李愛軍

月球，俗稱月亮，古時又稱太陰、玄兔。月亮，我們每天都見，或圓或缺，或暗或明。月亮跟隨地球不知多少年了，在地球上還沒有人類之前，就在天天看著地球?？墒?，月亮從哪里來，月亮是什么樣子，沒有月亮地球又會如何呢……

月球到底是啥模樣

月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，是太陽系中第五大衛(wèi)星，是人類飛出地球、探測太空的首要目標(biāo)，也是被人們研究得最徹底的天體。月球可以為人類對地球進行各種各樣的檢測和科學(xué)研究提供依據(jù)，另外，月球資源、能源的開發(fā)和利用將為地球人類的可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。

月球與地球一樣有殼、幔、核等分層結(jié)構(gòu)。最外層的月殼平均厚度約60～65千米。月殼下面到1000千米深度是月幔，它占了月球大部分體積。月幔下面是月核，月核溫度約1000—1500攝氏度，很可能是熔融狀態(tài)的。月球表面無大氣，是超高真空狀態(tài)，10（-14）的大氣壓是實驗室不能達到的超真空度。沒有大氣必然產(chǎn)生兩個效果：第一，沒有聲音：第二，由于沒有熱的輻射和熱的傳導(dǎo)，月球朝向太陽的一面溫度高達127攝氏度，背面則是低到零下183攝氏度，環(huán)境十分惡劣。在月球上，太陽一出一落，大約相當(dāng)于地球上的14天，也就是說月球的一天是我們的一個月，白天半個月，晚上半個月。

因為月球的自轉(zhuǎn)是一個月轉(zhuǎn)一圈，而它繞著地球轉(zhuǎn)一圈也是一個月，這兩個球體的周期如此一致，致使人類永遠只能見到月球的同一面，而見不到另一面。

月球表面是什么樣子呢？月面上山嶺起伏，峰巒密布，沒有水，沒有火山活動，也沒有生命，是一個平靜的世界。科學(xué)家為月球命名的月海有22個，總面積500萬平方千米。從地球上看到的月球表面，較大的月海有10個，這些月海都為月球內(nèi)部噴發(fā)出來的大量熔巖所充填，形成了規(guī)模宏大的暗色熔巖平原。月球上的隕擊坑通常又稱為環(huán)形山，它是月面上最明顯的特征。環(huán)形山又稱碗狀凹坑結(jié)構(gòu)，其成因主要有兩個：一是隕星撞擊的結(jié)果.二是火山活動，大多數(shù)的環(huán)形山均屬于隕星的撞擊結(jié)果。月球上大型環(huán)形山多以古代和近代天文學(xué)者的名字命名，如哥白尼、開普勒、埃拉托塞尼、托勒密、第谷等。月球表面隕擊坑的直徑大的有近百千米，小的不過10厘米，有人做過統(tǒng)計，直徑大于1千米的環(huán)形山總數(shù)多達33000個。由于月球表面之上缺乏大氣圈和水圈，所以月球早期的熔巖噴發(fā)和隕星撞擊形成的月球表面形態(tài)特征能夠得到長期的保存。自1969年以來，宇航員已從月球表面取回數(shù)百千克的月巖樣品，經(jīng)過對這些月巖樣品的研究分析得出結(jié)論，這些月巖曾熔化過，月球表層物質(zhì)主要由巖漿巖組成。據(jù)科學(xué)家最新研究成果表明，月球的年齡至少已有44.7億年。

月球的起源之謎

那么月球是如何起源的呢？對月球的起源，科學(xué)家提出4種理論。有些科學(xué)家認為，月球是和地球一起于46億年以前，從一團宇宙塵埃中生成的。另一種理論認為月球是地球的“孩子”，也許是從太平洋地區(qū)“摳”出去的。然而“阿波羅”登月探險的結(jié)果表明，地球和月球的結(jié)構(gòu)成分差別很大，有一些科學(xué)家提出了另一種假說，即“俘獲說”。他們認為，月亮是偶然闖入地球引力場，而被鎖定在目前的軌道上。還有一種說法，認為月球是地球遭受碰撞后的產(chǎn)物。上述4種理論各有不同的依據(jù)，但仍存許多難以自圓自說的論點。正如羅賓·布列特博士所稱：“要解釋月球不存在，要比解釋月球存在更容易些?！?/p>

不管哪種起源假設(shè)，月球的誕生，無疑為地球增加了很多的新事物。下面來看看月球的作用吧。

1.月球繞地球公轉(zhuǎn)的同時，特殊引力吸引著地球上的水，同其共同運動，形成了潮汐。潮汐為地球早期水生生物走向陸地幫了很大的忙。

2.地球形成早期，晝夜溫差較大，溫度在水的沸點與凝點之間。受月球特殊影響，有了寶貴的四季，減小了溫度差，從而適宜人類居住和生物繁衍。

月球的作用當(dāng)然不止這些，有同學(xué)壞壞地想，假如沒有月球會發(fā)生什么？

假如沒有月球，甲殼生物會統(tǒng)治地球。地球的自轉(zhuǎn)速度將會是現(xiàn)在的3倍，地球上的白天將只有8小時。由于地球轉(zhuǎn)速過快，地球上將產(chǎn)生東西方向的強大風(fēng)暴，動物則需變得更強壯，最好身體形狀符合空氣動力學(xué)、身上長著天然甲殼……你怕不怕？

假如沒有月球，小行星將常常撞擊地球。根據(jù)月球正面與背面外觀令人驚詫的差異，天文學(xué)家推論：正是由于月球的存在，地球才躲過了許多次天外流星撞擊的浩劫。別看月球月色輕柔美麗，而現(xiàn)實中的月球就像一個奮不顧身的忠實衛(wèi)士，抵擋天外不速之客的來襲……你說月球重要不？

月球蘊藏許多寶物

月殼由多種主要元素組成，包括鈾、釷、鉀、氧、硅、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁及氫。月球礦藏豐富，稀有金屬儲藏量比地球多。月球巖石主要有三種類型，第一種是含鐵、鈦的月海玄武巖：第二種是斜長巖，富含鉀、稀土和磷等，主要分布在月球高地：第三種主要是由0.1毫米～1毫米的巖屑顆粒組成的角礫巖。月球巖石中含地球中全部元素和60種左右的礦物，其中6種礦物是地球沒有的。以鐵為例，僅月面表層5厘米厚的沙土就含上億噸鐵，而月球表面平均有10米厚的沙土。月球表層的鐵不僅異常豐富，且便于開采和冶煉。此外，科學(xué)家已研究出利用月球土壤和巖石制造水泥和玻璃的辦法。

月球土壤中還含有豐富的氦-3，利用氘和氦-3進行的氦聚變可作為核電站的能源，這種聚變安全、高效、清潔無污染，是容易控制的核聚變，不僅可用于地面核電站，還特別適合宇宙航行。氦-3是一種重要燃料，建一個500兆瓦的氘一氦-3核聚變發(fā)電站，每年僅消耗50千克氦-3。而月球土壤中的氦-3含量達500萬噸，可以滿足人類1萬年以上的供電需求。

人類的探月歷史

人類對月球的探索，首先從舉頭望明月時的翩翩浮想開始。不但中國有許多關(guān)于月亮的美妙傳說，西方人也同樣對夜空中的這個“銀盤”充滿了想象。許多早期的火箭和航天專家，都是帶著豐富的想象力和嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，開始最初的月球探索的。人類第一個系統(tǒng)觀測月球的是意大利天文學(xué)家伽利略。1609年，伽利略用一架直徑不到3厘米的自制望遠鏡，瞄準(zhǔn)了月球。盡管非常不清晰，伽利略仍然發(fā)現(xiàn)，月球并不像當(dāng)時的天文家宣稱的那樣光滑，而是一個凹凸不平的球體。伽利略的研究不僅顛覆了很多人類已知的“成果”，也顛覆了一些宗教的教義，他的研究不但沒有得到承認，反而遭到了當(dāng)時主流學(xué)者的反對。在漫長的歲月中，人類零距離觸摸月球的腳步，緩慢而艱難。

月球?qū)θ祟惖恼T惑實在太大了。從1958年美國和蘇聯(lián)啟動探月計劃開始，許多世界發(fā)達國家和航天大國都先后開展了多種類型的深空探測。1959年，蘇聯(lián)無人登月器“月球”2號成為首個到達月球的人造物體。5年后，美國“徘徊者”7號月球探測器成功硬著陸月球。1969年7月20日，人類迎來航天史上的重要一刻，美國宇航員阿姆斯特朗和同伴奧爾德林，成功登月，并留下了人類在外太空的第一個腳印。從1969年開始的3年中，共有12名美國宇航員登上月球。

在那個年代，美國和蘇聯(lián)都在這場狂熱的登月競賽中，投入了天文數(shù)字的資金和設(shè)備。當(dāng)狂熱開始降溫以后，隨即而來的，是長達20多年的沉寂。

直到1994年，美國國家航空航天局再次發(fā)射了“克萊門汀”號環(huán)月探測器，提出于2020年前派人重新登月。隨即，歐洲空間局、日本及印度在探月方面也表現(xiàn)出不甘人后。日本的宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)甚至已著手計劃有人的月球基地建設(shè)。印度則會先發(fā)射無人繞月探測器“Chandrayan”。歐洲空間局希望在月球上建立一個“諾亞方舟”，將地球物種的基因存儲起來，當(dāng)?shù)厍蛟庥龊藨?zhàn)爭或小行星撞擊時，人類的生命可以得到延續(xù)。歐洲空間局將在2020年前分四個階段進行月球探測，計劃2025年完成永久性月球基地建設(shè)。至此，這場有關(guān)月球的太空競賽重燃戰(zhàn)火。

重返月球，我國不能袖手旁觀

月球有這么多可供人類開發(fā)和利用的各種獨特資源，難怪重返月球、開發(fā)月球資源、建立月球基地已成為航天大國爭奪戰(zhàn)略資源的競爭焦點。開展月球探測工作是我國邁出深空探測第一步的重大舉措，實現(xiàn)自主月球探測是我國深空探測零的突破。2004年，我國正式開展月球探測工程，并命名為“嫦娥工程”。嫦娥工程分為“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個階段。

其實我國航天科技工作者早在1994年就進行了探月活動必要性和可行性研究，經(jīng)過10年醞釀，最終確定中國“嫦娥工程”分為“繞”“落”“回”三個階段。目前，第一步已經(jīng)完成，第二步是“落”，嫦娥三號帶著玉兔車已成功實現(xiàn)。第三步是“回”。

2007年10月，我國“嫦娥一號”月球探測器成功發(fā)射并圓滿完成預(yù)定探測任務(wù)，于2009年3月受控撞月。

2010年10月，我國發(fā)射“嫦娥二號”月球探測器，為“嫦娥三號”驗證了部分關(guān)鍵技術(shù)并詳細勘察了落月區(qū)域，獲得了世界首幅7米分辨率全月圖，成功環(huán)繞探測日地拉格朗日L2點、飛越探測圖塔蒂斯小行星，目前“嫦娥二號”月球探測器狀態(tài)良好，正繼續(xù)向更遠的深空飛行。

2013年12月，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭，成功將“嫦娥三號”探測器發(fā)射升空，首次實現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察，為我國探月工程開啟新的征程。

2014年10月，我國自行研制的探月工程三期再入返回飛行試驗器，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運載火箭發(fā)射升空，準(zhǔn)確進入地月轉(zhuǎn)移軌道。11月1日，再入返回飛行試驗返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸，中國探月工程三期再入返回飛行試驗獲得圓滿成功。

預(yù)計在2017年我國月球探測工程將實現(xiàn)月球采樣與返回，對登陸地點附近區(qū)域的月球表面資料進行更詳細的收集，從而為下一步載人登月奠定基礎(chǔ)。

月球身上的五大謎團

月球離地球約38萬千米，太陽離地球平均距離約1.5億千米，兩兩相除，太陽到地球的距離約為月球到地球的395倍遠；太陽直徑約138萬千米，月球直徑約3 400多千米，兩兩相除，太陽直徑約為月球的395倍大。395倍，多么巧合的數(shù)字，月球、地球、太陽之間詭異的數(shù)字關(guān)系，告訴我們什么信息呢？大家想想看，太陽直徑是月球的395倍，但太陽離地球的距離是月球到地球距離的395倍，由于距離抵消了大小，使這兩個天體在地球上看起來，它們的圓面變得一樣大！這個現(xiàn)象是自然界產(chǎn)生的，還是人為的？宇宙中怎么會有如此巧合的數(shù)字？月球帶給人類的詭異疑團遠不止這些，下面給同學(xué)們分享幾個月球未解謎團。

月球不銹鐵之謎

月面巖石樣中含有純鐵顆粒，科學(xué)家認為它們不是來自隕星，并發(fā)現(xiàn)了一個更奇怪的現(xiàn)象：這些純鐵顆粒在地球上放了7年還不生銹。在科學(xué)世界里，不生銹的純鐵是聞所未聞的。

月球放射性之謎

月亮中厚度為8英里（1英里=1609.3米）的表層具有放射性，這也是個驚人現(xiàn)象。當(dāng)“阿波羅”15號的宇航員們使用溫度計時，他們發(fā)現(xiàn)讀數(shù)高得出奇，這表明，亞平寧平原附近的熱流的確溫度很高?？茖W(xué)家驚呼：上帝啊，這片土地馬上要熔化了！月球的核心一定更熱。然而，令人不解的是，月心濕度并不高。這些熱量是從月球表面大量放射性物質(zhì)發(fā)出的，可這些放射性物質(zhì)（鈾、鉈和钚）是從哪里來的？假如它們來自月心，那么它們怎么會來到月球表面？

月球水汽之謎

最初幾次月球探險表明，月球是個干燥的天體。有科學(xué)家曾斷言，它比戈壁大沙漠干燥100萬倍。阿波羅計劃的最初幾次都未在月球表面發(fā)現(xiàn)任何水的蹤跡。可“阿波羅”15號卻探測到月球表面有一處面積達100平方英里的水汽團?？茖W(xué)家們紅著臉爭辯說，這是美國宇航員廢棄在月亮上的兩個小水箱漏水造成的?？墒沁@么小的水箱怎能產(chǎn)生如此一大片水汽？當(dāng)然這也不會是宇航員的尿液，它直接噴射到月球的天空中了?？磥磉@些水汽來自月球內(nèi)部。

月球磁場之謎

早先探測和研究表明月球幾乎沒有磁場，可是對月球巖石的分析卻證明它有過強大的磁場。科學(xué)家加斯特稱：“這里的巖石有非常奇特的磁性……完全出乎我們意料。”如果月球曾有過磁場，那它就應(yīng)有個鐵質(zhì)的核心，可是可靠證據(jù)顯示，月球不可能有這樣一個核心：而且月亮也不可能從別的天體（諸如地球）獲得磁場，因為假如真是那樣的話，它就必須離地球很近，這時它會被地球引力撕得粉碎。

月球內(nèi)部神秘的物質(zhì)聚集點之謎

1968年，圍繞月球飛行的探測器首次顯示，月球表層下存在物質(zhì)聚集結(jié)構(gòu)。當(dāng)宇宙飛船飛越這些結(jié)構(gòu)上空時，由于它們的巨大引力，飛船的飛行會稍稍低于規(guī)定軌道，而當(dāng)飛船離開這些結(jié)構(gòu)上空時，它又會稍稍加速，這清楚地表明物質(zhì)聚焦結(jié)構(gòu)的存在，以及它們巨大的質(zhì)量?？茖W(xué)家認為，這些結(jié)構(gòu)就像一只牛眼，由重元素構(gòu)成，隱藏在月球表面海的下面。正如一位科學(xué)家所稱：看來誰也不知道該如何來對付它們。

除上面這些，月球還曾發(fā)生過不少無解現(xiàn)象，讓我們快速瀏覽一下。1671年，科學(xué)家卡西尼發(fā)現(xiàn)月球出現(xiàn)一片云。1786年4月，現(xiàn)代天文學(xué)之父威廉赫塞爾發(fā)現(xiàn)月球表面有火山爆發(fā)，但有科學(xué)家認為月球在過去30億年來已沒有火山活動，那這些“火山”是什么？1843年曾繪制數(shù)百張月球地圖的德國天文學(xué)家約翰史谷脫發(fā)現(xiàn)，原來約有10千米寬的利尼坑正逐漸變小，如今，利尼坑只是一個小點，周圍全是白色沉積物，科學(xué)家不知原因為何？1882年4月24日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球表面“亞里斯多德區(qū)”出現(xiàn)不明移動物體。1945年10月19日，月面“達爾文墻”出現(xiàn)三個明亮光點。1954年7月6日，美國明尼蘇達州天文臺臺長和其助手，觀察到皮克洛米尼坑里面出現(xiàn)一道黑線，過不久就消失了。1956年9月29日，日本豐田博士觀察到數(shù)個黑色物體，似乎排成DYAX和JWA字形。1966年2月4日，蘇聯(lián)“月球9號”月球探測器登陸“雨?！焙?，拍到兩排塔狀結(jié)構(gòu)物，距離相等，依凡桑德生博士說：“它們能形成很強的日光反射，很像跑道旁的記號?！睆钠潢幱伴L度估計，大約有15層樓高。他說：“附近沒有任何高地能使這些巖石滾落到現(xiàn)在位置，并且成幾何形式排列?！?/p>

越說越離奇，所有這些謎底都還有待人類進一步加以研究探索。同學(xué)們，你們還發(fā)現(xiàn)月球有哪些奇怪的現(xiàn)象，快寫信來與大家分享吧！

閱讀延伸小作業(yè)

月球是距地球最近的天體，意大利天文學(xué)家伽利略最早用望遠鏡觀察月球，他看到月球上有群山，有密如麻點般的坑洞——環(huán)形山。

留個閱讀后的小作業(yè)吧，就要到中秋節(jié)了，各地的同學(xué)們都來寫一寫、畫一畫或照一照你們那里的月亮吧，我們來和科學(xué)家比一比，看看我們眼中的月球會不會有更精彩的樣子！

月球小檔案

姓名：月球，俗稱月亮

年齡：約45億歲

質(zhì)量：約7 350億億噸，約為地球質(zhì)量的1/81

赤道直徑：3 476.4千米，約為地球直徑的1/4

兩極直徑：3 472千米

密度：3.34克/立方厘米

月地平均距離：384 401千米

表面積：約為3 800平方千米，只有地球表面積的1/14

溫度：約127℃到-183℃

重力加速度：1.62米/秒2，約為地球表面的1/6

平均軌道速度：1千米/秒

體積：2.199xl 010立方千米，相當(dāng)于地球體積的1/49

大氣壓：1.3xl0-10千帕

逃逸速度：2.38千米/秒f需要使火箭剛剛好逃脫星球的引力時的速度叫“逃逸速度”）

自轉(zhuǎn)周期：27.32天

扁率：0.001 2f指圓球形天體因為自轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致球體變扃的程度）

自轉(zhuǎn)速度：16.655米/秒

反照率：0.12f行星或衛(wèi)星反射光能力的標(biāo)示值，定義為所反射的光和入射光的比值）

滿月時目視星等：-12.74（在我們第4期的刊物里已經(jīng)給同學(xué)們介紹了天文學(xué)家用“目視星等”來區(qū)分星星的明亮程度。肉眼剛能看到的定為6等星，比6等星亮一些的為5等星，依此類推，亮星為1等星，更亮的為0等星甚至是負等星。）