《月球奧秘知多少》

【專家解說】：月球是離地球最近一個天體，相距有38.4萬千米。天文學(xué)家早已用望遠(yuǎn)鏡詳細(xì)地觀察了月球，對月球地形幾乎是了如指掌。月球上有山脈和平原，有累累坑穴和縱橫溝壑，但沒有水和空氣，晝夜之間溫差懸珠，一片死寂和荒涼。盡管巨型望遠(yuǎn)鏡能分辨出月球上50米左右的目標(biāo)，但仍不如實地考察那樣清楚。因此，人類派出使者最先探訪的地外天體仍選擇了月球。 美國最早于1958年8月18日發(fā)射月球探測器，但由于第一級火箭升空爆炸，半途夭折了。隨后又相繼發(fā)射3個先鋒號探測器，均告失敗。1959年1月2日，前蘇聯(lián)發(fā)射月球1號探測器，途中飛行順利，1月4日從距月球表面7500千米的地方通過，遺憾的是未能命中月球。這個探測器重361.3千克，上面裝有當(dāng)時最先進(jìn)的通信，探測設(shè)備。它在9個月后成為第一顆人造行星飛往太空深處。月球1號發(fā)射兩個月后的3月3日，美國發(fā)射的先鋒4號探測器，從距月面59000千米的地方飛過，也未擊中月球。 月球號探測器 從1958年至1976年，前蘇聯(lián)發(fā)射24個月球號探測器，其中18個完成探測月球的任務(wù)。1959年9月12日發(fā)射的月球2號，兩天后飛抵月球，在月球表面的澄海硬著陸，成為到達(dá)月球的第一位使者，首次實現(xiàn)了從地球到另一個天體的飛行。它載的科學(xué)儀器艙內(nèi)的無線電通信裝置，在撞擊月球后便停止了工作。同年10月4日月球3號探測器飛往月球，3天后環(huán)繞到月球背面，拍攝了第一張月球背面的照片，讓人們首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球軟著陸的探測器，是1966年1月31日發(fā)射的月球9號。它經(jīng)過79小時的長途飛行之后，在月球的風(fēng)暴洋附近著陸，用攝像機拍攝了月面照片。這個探測器重1583千克，在到達(dá)距月面75千米時，重100千克的著陸艙與探測器本體分離，靠裝在外面的自動充氣氣球緩慢著陸成功。1970年9月12日發(fā)射的月球16號，9月20日在月面豐富海軟著陸，第一次使用鉆頭采集了120克月巖樣口 ，裝入回收艙的密封容器里，于24日帶回地球。1970年11月10日，月球17號載著世界上第一輛自動月球車上天。17日在月面雨海著陸后，月球車1號下到月面進(jìn)行了10個半月的科學(xué)考察。這輛月球車重756千克，長2.2米，寬1.6米，裝有電視攝像機和核能源裝置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍攝了200幅月球全景照片和20000多張月面照片，直到1971年10月4日核能耗盡才停止工作。1973年1月8日發(fā)射月球21號，把月球車2號送上月面考察取得更多成果。最后一個月球24號探測器于1976年8月9日發(fā)射，8月18日在月面危海軟著陸，鉆采并帶回170克月巖樣品。至此，前蘇聯(lián)對月球的無人探測宣告完成，人們對月球的認(rèn)識更加豐富和完整了。 徘徊者，勘測者探測器 美國繼前蘇聯(lián)之后，先后發(fā)射了9個徘徊者號和7個勘測者號月球探測器。徘徊者探測器樣子像個大蜻蜓，長3米，兩翼太陽能電池板展開4.75米。探測儀器裝在前部，電視攝像機放在尾部?？睖y者探測器有3只腳，總重達(dá)1噸，裝有當(dāng)時最先進(jìn)的探測設(shè)備。最初5個徘徊者探測器均無建樹，直到1964年1月30日發(fā)射的徘徊者6號才在月面靜海地區(qū)著陸。但由于電視攝像機出現(xiàn)故障，沒有能夠拍回照片。同年7月28日徘徊者7號發(fā)射成功，在月面云海著陸，拍攝到4308張月面特寫照片。隨后1965年2月17日發(fā)射的徘徊者8號和3月24日發(fā)射的徘徊者9號，都在月球上著陸成功，并分別拍回7137張和5814張月面近景照片。1966年5月30日發(fā)射勘測者1號新型探測器，經(jīng)過64小時的飛行，在月面風(fēng)暴洋軟著陸，向地面發(fā)回11150張月面照片。到1968年1月1日發(fā)射的7個勘測者探測器中，有2個失敗，5個成功。后來，美國又發(fā)射了5個月球軌道環(huán)行器，為阿波羅載人登月選擇著陸地點提供探測數(shù)據(jù)。經(jīng)過這一系列的無人探測之后，月球的廬山真面目顯露出來了。 月球俗稱月亮，也稱太陰，是地球的唯一的天然衛(wèi)星，也是離地球最近的天體。 月球距離地球平均為384,401公里。這段距離約為地球赤道周長的10倍。月球軌道呈橢圓形，近地點平均距離為363300公里,遠(yuǎn)地點平均距離為405500公里。月球直徑為3476公里,約為地球直徑的3/11。月球表面面積大約是地球表面面積的1/14，比亞洲面積稍小。月球的體積只相當(dāng)于地球體積的1/49。月球質(zhì)量約等于地球質(zhì)量的1／81.3。月球物質(zhì)的平均密度為每立方厘米3.34克,只相當(dāng)于地球密度的3/5。月面上自由落體的重力加速度地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度約為每秒2.4公里,為地球上的逃逸速度的1/5左右。 月球在環(huán)繞地球作橢圓運動的同時，也伴隨地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，每年一周。月球不但處于地球引力作用下，同時也受到來自太陽引力的影響，所以具有十分復(fù)雜的軌道運動。月球本身不發(fā)光也不透明，但能反射太陽光。由于日、地、月三者的相對位置不斷變化，因此，地球上的觀測者所見到的月球被照這部分也在不斷變化，從而產(chǎn)生不同的視形狀。這叫月相。月相的變化是有規(guī)律的。月相變化的周期性，給人們提供了一種計量時間的尺度。陰歷或農(nóng)歷月就是以月相為基礎(chǔ)，星期也是由此演化而來。 自古以來人們就知道，月球總以相同的一面向著地球。這是由于月球自轉(zhuǎn)周期恰好和月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期相等造成的，而這兩個周期相同則是潮汐長期作用的結(jié)果。 月球赤道面同它的軌道面有6度41分的傾角。因為這一傾角的存在和月球繞轉(zhuǎn)速度的不均勻等原因，在月球運動過程中，地面上某一點的觀測者多少還能看出月面邊沿有前后的擺動。從地面觀測，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59％，其余41％則不能直接看到。 月球形狀也是南北極稍扁、赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區(qū)也不對稱，北極區(qū)隆起,南極區(qū)洼陷約400米。月球重心和幾何中心并不重合,重心偏向地球2公里。這一結(jié)論已為"阿波羅號"登月獲得的資料所證實。 月面上山嶺起伏，峰巒密布。此外，還有洋、海、灣、湖等各種特征名稱。其實，月面上并沒有水。只是早年觀測者憑借想象，借用地球上的名稱而已，最多不過有某些形態(tài)上的相似罷了。 月面上的最明顯的特征是環(huán)形山，通常指碗狀凹坑結(jié)構(gòu)。其中大的直徑可超過100公里,小的不過是些凹坑。直徑大于1公里的環(huán)形山總數(shù)3萬多個,占月球表面積的 7～10％。環(huán)形山大多以著名天文學(xué)家或其他學(xué)者的名字命名,月球背面有4座環(huán)形山，分別以中國古代天文學(xué)家石申、張衡、祖沖之、郭守敬命名。月面最大的幾個環(huán)形山是：南極附近的貝利環(huán)形山，直徑295公里；克拉維環(huán)形山，直徑233公里；牛頓環(huán)形山,直徑230公里。許多環(huán)形山的中心區(qū)有中央峰或中央峰群，高達(dá)2.5公里。 肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫“月?！?，它們是廣闊的平原。在月球正面，月海面積約占整個半球表面的一半。已知月海共22個（包括背面），其中最大的叫風(fēng)暴洋,面積約500萬平方公里。雨海面積約90萬平方公里。月面中央的靜海面積約26萬平方公里。此外，較大的還有澄海、豐富海、危海、云海等。月海大多具有圓形封閉的特點，四周是山脈。有些月海伸向陸地稱為灣，小的月海則稱為湖。 月陸是月面上高出月海的地區(qū)，一般高出2～3公里。月陸主要由淺色的斜長巖組成，其反照率較高。月球正面的月陸與月海面積大致相等，而背面則月陸面積大些。月陸形成的年代經(jīng)同位素年齡測定為46億年，比月海要早。月球上也存在一些山脈，大多以地球上的山名命名，如亞平寧山脈、高加索山脈、阿爾卑斯山脈等。最長的山脈長達(dá)1000公里,往往高出月海3～4公里。最高的山峰在月球南極附近,高達(dá)9000米，比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高。除山脈外，還有長達(dá)數(shù)百公里的峭壁，最長的是阿爾泰峭壁。 月面上有一些輻射紋， 典型的有第谷環(huán)形山和哥白尼環(huán)形山周圍的輻射紋。第谷環(huán)形山有輻射紋12條，從環(huán)形山周圍呈放射狀向外延伸，最長的達(dá)1800公里,滿月時看得最清楚。其成因尚無定論:有人說是火山爆發(fā)形成的；也有人認(rèn)為是隕石轟擊月面造成的。 長期天文觀測與登月的直接考察證實，月球周圍沒有明顯的磁場。月球磁場強度不及地球磁場的1/1000。月球上更沒有像地球和木星那樣的輻射帶。月球上不存在任何形態(tài)的水,完全沒有大氣,幾乎接近真空狀態(tài)。通過月球火箭探測查明：月球正面有稱為"重力瘤"或"質(zhì)量瘤"的重力異常區(qū)，達(dá)12處之多；月球表面大部分地區(qū)為一層厚度不等的月塵和巖屑所覆蓋。 月球沒有像地球大氣那樣的保護(hù)層，月面直接受到流星體的猛烈沖擊，因此在一定程度上會影響到月巖的化學(xué)成分、巖屑大小、玻璃含量以及再結(jié)晶的程度。月球早期廣泛發(fā)生火山爆發(fā)，噴出大量熔漿，從而形成月面上廣闊的熔巖平原。 月球本身并不發(fā)光，只反射太陽光。它的亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。它的平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -12.7等。它給大地的照度平均相當(dāng)于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，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，約為 6％。月面高地和環(huán)形山的反照率為17％，看上去山地比月海明亮。 由于月球上沒有大氣，再加上月面物質(zhì)的熱容量和導(dǎo)熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫