月球真相:關(guān)于月球的起源和歷史探索

月亮是黑夜中最容易找到的天體——當(dāng)它在那里的時(shí)候。地球上唯一的天然衛(wèi)星一直在我們頭頂盤旋，明亮而圓。幾千年來，月亮的圓缺頻率一直在指引著人類——例如，日歷上的月份大致相當(dāng)于從一個(gè)滿月到下一個(gè)滿月的時(shí)間。

月相和月球軌道對很多人來說都是謎。例如，月亮總是給我們看同一張臉。這是因?yàn)闊o論是繞地軸旋轉(zhuǎn)還是繞地球公轉(zhuǎn)，都需要27.3天。我們可以看到滿月、半月或沒有月亮(新月)，因?yàn)樵铝练瓷潢柟?。我們能看到多少它的相貌，取決于月球相對于地球和太陽的位置。

雖然月球是地球的衛(wèi)星，但它的直徑約為2159英里(3475公里)，冥王星要大。月球的大小略大于地球的四分之一(27%)，但卻比任何其他行星及其衛(wèi)星都要小得多(1:4)。這意味著月球?qū)Φ厍蛴泻艽蟮挠绊?，很可能是它使地球上的生命成為可能?/p>

月球是如何形成的?關(guān)于月球是如何形成的，有各種各樣的理論，但最近的證據(jù)表明，月球是在一次巨大的碰撞中撕裂了一大塊地球后形成的。

對月球形成的主要解釋是，一次巨大的撞擊把月球從原始的熔融地球上撞落到了軌道上?？茖W(xué)家們表示，撞擊者的質(zhì)量大約是地球的10%，和火星差不多大。由于地球和月球的成分如此相似，研究人員得出結(jié)論，這次撞擊一定發(fā)生在太陽系形成后約9500萬年，大約3200萬年。(太陽系大約有46億年的歷史。)2015年的新研究進(jìn)一步支持了這一理論，基于對早期太陽系行星軌道的模擬，以及新發(fā)現(xiàn)的地球和月球上檢測到的鎢182元素差異不大。

盡管大撞擊理論主導(dǎo)了科學(xué)界的討論，但對于月球的形成還有其他一些觀點(diǎn)。根據(jù)最近的一項(xiàng)理論，其中包括地球俘獲了月球，月球從地球分裂出來，或者地球甚至從金星偷走了月球。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)月球很可能有一個(gè)非常小的核心，只有月球質(zhì)量的1%到2%，大約420英里(680公里)寬。它可能主要由鐵組成，但也可能含有大量的硫和其他元素。

它的巖石地幔厚約825英里(1330公里)，由富含鐵和鎂的致密巖石組成。地幔中的巖漿在過去曾經(jīng)到達(dá)地表，并在超過10億年的時(shí)間里火山噴發(fā)——從至少40億年前到不到30億年前。

頂部的地殼平均深度約為42英里(70公里)。地殼的最外層由于受到了巨大的沖擊而支離破碎，形成了一個(gè)破碎帶，在約6英里(9.6公里)深的地方還有完整的物質(zhì)。

表面成分和四顆內(nèi)行星一樣，月球也是巖石構(gòu)成的。它布滿了由數(shù)百萬年前小行星撞擊形成的隕石坑。因?yàn)闆]有天氣系統(tǒng)，隕石坑沒有被侵蝕。

按重量計(jì)算，月球表面的平均成分約為43%的氧氣、20%的硅、19%的鎂、10%的鐵、3%的鈣、3%的鋁、0.42%的鉻、0.18%的鈦和0.12%的錳。

軌道飛行器在月球表面發(fā)現(xiàn)了可能源自地下深處的水的痕跡。他們還發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)坑，這些坑可以為以后長期留在月球上的宇航員提供住所。

月球勘測軌道飛行器(LRO)正在進(jìn)行的觀測顯示，月球南極斜坡上的水量更為豐富，盡管科學(xué)家們警告說，那里的水量堪比地球極度干旱的沙漠。與此同時(shí)，2017年的一項(xiàng)研究表明，月球內(nèi)部可能也富含水。

月球大氣月球的大氣層非常稀薄，所以一層塵?！蛘咭粋€(gè)腳印——可以在幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)完全不變化地存在著。如果沒有大氣層，熱量就不能在地表附近儲存，所以溫度變化很大。月球陽面白天的溫度達(dá)到273華氏度(134攝氏度);在黑暗的一面，它會冷到零下243華氏度(零下153攝氏度)。

地球軌道/關(guān)系

月球的引力對地球產(chǎn)生引力，導(dǎo)致海平面可預(yù)測的漲落，即潮汐。潮汐在小得多的程度上也發(fā)生在湖泊、大氣和地殼內(nèi)部。

漲潮是指水向上凸起，低潮是指水下降。由于重力作用，漲潮發(fā)生在地球離月球最近的一側(cè)，由于水的慣性作用，漲潮也發(fā)生在離月球最遠(yuǎn)的一側(cè)。低潮發(fā)生在這兩個(gè)峰之間。

月球的引力也減緩了地球的自轉(zhuǎn)速度，這種效應(yīng)被稱為潮汐制動(dòng)，它使我們的一天每世紀(jì)延長2.3毫秒。地球失去的能量被月球吸收，增加了它與地球的距離，這意味著月球每年離地球更遠(yuǎn)1.5英寸(3.8厘米)。

月球的引力可能是使地球成為宜居星球的關(guān)鍵，因?yàn)樗鼫p緩了地球軸向傾斜的擺動(dòng)程度，從而在數(shù)十億年的時(shí)間里形成了相對穩(wěn)定的氣候，使生命得以繁衍生息。

月球當(dāng)然也不能毫發(fā)無損地逃脫這種相互作用。一項(xiàng)新的研究表明，地球引力使月球在其生命早期形成了奇怪的形狀。

探索與古代研究

一些古人認(rèn)為月亮是一碗火，而另一些人認(rèn)為它是一面反映地球陸地和海洋的鏡子，但古希臘哲學(xué)家知道月亮是一個(gè)球體，它的月光反射陽光，環(huán)繞地球運(yùn)行。希臘人還認(rèn)為月球上黑暗的區(qū)域是海洋，而明亮的區(qū)域是陸地，這影響了這些地方現(xiàn)在的名字——“maria”和“terrae”，這兩個(gè)詞在拉丁語中分別代表海洋和陸地。

開創(chuàng)性的天文學(xué)家伽利略是第一個(gè)使用望遠(yuǎn)鏡對月球進(jìn)行科學(xué)觀察的人，他在1609年描述了一個(gè)粗糙的多山的表面，這與他那個(gè)時(shí)代人們普遍認(rèn)為的月球是光滑的截然不同。

1959年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一艘宇宙飛船登陸月球表面，并發(fā)回了月球背面的第一批照片。這促使蘇聯(lián)和美國都進(jìn)行了一系列無人探月任務(wù)。這些最初的探測中有許多是失敗的，或者只是部分成功。然而，隨著時(shí)間的推移，這些早期的探測器傳回了關(guān)于月球表面和地質(zhì)歷史的信息。美國發(fā)起了一系列先驅(qū)者、突擊隊(duì)員和測量員的任務(wù)，而蘇聯(lián)則以“盧娜”和“贊德”的名義派出了探測器。月球2號是1959年第一個(gè)登陸月球的航天器。第一次軟著陸是在1966年，由月球9號完成的。

20世紀(jì)60年代和70年代，美國將宇航員送上月球軌道和表面。第一次登月任務(wù)是在1968年，當(dāng)時(shí)阿波羅8號宇航員環(huán)繞月球飛行。1969年，阿波羅11號將第一批宇航員送上月球，這無疑是美國宇航局最著名的成就之一，隨后又成功地執(zhí)行了五次任務(wù)(其中一次是阿波羅13號，沒有登月)。他們的努力得到了842磅的回報(bào)。(382公斤)的巖石和土壤對地球的研究。它仍然是人類造訪過的唯一一顆地外天體?？茖W(xué)家們繼續(xù)研究這些巖石，并隨著技術(shù)的進(jìn)步取得了新的發(fā)現(xiàn)。例如，2013年，在阿波羅15號、16號和17號的樣本中發(fā)現(xiàn)了水——這是一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橹暗姆治鲲@示這些巖石非常干燥。

雖然載人登月任務(wù)于1972年結(jié)束，但機(jī)器人探索仍在繼續(xù)。在20世紀(jì)60年代和70年代，即使阿波羅號的宇航員在月球著陸，蘇聯(lián)仍然積極參與機(jī)器人探月。1970年9月，第一次月球樣本返回任務(wù)是與“月球16號”一起進(jìn)行的，此前其他任務(wù)多次嘗試失敗。僅僅兩個(gè)月后，蘇聯(lián)也部署了第一艘月球車，名為Lunokhod 1。1973年投入使用的Lunokhod 2號創(chuàng)下了40多年來的越野駕駛紀(jì)錄，直到2014年，歷時(shí)數(shù)年的“機(jī)遇號”火星探測器在駕駛數(shù)年后超越了這一紀(jì)錄。

經(jīng)過十多年的間歇期，美國的月球探測工作在上世紀(jì)90年代隨著克萊門汀號和月球探勘者號的機(jī)器人任務(wù)而重新開始。兩項(xiàng)任務(wù)都表明月球兩極可能存在水，暗示LRO和月球隕坑觀測與傳感衛(wèi)星(LCROSS)的聯(lián)合發(fā)射在2009年幫助證明了這一點(diǎn)。同樣在20世紀(jì)90年代，其他太空計(jì)劃已經(jīng)發(fā)展到足以讓新國家自己開始探索月球。日本第一次成功的任務(wù)，Hiten或MUSES-A，發(fā)生在1990年。

歐洲航天局在2003年發(fā)射了它的第一個(gè)任務(wù)，智能1號，中國的嫦娥1號在2007年緊隨其后。印度在2008年發(fā)射了“月船一號”，但控制人員在2009年與該航天器失去了聯(lián)系。2013年，中國通過在地球衛(wèi)星上著陸機(jī)器人漫游者創(chuàng)造了歷史。

2011年，LRO發(fā)回了有史以來最好的月球地圖。月球表面的高分辨率圖像不僅提供了有關(guān)水和地質(zhì)的信息，還提供了各種航天器和火箭部件著陸和墜毀地點(diǎn)的圖片。2017年，美國宇航局的一項(xiàng)雷達(dá)技術(shù)被用于地球射電望遠(yuǎn)鏡，也發(fā)現(xiàn)了印度的“月船一號”宇宙飛船。

美國宇航局最近的其他任務(wù)包括重力恢復(fù)和內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室(GRAIL)，它檢查了月球的重力場，以及月球大氣和塵埃環(huán)境探測器(LADEE)。

國家并不是探索月球的唯一實(shí)體。2014年，首個(gè)私人月球探測項(xiàng)目啟動(dòng)。私人探索可能是開采月球過程的第一步，盡管所有權(quán)和合法性仍存在爭議。

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