月球,因为和地球的距离很近,在天气状况较好的时候,我们可以肉眼看到它。在古代,人们称之为玉盘、玄兔、太阴、婵娟。作为太阳系的第五大卫星,它也是地球的卫星。月球和地球的直径和质量有较大差距,地球的直径是月球的四倍,质量更达到了月球的八十一倍,两者的平均距离达到了约38万千米。
在月球的表面有很多的撞击坑,这些都是小天体曾留下的痕迹,上面的广阔平原被称为“月海”。而这个所谓的“月海”其实并没有一滴水存在,并且在它的外围和间隙之间,还夹杂着明亮又古老的斜长岩高地及撞击坑。在天空中,除了太阳,月亮便是最亮的天体。或许有人还不知道,虽然月球呈现出非常明亮的白色,但实际上它的表面却很暗。
关于月球的持久神话-不会旋转
关于月球,有一个相传比较悠久的神话-不会旋转。这不过是从我们的日常观察中所得出的结论,自然和客观情况存在很大的差异。月球的确一直对我们保持着相同的样子,但这并不是因为其本身没有旋转,而是它在以其轨道运动相同的速率旋转着。
这样的特殊情况,我们称之为同步旋转的潮汐锁定。月球围绕地球旋转,径向黄线标志着月球上的0°经度子午线:有相关动画可以显示月球的旋转和轨道,箭头表明了旋转的方向,径向线指向月球可见光盘的中心0°N 0°E,带箭头和径向线的黄色线圈可以直接的表现出它的旋转。
迄今为止最高分辨率的月球地形地图
生活在地球上的我们,距离最近的邻居就是月球,但由于之前探索任务的局限性,我们对月球的了解是非常有限的,所以迟迟没有高分辨率月球地形的全球地图。终于,我们有了LRO的广角相机和月球轨道器激光测高仪,科学家已经可以准确描绘整个月球的形状。
自2009年开始,月球勘测轨道器LRO太空船便收集了数十万月球图像,这些图动态的反映了时间带给月球表面的变化。2017年10月5日,接近328英尺的像素尺度、迄今为止最高分辨率的月球地形图被美国宇航局发布,月球勘测轨道飞行器的科学团队描绘了几乎整个月球表面的特征和形状。
第一个人类曾经登陆过的地外天体
在人类的探索征程中,月球具有特殊的意义。作为人类曾经登陆过的第一个地外天体,因为地球自转的方向和地球海洋的潮汐作用力相反,所以,地球的自转就像被一股看似微弱的作用力给“刹车”了。正是因为地球这样的反作用力,月球正在距离我们越来越遥远,虽然这个新增的距离看似很渺小:每一年月球和地球之间距离都增加了大约3.8厘米。
1958年,前苏联和美国发射的月球探测器被宣告失败,1959年他们又成功发射了月球探测器,分别是前苏联的“月球号”和美国的“先驱者号”。阿波罗-11号于1969年实现了人类的首次载人登月,并相继发射了阿波罗系列的其他月球探测器,通过12名宇航员的月球科学考察,增加了我们对月球起源和演化的认知。
2108年4月,月球勘测轨道飞行器(LRO)经过9年的信息收集制成了一段视频,捕捉到了月球表面那些前所未见的细节。2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功着陆,选在了月球背面东经177.6度、南纬45.5度虎鲸的预选着陆区。这次探索解开了古老月球背面的神秘面纱,这是世界上的第一张近距离月背影像图,该图通过“鹊桥”中继星传回了地球,嫦娥四号月球车也被命名为“玉兔二号”。
月球的诞生:同源说/碰撞说/分裂说
所谓“同源说”,指的是月球和地球其实都是弥漫星云物质,它们同属于太阳系,并且几乎在同一个太阳星云的区域,而后经过吸收和旋转形成了大小不同的天体。在这个吸收演化的过程之中,月球的响应相比地球更慢,地球就像是它的“哥哥”。但是,阿波罗飞船从月球带回的岩石样本并不支持这样的观点,两个星球的平均化学成分有很大的差别。同时,月球的岩石也比地球上的岩石古老很多。
关于月球的起源,“分裂说”是最早的月球起源假设。认为月球和地球本是一体,只是由于地球的转速原因,导致了一部分物质被抛出,正是这些物质形成了后来的月球,而太平洋就是那些遗留在地球上的大坑。但这个说法因为地球自转的实际速度而受到了一些人的反对。因为,地球和月球的物质成分并不一致(阿波罗12号飞船从月球带回了岩石样本),并且地球的自转速度也无法做到就如此大的东西直接抛出。
而“碰撞说”则认为:在太阳系的早期,该空间有大量的“星子”形成,它们组成了一个天体星子,它的质量达到了地球质量的0.4。这些星子因为相互碰撞等因素合并成了一个原始地球。这两个天体经过时间进行了各自的演化,它们也因为距离较近而跟容易相遇。
终于有一天,在偶然的机会下,小天体以五千米/秒的速度撞向了地球,这一次碰撞改变的不仅是地球本身的运动状态,同时,也使得地球的自转轴发生了倾斜。很多物质和尘埃此时飞离了地球,但因为没有完全脱离地球的引力控制,它们通过相互吸积又再次结合起来,而后形成了几乎熔融的月球、又或是一个环(逐步吸积形成部分熔融的大月球)。因为这个模型解释的很清晰,所以,这也是科学家普遍认可的一个月球形成版本。
月球的黑暗部分并不是整个远方
根据现有观测数据来看,目前月球围绕地球一圈(围绕自己的轴旋转一周)大约需要28天的时间。在地球上看到的月亮是同一面,从月球上看到的地球则一样静止在天空之中。通过月球近侧的研究,我们可以更好的看到它。虽然我们现在的有利位置并不能看到月球的远侧,但这并不等于我们可以将那一部分称为月球的黑暗面,这样简单粗暴的定义是不准确的。
如今,太空科学家们所做的都是为未来的人类任务做准备,这其中包括调查月球各方面的罗孚任务,希望通过寻找月球的资源,实现人类进入火星的长远规划。月球的极地陨石坑是研究人员们越来越深入的探索目的地。未见过日光的它们很深,并且永远不会让太阳照射到火山口的地表。不可否认,月球一定有自己的黑暗部分,但整个远方并不是其中之一。