探索月球

探索月球奥秘

月球的起源莫衷一是:

对月球的起源,大致有三大派，但仍未定论。有些科学家认为，月球是46亿年前，与地球一样是宇宙的气体和尘埃形成的；另一些人则认为,月球是地球的孩子，从地球分裂出去的。然而,太阳神号几次带回的数据显示，月球和地球的组成成份大不相同。不少的科学家认为，月球在很多年以前，偶然被吸入地心引力范围，因而才意外地纳入地球的轨道。但也有人引用天体力学来反对这种说法。

古老地球

令科学家惊讶的是，从月球带回的岩石，有99%比地球上90%的古老岩石还要老。太空人携回的月球岩石,已被测定有43亿年至46亿年的历史，这已相当于太阳系的历史了。

土壤

美国太空人首次登陆的“宁静海”,土壤的年代竟比岩石久远。据分析，两者相差10亿年之久。由化学分析显示，月球上的土壤并非由岩石演变,可能来自别的地方。

受撞

太阳神号在探月时，月球登陆艇和火箭返航时，都会撞到月球表面。但每次都会使月球像大铜锣或大钟一样响起来,阿波罗12号探月时，月球的回声还持续了4个小时，目前没有一个科学家能够解释这种现象。

黑影区

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在地球上看月球时，会看到有些黑影,太空人登陆到这个平原状的黑影区时，发现很难在它的表面上钻孔，经研究这里的土壤样品中含有金属元素如钛、锫、钇等，科学家们为此感到十分惊异，因为这些金属元素要在相当高的热度---摄氏6000度以上才可能熔化，并与周围的岩石混合在一些。

纯铁粒子

宇航员们从月球上带回来的岩石样品中，都含有纯铁的粒子，科学家们认为这些纯铁粒子并非来自陨石。有专家报导，这些纯铁粒子带回地球后，好多年都未生过锈，纯铁不生锈在科学界还是破天荒第一次遇到这种事情。

光滑如镜子

月球表面不少地方光滑如镜。好像被什么不知来源的酷热“烫”过了一样。专家们分析说，这儿并非是由巨大的陨石撞击而造成的，有些科学家则认为,太阳爆出来的高热才是主要的因素。

磁性使人震惊

早期的月球研究，都说月球上没有磁场,近年来在分析月球岩石后，才知道它有强烈的磁性。然而月球的岩石真有磁场，则应有个铁质的核心才对，但现在的资料又告诉我们，这样一个巨大的热核心不可能存在于月球的里面,也不可能从地球上的磁场获得磁性，因为月球若要从地球上获得磁性，就必须很接近地球,果真如此，它恐怕会被地心力弄毁了。

浓缩物

太空探测带回来的资料显示，月球的外壳底下有大块的浓缩物而且还有一股吸引力,太空船飞过时禁不住要倾斜。科学家只知道这些浓缩物是一种又重又密的物质，其余就一无所知了。

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1.62m/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5.145396°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±0.00256°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；

周期名称

恒星月27.321661相对于背景恒星

朔望月29.530588相对于太阳（月相）

分点月27.321582相对于春分点

近点月27.554550相对于近地点

交点月27.212220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(repeatphase/day)19年

平均月地距离~384400千米

近地点距离~364397千米

远地点距离~406731千米

轨道平均偏心率0.0549003

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(repeateclipses)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。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Smart1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。

月亮神话

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384401千米。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3800万平方千米，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27.32166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。

物理状况

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33000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系山、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.(27.32166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

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

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。

月球俗称月亮，也称太阴，是地球的唯一的天然卫星，也是离地球最近的天体。

月球距离地球平均为384,401公里。这段距离约为地球赤道周长的10倍。月球轨道呈椭圆形，近地点平均距离为363300公里，远地点平均距离为405500公里。月球直径为3476公里，约为地球直径的3/11。月球表面面积大约是地球表面面积的1/14，比亚洲面积稍小。月球的体积只相当于地球体积的1/49。月球质量约等于地球质量的1／81.3。月球物质的平均密度为每立方厘米3.34克，只相当于地球密度的3/5。月面上自由落体的重力加速度地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度约为每秒2.4公里，为地球上的逃逸速度的1/5左右。

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。月球本身不发光也不透明，但能反射太阳光。由于日、地、月三者的相对位置不断变化，因此，地球上的观测者所见到的月球被照这部分也在不断变化，从而产生不同的视形状。这叫月相。月相的变化是有规律的。月相变化的周期性，给人们提供了一种计量时间的尺度。阴历或农历月就是以月相为基础，星期也是由此演化而来。

自古以来人们就知道，月球总以相同的一面向着地球。这是由于月球自转周期恰好和月球绕地球转动的周期相等造成的，而这两个周期相同则是潮汐长期作用的结果。

月球赤道面同它的轨道面有6度41分的倾角。因为这一倾角的存在和月球绕转速度的不均匀等原因，在月球运动过程中，地面上某一点的观测者多少还能看出月面边沿有前后的摆动。从地面观测，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59％，其余41％则不能直接看到。

月球形状也是南北极稍扁、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。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"阿波罗号"登月获得的资料所证实。

月面上山岭起伏，峰峦密布。此外，还有洋、海、湾、湖等各种特征名称。其实，月面上并没有水。只是早年观测者凭借想象，借用地球上的名称而已，最多不过有某些形态上的相似罢了。

月面上的最明显的特征是环形山，通常指碗状凹坑结构。其中大的直径可超过100公里，小的不过是些凹坑。直径大于1公里的环形山总数3万多个，占月球表面积的7～10％。环形山大多以著名天文学家或其他学者的名字命名，月球背面有4座环形山，分别以中国古代天文学家石申、张衡、祖冲之、郭守敬命名。月面最大的几个环形山是：南极附近的贝利环形山，直径295公里；克拉维环形山，直径233公里；牛顿环形山，直径230公里。许多环形山的中心区有中央峰或中央峰群，高达2.5公里。

肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫“月海”，它们是广阔的平原。在月球正面，月海面积约占整个半球表面的一半。已知月海共22个（包括背面），其中最大的叫风暴洋，面积约500万平方公里。雨海面积约90万平方公里。月面中央的静海面积约26万平方公里。此外，较大的还有澄海、丰富海、危海、云海等。月海大多具有圆形封闭的特点，四周是山脉。有些月海伸向陆地称为湾，小的月海则称为湖。

月陆是月面上高出月海的地区，一般高出2～3公里。月陆主要由浅色的斜长岩组成，其反照率较高。月球正面的月陆与月海面积大致相等，而背面则月陆面积大些。月陆形成的年代经同位素年龄测定为46亿年，比月海要早。月球上也存在一些山脉，大多以地球上的山名命名，如亚平宁山脉、高加索山脉、阿尔卑斯山脉等。最长的山脉长达1000公里，往往高出月海3～4公里。最高的山峰在月球南极附近，高达9000米，比地球上最高的珠穆朗玛峰还高。除山脉外，还有长达数百公里的峭壁，最长的是阿尔泰峭壁。

月面上有一些辐射纹，典型的有第谷环形山和哥白尼环形山周围的辐射纹。第谷环形山有辐射纹12条，从环形山周围呈放射状向外延伸，最长的达1800公里，满月时看得最清楚。其成因尚无定论：有人说是火山爆发形成的；也有人认为是陨石轰击月面造成的。

长期天文观测与登月的直接考察证实，月球周围没有明显的磁场。月球磁场强度不及地球磁场的1/1000。月球上更没有像地球和木星那样的辐射带。月球上不存在任何形态的水，完全没有大气，几乎接近真空状态。通过月球火箭探测查明：月球正面有称为"重力瘤"或"质量瘤"的重力异常区，达12处之多；月球表面大部分地区为一层厚度不等的月尘和岩屑所覆盖。

月球没有像地球大气那样的保护层，月面直接受到流星体的猛烈冲击，因此在一定程度上会影响到月岩的化学成分、岩屑大小、玻璃含量以及再结晶的程度。月球早期广泛发生火山爆发，喷出大量熔浆，从而形成月面上广阔的熔岩平原。

月球本身并不发光，只反射太阳光。它的亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。它的平均亮度为太阳亮度的1/465000，亮度变化幅度从1/630000至1/375000。满月时亮度平均为-12.7等。它给大地的照度平均相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7％,其余93％均被月球吸收。月海的反照率更低，约为6％。月面高地和环形山的反照率为17％，看上去山地比月海明亮。

由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达127摄氏度；夜晚，温度可降低到零下183摄氏度。这些数值，只表示月球表面的温度。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，而且所用的射电波的波长愈长，愈能探测到月面土壤中较深处的温度。这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。

从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳厚60～65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球大部分体积。月幔下面是月核。月核的温度约1000摄氏度，很可能是熔融的。

月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少，而环形山则较多。地形凹凸不平，起伏悬殊。最长和最短的月球半径都位于背面，有的地方比月球平均半径长4公里，有的地方则短5公里（如范德格拉夫洼地）。背面未发现"质量瘤"。背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有60公里左右。

关于月球的成因，众说纷纭，主要有三种假说，即俘获说、分裂说和同源说。

俘获说：月球可能是在地球轨道附近运行的一个小行星，后来被地球所俘获而成为地球的卫星。因为月球和地球的平均密度相差很大，而化学组成又十分不同，所以，它们可能是由太阳原始星云中不同部位的不同物质形成的。另一方面，月球的平均密度却与陨石、小行星十分接近。因此，很可能是小行星在围绕太阳运行中，由于接近地球，地球的引力使它脱离原来的轨道而被地球所俘获。有人认为，这个事件发生在35亿年前，整个过程经历5亿年。在月球被地球俘获后，月球由于受到地球的起潮力，喷发出大量岩浆，形成月海玄武岩。

分裂说：在太阳系形成的初期，地球和月球原是一个整体，那时地球还处于熔融状态，自转非常快，自转周期只有4小时左右。因此，这时太阳对地球的潮汐作用的周期为2小时。这个周期恰与地球自由摆动周期相等，从而产生共振，于是在赤道面上形成一串细长的膨胀体，终于分裂而形成月球。太平洋就是月球分裂出去时留下的遗迹。根据计算，地月系统现有的角动量总和，即使再加上几十亿年的角动量损耗，也不足使地球和月球分裂。而且月球的位置又不在地球赤道面上。这些事实是分裂说很难加以解释的。

同源说：地球和月球是由同一块行星尘埃云所形成。它们的平均密度和化学成分不同，是由于原始星云中的金属粒子在形成行星之前早已凝聚。地球在形成行星时，一开始便以铁为主要成分，并以铁作为核心。而月球则是在地球形成后，由残余在地球周围的非金属物质聚集而成。月球形成的这三种假说，都能或多或少地解释月球的成分、密度、结构、轨道及其他基本事实。除分裂说一般认为难以成立外，俘获说和同源说这两种假说究竟哪一种更加合理，目前尚无定论。

根据对月球各种热历史模型的研究，整个月球曾发生过多次局部熔融。在月球形成的初期，月球的大部分温度曾达到1000摄氏度。距今41亿年前，月球发生过一次规模较大的岩浆运动，在岩浆的分离过程中，形成了斜长岩成分的月壳，残留部分成为月表的高地。月球表层固结后又在较深的部位发生局部熔融，产生苏长岩成分的熔体。大约距今40亿年前，形成了富含放射性元素、难熔元素的非月海玄武岩。斜长岩高地长期裸露在月表，不断受到陨星物质的撞击，因而被削低了1.5～2公里，在高地上发育着大量古老的冲击月坑。后期，高地为一系列的断裂所切割和破坏。距今41～39亿年前，月球比较集中地遭受到各种大型陨星的撞击，使月表出现许多月海盆地，即大型的环形构造，最典型的是雨海事件。月球上的月海大致都是在相近的时期内形成的。月海生成的大致次序是：酒海、澄海、湿海、危海、雨海……。雨海纪形成的各个月海大约在距今39～31亿年间，被后期喷发的玄武岩所充填和覆盖。根据同位素年龄的测定，大致充填的时间次序是雨海西、雨海东、湿海、危海、雨海、静海、丰富海、澄海和风暴洋。此后月表的轮廓基本形成,31亿年以来，月球内部的演化已处于"停滞"状态，外力作用在月球的演化史中占有主导地位。陨星冲击月表，使月坑继续形成和增多。爱拉托逊纪形成的辐射月坑，其辐射纹受月表的各种作用，或者变得不明显，或者消失；而哥白尼纪形成的月坑，则具有明显的辐射纹。

月球号探测器

从1958年至1976年，前苏联发射24个月球号探测器，其中18个完成探测月球的任务。1959年9月12日发射的月球2号，两天后飞抵月球，在月球表面的澄海硬着陆，成为到达月球的第一位使者，首次实现了从地球到另一个天体的飞行。它载的科学仪器舱内的无线电通信装置，在撞击月球后便停止了工作。同年10月4日月球3号探测器飞往月球，3天后环绕到月球背面，拍摄了第一张月球背面的照片，让人们首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球软着陆的探测器，是1966年1月31日发射的月球9号。它经过79小时的长途飞行之后，在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。这个探测器重1583千克，在到达距月面75千米时，重100千克的着陆舱与探测器本体分离，靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功。1970年9月12日发射的月球16号，9月20日在月面丰富海软着陆，第一次使用钻头采集了120克月岩样口，装入回收舱的密封容器里，于24日带回地球。1970年11月10日，月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。17日在月面雨海着陆后，月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察。这辆月球车重756千克，长2.2米，宽1.6米，装有电视摄像机和核能源装置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片，直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作。1973年1月8日发射月球21号，把月球车2号送上月面考察取得更多成果。最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射，8月18日在月面危海软着陆，钻采并带回170克月岩样品。至此，前苏联对月球的无人探测宣告完成，人们对月球的认识更加丰富和完整了。

徘徊者

美国继前苏联之后，先后发射了9个徘徊者号和7个勘测者号月球探测器。徘徊者探测器样子像个大蜻蜓，长3米，两翼太阳能电池板展开4.75米。探测仪器装在前部，电视摄像机放在尾部。勘测者探测器有3只脚，总重达1吨，装有当时最先进的探测设备。最初5个徘徊者探测器均无建树，直到1964年1月30日发射的徘徊者6号才在月面静海地区着陆。但由于电视摄像机出现故障，没有能够拍回照片。同年7月28日徘徊者7号发射成功，在月面云海着陆，拍摄到4308张月面特写照片。随后1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月24日发射的徘徊者9号，都在月球上着陆成功，并分别拍回7137张和5814张月面近景照片。1966年5月30日发射勘测者1号新型探测器，经过64小时的飞行，在月面风暴洋软着陆，向地面发回11150张月面照片。到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中，有2个失败，5个成功。后来，美国又发射了5个月球轨道环行器，为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据。经过这一系列的无人探测之后，月球的庐山真面目显露出来了。

回答者：448043267-初学弟子一级11-1920:54等待您来回答

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