关于月亮的资料

　　月球又称“月亮”。在望远镜发明之前，古代的人们只能在晴朗的夜晚，用眼睛仰望皎洁的明月。看到月亮表面有明有暗，形状奇特，于是人们就编出如嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉免捣药等美丽神话。古希腊人则把月球看作美丽的狩猎女神阿尔忒弥斯，并且把女神狩猎时从不离身的银弓作为月球的天文符号。

　　月球基本上没有水，也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程，也没有声音的传播，到处是一片寂静的世界。月球本身不发光，天空永远是一片漆黑，太阳和星星可以同时出现。

　　月球上几乎没有大气，因而月球上的昼夜温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方，温度高达127℃；夜晚温度可低到-183℃。由于没有大气的阻隔，使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多。由于月球大气少，因此在月面上会见到许多奇特的现象，如月球上的天空呈暗黑色，太阳光照射是笔直的，日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗。因此才会看到的月亮表面有明有暗。由于没有空气散射光线，在月球上星星看起来也不再闪烁了。

　　月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影。整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土。从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分。原来明亮的部分是月球表面的山区和高地，暗灰色部分是月球表面的平原。

　　月亮比地球小，直径是3476公里，大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1／14，比亚洲的面积还稍小一些；它的体积是地球的1／49，换句话说，地球里面可装下49个月亮。月亮的质量是地球的1／81；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。月球上的引力只有地球1／6，也就是说，6公斤重的东西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身体显得很轻松，稍稍一使劲就可以跳起来，宇航员认为在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。

　　月球是离地球最近的天体，它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星，它与地球的平均距离约384400公里。月球绕地球运动的轨道是一个随圆形轨道，其近地点（离地球最近时）平均距离为363300公里，远地点（离地球最远时）平均距离为405500公里，相差42200公里。

　　像地球一样，月球也是南北极稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均极半径比赤道半径短500米，南北极也不对称，北极区隆起，南极区凹陷约400米。

　　月球在绕地球运动的过程中，还要跟着地球一起绕太阳运动。这就是说，月球绕地球运动一周后，再回到的空间位置已不是原出发点了。由此可见，月球在运动过程中还要参与多种系统的运动。月球的运动和其他天体一样，月球也处于永恒的运动之中。月球除东升西落外，它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多，因此，月亮每天升起来的时间，都比前一天约迟50分钟。月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果。月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”，平均是27天7小时43分11秒。月亮绕地球公转的同时，它本身也在自转。月亮的自转周期和公转周期是相等的，即1：1，月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期。

月球或月亮是指环绕地球运行的一颗卫星，也是地球唯一的一颗天然卫星。它是离地球最近的天体

月球的起源

月球的起源问题非常古老，也是科学界争论不休的题目。

最早的一种假说可以称之为“同源说”，认为月球和地球有相同的起源，但是现在一般都认为月球轨道的倾角表明它不太可能与地球同期形成或于后期被掳获。另外一个早期的推测认为在太阳系形成初期，地球处于熔融状态，由于地球的转速很快，月球因地球自转的离心力分离而成，甚至有人认为太平洋就是这个分出去后的疤痕。但要满足此一说法，地球初始转速必须很大。亦有人认为月球在别处形成，后来被地球掳获。

其他理论包括共生理论或称为凝聚理论，指地球和月球于相同的时间自吸积盘形成。此理论无法解释月球为何缺少铁。又有一些理论认为月球由围绕地球的大堆碎屑（因小行星或行星间的碰撞）形成。

现时较为人接受的理论称为大撞击理论，该理论认为月球由呈半融熔状态的地球和火星般大小的天体（有些人给它起名叫Theia）碰撞后的碎片形成。

月球的地质年代由几次重大的撞击事件定义。

潮汐力使早期呈熔融状态的月球变成一个以长轴指向地球的椭球体。

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。[2]

表面地理

月球表面有上万个直径超过1千米的环形山.他们大部分都有上亿年的历史;缺少大気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.

[月球上最大的环形山，也是太阳系内已知最大的，形成了South Pole-Aitken basin. 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，由此可以推测月球背面的月壳较厚，天文学家相信月球的质心比形心更靠近地球。

在月壳上是一层表面呈尘埃状的岩石层，称为月壤。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，Johns Hopkins University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([3])并绘制成地图([4]) 。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甚么月核含较小的铁）

大气

月球只有微不足道稀薄的大气. 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。

月蚀

月全蚀月蚀是一种特殊的天文现像，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) 在同一条直在线，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

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”；月食只会发生在“满月”。

月球的观察

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。[5]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。）

月球的探索

美国宇航员Buzz Aldrin在月球上, 照片由阿姆斯特朗拍摂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。美国太阳神11的指挥官杭斯朗是踏足月球的第一人，而Eugene Cernan则是最后一个站立在月球上的人，他是1972年12月太阳神17任务的成员。

太阳神11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:

行星地球上的人类首次踏足月球, 公元1969年7月

我们是为人类和平而来

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。

6次的太阳神任务及3次无人月球(Luna)任务（月球16、20、24）把月球上的岩石及土壤样本带回地球。

在2004年2月，美国总统布什提出于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。[8]有关中国探月计划，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。见月球-A [9]及Selene [10]。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。

直至现在，还经常有人声称美国的登月计划根本是虚构的，所谓登月照片是在荷里活片场里拍摄的，并指出在照片中不少的“破绽”[11]。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。(参见阴谋论)

人类对月球的理解

古代中国有嫦娥奔月的神话。在希腊神话中，月亮女神叫做阿尔特弥斯，月球的天文符号就像一弯新月，也象征阿尔特弥斯的神弓。

月球的起源

最早的一种假说可以称之为“同源说”，认为月球和地球有相同的起源，但是现在一般都认为月球轨道的倾角表明它不太可能与地球同期形成或于后期被掳获。另外一个早期的推测认为在太阳系形成初期，地球处于熔融状态，由于地球的转速很快，月球因地球自转的离心力分离而成，甚至有人认为太平洋就是这个分出去后的疤痕。但要满足此一说法，地球初始转速必须很大。亦有人认为月球在别处形成，后来被地球掳获。

其他理论包括共生理论或称为凝聚理论，指地球和月球于相同的时间自吸积盘形成。此理论无法解释月球为何缺少铁。又有一些理论认为月球由围绕地球的大堆碎屑（因小行星或行星间的碰撞）形成。

现时较为人接受的理论称为大撞击理论，该理论认为月球由呈半融熔状态的地球和火星般大小的天体（有些人给它起名叫Theia）碰撞后的碎片形成。

月球的地质年代由几次重大的撞击事件定义。

潮汐力使早期呈熔融状态的月球变成一个以长轴指向地球的椭球体。

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。[2]

表面地理

月球表面有上万个直径超过1千米的环形山.他们大部分都有上亿年的历史;缺少大気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.

[月球上最大的环形山，也是太阳系内已知最大的，形成了South Pole-Aitken basin. 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，由此可以推测月球背面的月壳较厚，天文学家相信月球的质心比形心更靠近地球。

在月壳上是一层表面呈尘埃状的岩石层，称为月壤。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，Johns Hopkins University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([3])并绘制成地图([4]) 。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甚么月核含较小的铁）

大气

月球只有微不足道稀薄的大气. 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。

月蚀

月全蚀月蚀是一种特殊的天文现像，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) 在同一条直在线，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

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”；月食只会发生在“满月”。

月球的观察

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。[5]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。）

月球的探索

美国宇航员Buzz Aldrin在月球上, 照片由阿姆斯特朗拍摂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。美国太阳神11的指挥官杭斯朗是踏足月球的第一人，而Eugene Cernan则是最后一个站立在月球上的人，他是1972年12月太阳神17任务的成员。

太阳神11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:

行星地球上的人类首次踏足月球, 公元1969年7月

我们是为人类和平而来

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。

6次的太阳神任务及3次无人月球(Luna)任务（月球16、20、24）把月球上的岩石及土壤样本带回地球。

在2004年2月，美国总统布什提出于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。[8]有关中国探月计划，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。见月球-A [9]及Selene [10]。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。

直至现在，还经常有人声称美国的登月计划根本是虚构的，所谓登月照片是在荷里活片场里拍摄的，并指出在照片中不少的“破绽”[11]。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。(参见阴谋论)

人类对月球的理解

古代中国有嫦娥奔月的神话。在希腊神话中，月亮女神叫做阿尔特弥斯，月球的天文符号就像一弯新月，也象征阿尔特弥斯的神弓。