不同。

1959年，蘇聯派出第一艘太空船落在月球表面並返回月球的第一張照片。這刺激了蘇聯和美國開展了一系列探月任務，以觀察月球的表面，僅管有許多工是失敗或僅部分成功，但是這些早期探測器也或多或少地返回了一些有關月球表面和地質歷史的資訊。美國發起了一系列以先鋒，遊俠和測量員為名稱開頭的任務，而蘇聯則以Luna和Zond的名義發出很多探測器。Luna2是1959年第一個硬著陸月球的太空船，而第一次軟著陸月球是在1966年由Luna9實現的。

在20世紀60、70年代，美國將宇航員送到了月球的軌道和表面。第一次人類抵進飛臨月球是在1968年，當時阿波羅8號宇航員在靠近月球軌道上飛行。1969年，阿波羅11號登陸，隨後又有五次成功任務（其中一次是阿波羅13號，沒有登上月球）。他們的努力返回了842磅（382公斤）岩石和土壤到地球進行研究。它仍然是人類有史以來唯一的外星物體。科學家們繼續研究這些岩石，並隨著技術的進步而取得了新的發現。例如，在2013年，阿波羅15，16和17的樣本中發現了水。

阿波羅登月計劃

雖然在1972年結束了登月任務，但機器人探索仍在繼續。20世紀60、70年代，雖然美國宇航員降落在了月球，蘇聯仍然在積極開展機器人月球探測活動。1970年9月，在多次任務失敗後，蘇聯的第一次月球樣本返回任務發生在Luna 16號，兩個月後，蘇聯人還在月球上部署了第一臺機器人月球車，名為Lunokhod 1。Lunokhod 2於1973年部署，創造了超過40年的駕駛距離世界記錄，直到後面的火星機遇號探測器任務在經過幾年的駕駛後超過了它。

在十多年後，美國月球探測在20世紀90年代與機器人任務Clementine和Lunar Prospector重新開始。這兩個任務都表明月球可能存在水，表明在2009年聯合發射的LRO和月球隕石坑觀測和感測衛星（LCROSS）的實驗結果是真實的。同樣在20世紀90年代，其它各國也開始了自己的月球探索計劃，第一個成功日本於1990年發生的Hiten或MUSES-A。

歐洲航天局於2003年開始了第一個任務SMART-1，2007年我國又派出了嫦娥一號。印度於2008年啟動了Chandrayaan-1，但在2009年控制器與航天器失去聯絡。2013年，我國創造了歷史，在月球上登陸機器人漫遊車。

嫦娥號攜帶的探月車

2011年，LRO發回了有史以來最好的月球地圖。它的高解析度月球表面影象不僅提供了有關水和地質的資訊，還提供了各種航天器和火箭部件的著陸和墜毀地點的圖片。地球射電望遠鏡使用的NASA雷達技術也在2017年發現了印度Chandrayaan-1航天器。

NASA最近的其他任務包括重力恢復和內部實驗室（GRAIL）和塵埃環境探測器（LADEE），它將檢查月球的重力場以及月球大氣。