“月”是神秘 “月”要探尋

李?lèi)?ài)軍

月球，俗稱(chēng)月亮，古時(shí)又稱(chēng)太陰、玄兔。月亮，我們每天都見(jiàn)，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(méi)有人類(lèi)之前，就在天天看著地球?？墒?，月亮從哪里來(lái)，月亮是什么樣子，沒(méi)有月亮地球又會(huì)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(yáng)系中第五大衛(wèi)星，是人類(lèi)飛出地球、探測(cè)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(lèi)對(duì)地球進(jìn)行各種各樣的檢測(cè)和科學(xué)研究提供依據(jù)，另外，月球資源、能源的開(kāi)發(fā)和利用將為地球人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

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(wú)大氣，是超高真空狀態(tài)，10（-14）的大氣壓是實(shí)驗(yàn)室不能達(dá)到的超真空度。沒(méi)有大氣必然產(chǎn)生兩個(gè)效果：第一，沒(méi)有聲音：第二，由于沒(méi)有熱的輻射和熱的傳導(dǎo)，月球朝向太陽(yáng)的一面溫度高達(dá)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(yáng)一出一落，大約相當(dāng)于地球上的14天，也就是說(shuō)月球的一天是我們的一個(gè)月，白天半個(gè)月，晚上半個(gè)月。

因?yàn)樵虑虻淖赞D(zhuǎn)是一個(gè)月轉(zhuǎn)一圈，而它繞著地球轉(zhuǎn)一圈也是一個(gè)月，這兩個(gè)球體的周期如此一致，致使人類(lèi)永遠(yuǎn)只能見(jiàn)到月球的同一面，而見(jiàn)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(méi)有水，沒(méi)有火山活動(dòng)，也沒(méi)有生命，是一個(gè)平靜的世界?？茖W(xué)家為月球命名的月海有22個(gè)，總面積500萬(wàn)平方千米。從地球上看到的月球表面，較大的月海有10個(gè)，這些月海都為月球內(nèi)部噴發(fā)出來(lái)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(chēng)為環(huán)形山，它是月面上最明顯的特征。環(huán)形山又稱(chēng)碗狀凹坑結(jié)構(gòu)，其成因主要有兩個(gè)：一是隕星撞擊的結(jié)果.二是火山活動(dòng)，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(kāi)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(guò)10厘米，有人做過(guò)統(tǒng)計(jì)，直徑大于1千米的環(huán)形山總數(shù)多達(dá)33000個(gè)。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(zhǎng)期的保存。自1969年以來(lái)，宇航員已從月球表面取回?cái)?shù)百千克的月巖樣品，經(jīng)過(guò)對(duì)這些月巖樣品的研究分析得出結(jié)論，這些月巖曾熔化過(guò)，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(duì)月球的起源，科學(xué)家提出4種理論。有些科學(xué)家認(rèn)為，月球是和地球一起于46億年以前，從一團(tuán)宇宙塵埃中生成的。另一種理論認(rèn)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(xiǎn)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(shuō)，即“俘獲說(shuō)”。他們認(rèn)為，月亮是偶然闖入地球引力場(chǎng)，而被鎖定在目前的軌道上。還有一種說(shuō)法，認(rèn)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(shuō)的論點(diǎn)。正如羅賓·布列特博士所稱(chēng)：“要解釋月球不存在，要比解釋月球存在更容易些。”

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

1.月球繞地球公轉(zhuǎn)的同時(shí)，特殊引力吸引著地球上的水，同其共同運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)與凝點(diǎn)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(lèi)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(méi)有月球會(huì)發(fā)生什么？

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

假如沒(méi)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(guò)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(shí)中的月球就像一個(gè)奮不顧身的忠實(shí)衛(wèi)士，抵擋天外不速之客的來(lái)襲……你說(shuō)月球重要不？

月球蘊(yùn)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(chǔ)藏量比地球多。月球巖石主要有三種類(lèi)型，第一種是含鐵、鈦的月海玄武巖：第二種是斜長(zhǎng)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(méi)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(kāi)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(jìn)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(wú)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(gè)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(dá)500萬(wàn)噸，可以滿足人類(lèi)1萬(wàn)年以上的供電需求。

人類(lèi)的探月歷史

人類(lèi)對(duì)月球的探索，首先從舉頭望明月時(shí)的翩翩浮想開(kāi)始。不但中國(guó)有許多關(guān)于月亮的美妙傳說(shuō)，西方人也同樣對(duì)夜空中的這個(gè)“銀盤(pán)”充滿了想象。許多早期的火箭和航天專(zhuān)家，都是帶著豐富的想象力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，開(kāi)始最初的月球探索的。人類(lèi)第一個(gè)系統(tǒng)觀測(cè)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(yuǎn)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(shí)的天文家宣稱(chēng)的那樣光滑，而是一個(gè)凹凸不平的球體。伽利略的研究不僅顛覆了很多人類(lèi)已知的“成果”，也顛覆了一些宗教的教義，他的研究不但沒(méi)有得到承認(rèn)，反而遭到了當(dāng)時(shí)主流學(xué)者的反對(duì)。在漫長(zhǎng)的歲月中，人類(lèi)零距離觸摸月球的腳步，緩慢而艱難。

月球?qū)θ祟?lèi)的誘惑實(shí)在太大了。從1958年美國(guó)和蘇聯(lián)啟動(dòng)探月計(jì)劃開(kāi)始，許多世界發(fā)達(dá)國(guó)家和航天大國(guó)都先后開(kāi)展了多種類(lèi)型的深空探測(cè)。1959年，蘇聯(lián)無(wú)人登月器“月球”2號(hào)成為首個(gè)到達(dá)月球的人造物體。5年后，美國(guó)“徘徊者”7號(hào)月球探測(cè)器成功硬著陸月球。1969年7月20日，人類(lèi)迎來(lái)航天史上的重要一刻，美國(guó)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(lèi)在外太空的第一個(gè)腳印。從1969年開(kāi)始的3年中，共有12名美國(guó)宇航員登上月球。

在那個(gè)年代，美國(guó)和蘇聯(lián)都在這場(chǎng)狂熱的登月競(jìng)賽中，投入了天文數(shù)字的資金和設(shè)備。當(dāng)狂熱開(kāi)始降溫以后，隨即而來(lái)的，是長(zhǎng)達(dá)20多年的沉寂。

直到1994年，美國(guó)國(guó)家航空航天局再次發(fā)射了“克萊門(mén)汀”號(hào)環(huán)月探測(cè)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(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)甚至已著手計(jì)劃有人的月球基地建設(shè)。印度則會(huì)先發(fā)射無(wú)人繞月探測(cè)器“Chandrayan”。歐洲空間局希望在月球上建立一個(gè)“諾亞方舟”，將地球物種的基因存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)?shù)厍蛟庥龊藨?zhàn)爭(zhēng)或小行星撞擊時(shí)，人類(lèi)的生命可以得到延續(xù)。歐洲空間局將在2020年前分四個(gè)階段進(jìn)行月球探測(cè)，計(jì)劃2025年完成永久性月球基地建設(shè)。至此，這場(chǎng)有關(guān)月球的太空競(jìng)賽重燃戰(zhàn)火。

重返月球，我國(guó)不能袖手旁觀

月球有這么多可供人類(lèi)開(kāi)發(fā)和利用的各種獨(dú)特資源，難怪重返月球、開(kāi)發(fā)月球資源、建立月球基地已成為航天大國(guó)爭(zhēng)奪戰(zhàn)略資源的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。開(kāi)展月球探測(cè)工作是我國(guó)邁出深空探測(cè)第一步的重大舉措，實(shí)現(xiàn)自主月球探測(cè)是我國(guó)深空探測(cè)零的突破。2004年，我國(guó)正式開(kāi)展月球探測(cè)工程，并命名為“嫦娥工程”。嫦娥工程分為“無(wú)人月球探測(cè)”“載人登月”和“建立月球基地”三個(gè)階段。

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

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

2010年10月，我國(guó)發(fā)射“嫦娥二號(hào)”月球探測(cè)器，為“嫦娥三號(hào)”驗(yàn)證了部分關(guān)鍵技術(shù)并詳細(xì)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(cè)日地拉格朗日L2點(diǎn)、飛越探測(cè)圖塔蒂斯小行星，目前“嫦娥二號(hào)”月球探測(cè)器狀態(tài)良好，正繼續(xù)向更遠(yuǎn)的深空飛行。

2013年12月，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭，成功將“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察，為我國(guó)探月工程開(kāi)啟新的征程。

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

預(yù)計(jì)在2017年我國(guó)月球探測(cè)工程將實(shí)現(xiàn)月球采樣與返回，對(duì)登陸地點(diǎn)附近區(qū)域的月球表面資料進(jìn)行更詳細(xì)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(tuán)

月球離地球約38萬(wàn)千米，太陽(yáng)離地球平均距離約1.5億千米，兩兩相除，太陽(yáng)到地球的距離約為月球到地球的395倍遠(yuǎn)；太陽(yáng)直徑約138萬(wàn)千米，月球直徑約3 400多千米，兩兩相除，太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)直徑是月球的395倍，但太陽(yáng)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(gè)天體在地球上看起來(lái)，它們的圓面變得一樣大！這個(gè)現(xiàn)象是自然界產(chǎn)生的，還是人為的？宇宙中怎么會(huì)有如此巧合的數(shù)字？月球帶給人類(lèi)的詭異疑團(tuán)遠(yuǎn)不止這些，下面給同學(xué)們分享幾個(gè)月球未解謎團(tuán)。

月球不銹鐵之謎

月面巖石樣中含有純鐵顆粒，科學(xué)家認(rèn)為它們不是來(lái)自隕星，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)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(gè)驚人現(xiàn)象。當(dāng)“阿波羅”15號(hào)的宇航員們使用溫度計(jì)時(shí)，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(lái)的？假如它們來(lái)自月心，那么它們?cè)趺磿?huì)來(lái)到月球表面？

月球水汽之謎

最初幾次月球探險(xiǎn)表明，月球是個(gè)干燥的天體。有科學(xué)家曾斷言，它比戈壁大沙漠干燥100萬(wàn)倍。阿波羅計(jì)劃的最初幾次都未在月球表面發(fā)現(xiàn)任何水的蹤跡?？伞鞍⒉_”15號(hào)卻探測(cè)到月球表面有一處面積達(dá)100平方英里的水汽團(tuán)?？茖W(xué)家們紅著臉爭(zhēng)辯說(shuō)，這是美國(guó)宇航員廢棄在月亮上的兩個(gè)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(huì)是宇航員的尿液，它直接噴射到月球的天空中了?？磥?lái)這些水汽來(lái)自月球內(nèi)部。

月球磁場(chǎng)之謎

早先探測(cè)和研究表明月球幾乎沒(méi)有磁場(chǎng)，可是對(duì)月球巖石的分析卻證明它有過(guò)強(qiáng)大的磁場(chǎng)?？茖W(xué)家加斯特稱(chēng)：“這里的巖石有非常奇特的磁性……完全出乎我們意料?！比绻虑蛟羞^(guò)磁場(chǎng)，那它就應(yīng)有個(gè)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(gè)核心：而且月亮也不可能從別的天體（諸如地球）獲得磁場(chǎng)，因?yàn)榧偃缯媸悄菢拥脑?，它就必須離地球很近，這時(shí)它會(huì)被地球引力撕得粉碎。

月球內(nèi)部神秘的物質(zhì)聚集點(diǎn)之謎

1968年，圍繞月球飛行的探測(cè)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(shí)，由于它們的巨大引力，飛船的飛行會(huì)稍稍低于規(guī)定軌道，而當(dāng)飛船離開(kāi)這些結(jié)構(gòu)上空時(shí)，它又會(huì)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。科學(xué)家認(rèn)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(chēng)：看來(lái)誰(shuí)也不知道該如何來(lái)對(duì)付它們。

除上面這些，月球還曾發(fā)生過(guò)不少無(wú)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(rèn)為月球在過(guò)去30億年來(lái)已沒(méi)有火山活動(dòng)，那這些“火山”是什么？1843年曾繪制數(shù)百?gòu)堅(jiān)虑虻貓D的德國(guó)天文學(xué)家約翰史谷脫發(fā)現(xiàn)，原來(lái)約有10千米寬的利尼坑正逐漸變小，如今，利尼坑只是一個(gè)小點(diǎn)，周?chē)前咨练e物，科學(xué)家不知原因?yàn)楹危?882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(dòng)物體。1945年10月19日，月面“達(dá)爾文墻”出現(xiàn)三個(gè)明亮光點(diǎn)。1954年7月6日，美國(guó)明尼蘇達(dá)州天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)和其助手，觀察到皮克洛米尼坑里面出現(xiàn)一道黑線，過(guò)不久就消失了。1956年9月29日，日本豐田博士觀察到數(shù)個(gè)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(hào)”月球探測(cè)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(shuō)：“它們能形成很強(qiáng)的日光反射，很像跑道旁的記號(hào)。”從其陰影長(zhǎng)度估計(jì)，大約有15層樓高。他說(shuō)：“附近沒(méi)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(shuō)越離奇，所有這些謎底都還有待人類(lèi)進(jìn)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(xiě)信來(lái)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(yuǎn)鏡觀察月球，他看到月球上有群山，有密如麻點(diǎn)般的坑洞——環(huán)形山。

留個(gè)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(lái)寫(xiě)一寫(xiě)、畫(huà)一畫(huà)或照一照你們那里的月亮吧，我們來(lái)和科學(xué)家比一比，看看我們眼中的月球會(huì)不會(huì)有更精彩的樣子！

月球小檔案

姓名：月球，俗稱(chēng)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(shí)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?yàn)樽赞D(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(shí)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(lái)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(lèi)推，亮星為1等星，更亮的為0等星甚至是負(fù)等星。）