问题描述：
有关于科普书籍的研究性报告（800字）
问题解答：
我来补答
月球又称“月亮”.在望远镜发明之前,古代的人们只能在晴朗的夜晚,用眼睛仰望皎洁的明月.看到月亮表面有明有暗,形状奇特,于是人们就编出如嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉免捣药等美丽神话.古希腊人则把月球看作美丽的狩猎女神阿尔忒弥斯,并且把女神狩猎时从不离身的银弓作为月球的天文符号.
月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界.
月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大.白天,在阳光垂直照射的地方,温度高达127℃；夜晚温度可低到-183℃.由于没有大气的阻隔,使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多.由于月球大气少,因此在月面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗.因此才会看到的月亮表面有明有暗.由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了.
月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影.整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土.从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分.原来明亮的部分是月球表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原 月球在绕地球运动的过程中,还要跟着地球一起绕太阳运动.这就是说,月球绕地球运动一周后,再回到的空间位置已不是原出发点了.由此可见,月球在运动过程中还要参与多种系统的运动.月球的运动和其他天体一样,月球也处于永恒的运动之中.月球除东升西落外,它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多,因此,月亮每天升起来的时间,都比前一天约迟50分钟.月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果.月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”,平均是27天7小时43分11秒.月亮绕地球公转的同时,它本身也在自转.月亮的自转周期和公转周期是相等的,即1：1,月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期.
月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界.月球本身不发光,天空永远是一片漆黑,太阳和星星可以同时出现.
月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大.白天,在阳光垂直照射的地方,温度高达127.25℃；夜晚温度可低到-183.75℃.由于没有大气的阻隔,使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多.由于月球大气少,因此在月面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗.因此才会看到的月亮表面有明有暗.由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了.
月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影.整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土.从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分.原来明亮的部分是月球表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原.
月亮比地球小,直径是3476公里,大约等于地球直径的3/11.月亮的表面面积大约是地球表面积的1／14,比亚洲的面积还稍小一些；它的体积是地球的1／49,换句话说,地球里面可装下49个月亮.月亮的质量是地球的1／81；物质的平均密度为每立方厘米3.34克,只相当于地球密度的3／5.月球上的引力只有地球1／6,也就是说,地球上6公斤重的东西到月球上只有1公斤重了.人在月面上走,身体显得很轻松,稍稍一使劲就可以跳起来,宇航员认为在月面上半跳半跑地走,似乎比在地球上步行更痛快.
月球是离地球最近的天体,它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星,它与地球的平均距离约384400公里.月球绕地球运动的轨道是一个椭圆形轨道,其近地点（离地球最近时）平均距离为363300公里,远地点（离地球最远时）平均距离为405500公里,相差42200公里.
像地球一样,月球也是南北极稍扁,赤道稍隆起的扁球.它的平均极半径比赤道半径短500米,南北极也不对称,北极区隆起,南极区凹陷约400米.
月球在绕地球运动的过程中,还要跟着地球一起绕太阳运动.这就是说,月球绕地球运动一周后,再回到的空间位置已不是原出发点了.由此可见,月球在运动过程中还要参与多种系统的运动.月球的运动和其他天体一样,月球也处于永恒的运动之中.月球除东升西落外,它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多,因此,月亮每天升起来的时间,都比前一天约迟50分钟.月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果.月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”,平均是27天7小时43分11秒.月亮绕地球公转的同时,它本身也在自转.月亮的自转周期和公转周期是相等的,即1：1,月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期.
月球这种奇特地自转结果是：月球总以同一半面向着地球,而从地球上永远看不到月球背面是什么样,只有靠探测器才能揭开月背千古之谜,人类的这个愿望早在30多年前就已实现了. 当今大型天文望远镜能分辩出月面上约50米（相当于14层高楼）的目标.
月球在我国古代诗文中有许多有趣的美称： 玉兔（著意登楼瞻玉兔,何人张幕遮银阙——辛弃疾）；夜光（夜光何德,死则又育?——屈原）；素娥（素娥即月亮之别称——《幼学琼林》）；冰轮（玉钩定谁挂,冰轮了无辙——陆游）；玉轮（玉轮轧露湿团光,鸾佩相逢桂香陌——李贺）；玉蟾（凉宵烟霭外,三五玉蟾秋——方干）；桂魄（桂魄飞来光射处,冷浸一天秋碧——苏轼）；蟾蜍（闽国扬帆去,蟾蜍亏复团——贾岛）；顾菟（阳鸟未出谷,顾菟半藏身——李白）；婵娟（但愿人长久,千里共婵娟——苏轼）.此外,月球还有许多别致的雅号,如玉弓、玉桂、玉盘、玉钩、玉镜、冰镜、广寒宫、嫦娥、玉羊等.
月球是离地球最近一个天体,相距有38.4万千米.天文学家早已用望远镜详细地观察了月球,对月球地形几乎是了如指掌.月球上有山脉和平原,有累累坑穴和纵横沟壑,但没有水和空气,昼夜之间温差悬珠,一片死寂和荒凉.尽管巨型望远镜能分辨出月球上50米左右的目标,但仍不如实地考察那样清楚.因此,人类派出使者最先探访的地外天体仍选择了月球.
美国最早于1958年8月18日发射月球探测器,但由于第一级火箭升空爆炸,半途夭折了.随后又相继发射3个先锋号探测器,均告失败.1959年1月2日,前苏联发射月球1号探测器,途中飞行顺利,1月4日从距月球表面7500千米的地方通过,遗憾的是未能命中月球.这个探测器重361.3千克,上面装有当时最先进的通信,探测设备.它在9个月后成为第一颗人造行星飞往太空深处.月球1号发射两个月后的3月3日,美国发射的先锋4号探测器,从距月面60000千米的地方飞过,也未击中月球.
从1958年至1976年,前苏联发射24个月球号探测器,其中18个完成探测月球的任务.1959年9月12日发射的月球2号,两天后飞抵月球,在月球表面的澄海硬着陆,成为到达月球的第一位使者,首次实现了从地球到另一个天体的飞行.它载的科学仪器舱内的无线电通信装置,在撞击月球后便停止了工作.同年10月4日月球3号探测器飞往月球,3天后环绕到月球背面,拍摄了第一张月球背面的照片,让人们首次看全了月球的面貌.世界上率先在月球软着陆的探测器,是1966年1月31日发射的月球9号.它经过79小时的长途飞行之后,在月球的风暴洋附近着陆,用摄像机拍摄了月面照片.这个探测器重1583千克,在到达距月面75千米时,重100千克的着陆舱与探测器本体分离,靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功.1970年9月12日发射的月球16号,9月20日在月面丰富海软着陆,第一次使用钻头采集了120克月岩样口 ,装入回收舱的密封容器里,于24日带回地球.1970年11月10日,月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天.17日在月面雨海着陆后,月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察.这辆月球车重756千克,长2.2米,宽1.6米,装有电视摄像机和核能源装置.它在月球上行程10540米,考察了8千平方米月面地域,拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片,直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作.1973年1月8日发射月球21号,把月球车2号送上月面考察取得更多成果.最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射,8月18日在月面危海软着陆,钻采并带回170克月岩样品.至此,前苏联对月球的无人探测宣告完成,人们对月球的认识更加丰富和完整了.
美国继前苏联之后,先后发射了9个徘徊者号和7个勘测者号月球探测器.徘徊者探测器样子像个大蜻蜓,长3米,两翼太阳能电池板展开4.75米.探测仪器装在前部,电视摄像机放在尾部.勘测者探测器有3只脚,总重达1吨,装有当时最先进的探测设备.最初5个徘徊者探测器均无建树,直到1964年1月30日发射的徘徊者6号才在月面静海地区着陆.但由于电视摄像机出现故障,没有能够拍回照片.同年7月28日徘徊者7号发射成功,在月面云海着陆,拍摄到4308张月面特写照片.随后1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月24日发射的徘徊者9号,都在月球上着陆成功,并分别拍回7137张和5814张月面近景照片.1966年5月30日发射勘测者1号新型探测器,经过64小时的飞行,在月面风暴洋软着陆,向地面发回11150张月面照片.到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中,有2个失败,5个成功.后来,美国又发射了5个月球轨道环行器,为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据.经过这一系列的无人探测之后,月球的庐山真面目显露出来了.
自1969年7月16日美国“阿波罗11号”飞船首次实现载人登月以来.根据对月球的多次实地勘探和对从月球带回的岩石、土壤进行分析研究的结果,人类对月球的面貌已有了较多的了解.科学家认为,月球上的岩石比地球上的还要古老,月球和地球几乎是由同样的化学元素构成的,只是组成的成分有所不同.例如,月岩所含的钙和铝比地球上的岩石,其含量要高,月球没有磁场,其外壳比较稳定,近30亿年以来几乎没什么变化.尽管天文学家早就认为,月球体态娇小,引力柔弱(为地球的1／6),根本不具备缚住大气的能力,在向阳面的高温下,任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速度而逃之夭夭.但对月球的实测表明,月球表面并不是没有任何大气的不速之国,只是大气层太稀薄,表面大气压仅为2X10“巴,而且大气成份比较复杂,随时空多变,通常在黑夜时的大气成份主要由40%的氩、40%的氖和20%的氦组成,到日出时还会加入极少量的甲烷和氨等,有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、钠、钋和钾原子等.美国科学家日前宣称,月球上有冰存在,这就可能为探索月球奥秘的人们提供饮用水,也可将冰分解为氢和氧,从而为火箭提供燃料.
从实地勘探中发现,月球上总共有30多万座环形山,星罗棋布,彼此环抱,最大的环形山,直径近300千米、海拔高达6000米以上,十分壮观.遗憾的是,由于月球上没有水源,这些山都是光秃秃的,寸草不生,十分荒凉.显然,要想使如此荒漠的月球世界成为适合于生物生存的天堂,最终变成一个生机勃勃、万物竞存、鸟语花香的天上人间,当务之急是必须解决月球上的供水问题.多年来,科学家们已提出过多种设想.有一个解决办法是：采掘月球上储存量极为丰富的氧化铁,用太阳能熔化炉进行熔炼,使其放出大量的氧,与运输飞船从太空中收集制取的液态氢相结合,来生成供月球开发需要的水.这种在月球和太空就地取材,合成制水的方案,从原理上是可行的,但要实施这一巨大的工程,决不是轻而易举的,涉及到能源、采掘、运输、生活等一系列问题需要配套解决.
对人类最富吸引力的,是月球土壤中含有大量的气体状的“氦-3”,这是一种比目前地球上核电站所用的氘原料的放射性要低得多的核材料.“氦-3”原本大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流(太阳风)中,在几乎没有大气的月球上,“太阳风”直接降落下来,久而久之,在月面的沙粒、岩石中,大约集聚有上100万吨这种材料,若能进行大量开采,不但可供月球开发所需能源,还可为21世纪地球核聚变提供用之不竭的核能原材料.
月球的白天和夜间持续时间都长达半月之久,白天气温最高达127℃,夜间温度又低达零下183度,如此酷热严寒而又温差剧变的气候,是月球上没有人烟和生命的另一个重要原因.俄罗斯科学家已对如何利用月球上的土壤和岩石制造水泥等建筑材料,然后利用这些材料建筑一座可以调节室温,使其适合于人类居住的生活基地作过长期研究.有一个方案是,他们通过对月球的一些实测数据进行分析,认为月球很可能是一个空心球体.基于这一认识,有朝一日,就可在月球表面打一条通道,进入月球地壳深处的“地下月宫”,在那里建造一座适于人类居住的“地下城”.这样,乘坐飞船奔月的旅游者,可在这座“地下城”找到过夜的旅馆.科技工作者就可以这座地下城为基地从事月球资源勘探、太空产品生产、天文观测等活动.在“地下月宫”这个永久基地未建成之前,科学家建议可以先在地球上制成一些预制塑模构件,形成一个自动竖升的巨形圆筒.事先装配好后,用宇宙运输船送到月球表面,圆筒在月球表面一登陆即自动分成两半打开,并自动形成一座多层结构的建筑物,作为初登月球“志愿者”的临时居所.
月球最初是如何形成的呢?在科学界这是一个大有争议的问题,目前大致有三种理论.
“俘虏”理论：有些科学家认为,月球原是一颗流星,当它在宇宙空间漫无边际飞行时,偶然进入地心引力范围,受到地球引力的约束,因而才意外地纳入了地球轨道.不过,近几年来,有不少人引用天体力学来反对这一说法.
“分裂”理论：持这一说法的科学家认为,月球是从一片炽热旋转的云状物包围着的地球中分裂出来的,因而月球是地球的“孩子”.然而从“阿波罗”号宇宙飞船上几次带回来的资料表明,月球和地球的组成成分却是大不相同的.
“碰撞”理论：该理论认为,约45亿年前,一个比火星更大的行星,名叫塞亚,以每小时4000公里的飞行速度猛然撞击早期的地球,力度如此之大,以致这个行星的铁质核一直撞到了我们地球的中心.碰撞结果是产生巨大爆炸,伴随有6000摄氏度以上的高温.地球在爆炸的冲击下变了形,这个采取“自杀行为”的巨大天体的大部分与地球融合,只有一部分作为炽热的蒸汽与其他碎片一道汹涌地喷射入外层空间,后来这些蒸汽冷却下来并凝固成尘埃,尘埃与其他碎片混杂在一起形成了一个核,这个核后来凝聚成团,我们的邻居——灰色的月球从此诞生了.
科学家们正借助于新型的超级计算机来模拟宇宙空间所发生的这一奇特碰撞,以求验证该理论.
月球来自哪里?这是一个人们在不断探求的问题,近年来,随着行星演化理论的飞跃发展以及现代电脑技术的广泛应用,又出现了一种月球起源的新学说,叫做新俘获说.
从行星演化看月球起源
近几年来,科学家们以现代行星演化理论为基础,用计算机计算了在太阳系形成的初期,作用于太阳、地球、月亮三者之间的力以后,得出了一种新的月球起源学说.科学家们认为,月球是在地球形成的初期,在地球的引力范围内被地球所俘获的；而这种现象在当时又是极为普遍的现象.这种新学说,即所谓新俘获说.
新俘获说与过去的旧俘获说不同.旧说仅从地球引力来考虑月球起源；而新说是从整个太阳系行星形成过程来研究月球起源的.新说认为太阳系八大行星及若干卫星,包括月球在内,都起源于原始太阳系星云.原始太阳系星云是46亿年前在原始太阳周围形成的一片薄圆盘状星云.星云中含有固体微粒子.大量微粒子逐渐集聚在星云赤道平面上,形成一片很薄的固体粒子层,随着微粒子密度的加大,自身引力也越来越强,到一定程度其稳定性便遭到破坏,粉碎成半径为5公里左右的很多小天体,即小行星.整个太阳系起初是由约一兆个小行星构成的.无数小行星在星云气体中围绕太阳旋转,互相碰撞,逐渐凝聚成长,形成大小不同的行星.我们的地球就是这样,大约经过一千万年才长成现在这么大的.
行星是在星云气体中成长的.地球的幼年时期周围覆盖着浓厚的星云气体,这种气体叫做原始大气.由于当时太阳活动特别激烈,强大的太阳风逐渐吹散原始大气,后来包围地球的原始大气也逐渐稀薄,飘散掉.
月球也起源于原始太阳系星云,与地球演化过程大体相同.月球是在地球刚到成年,原始大气开始逸散之际飞近地球引力圈的,这样便成了地球的俘虏.
俘获月球的四种力
月球进入地球引力圈后,受到很多力的作用才留在卫星轨道上绕行.俘获月球主要有四种力,即地球引力、太阳引力、潮汐力和原始大气的阻力.
一般来说,飞进地球引力圈的小天体,包括月球在内受到最大的力就是地球引力.然而,仅有地球引力,俘获后的小天体轨道未呈椭圆形.地球引力加上太阳引力之后,使小天体轨道有了改变.在地球和太阳引力作用下,进入地球引力圈内的小天体的轨道也不完全是椭圆形的,而且飞行若干周之后必然脱离引力圈跑掉,不可能留在卫星轨道上.
但是,月球并未脱离地球引力圈跑掉,这是由于原始大气的阻力在起作用.地球引力圈内的原始大气阻力对飞来的月球起了急剧的制动作用,使月球失去一部分能量,轨道半径变小,便跑不掉了.
如此说来,月球因受大气阻力作用轨道半径越来越小,岂不是早晚也得掉到地球上来,与地球相撞吗?不必担心,当月球飞进地球引力圈时,原始大气已开始逐渐飘散,月球所受的大气阻力越来越小,原始大气消失后,月球所受阻力也随之消失,因而轨道半径没有变小,也没有与地球相撞.
大气阻力消失后,还有潮汐力在起作用.在潮汐力作用下,月球公转速度加快,离心作用强化,轨道反而向外推移.通过观测得知,目前月球轨道半径事实上每年大约增加3厘米.
在上述四种力的作用下,使月球在被俘后既未掉到地球上来,也没跑到引力圈外去,始终在卫星轨道上运行,与地球长期相伴.
月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界.
月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大.白天,在阳光垂直照射的地方,温度高达127℃；夜晚温度可低到-183℃.由于没有大气的阻隔,使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多.由于月球大气少,因此在月面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗.因此才会看到的月亮表面有明有暗.由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了.
月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影.整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土.从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分.原来明亮的部分是月球表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原 月球在绕地球运动的过程中,还要跟着地球一起绕太阳运动.这就是说,月球绕地球运动一周后,再回到的空间位置已不是原出发点了.由此可见,月球在运动过程中还要参与多种系统的运动.月球的运动和其他天体一样,月球也处于永恒的运动之中.月球除东升西落外,它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多,因此,月亮每天升起来的时间,都比前一天约迟50分钟.月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果.月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”,平均是27天7小时43分11秒.月亮绕地球公转的同时,它本身也在自转.月亮的自转周期和公转周期是相等的,即1：1,月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期.
月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界.月球本身不发光,天空永远是一片漆黑,太阳和星星可以同时出现.
月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大.白天,在阳光垂直照射的地方,温度高达127.25℃；夜晚温度可低到-183.75℃.由于没有大气的阻隔,使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多.由于月球大气少,因此在月面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗.因此才会看到的月亮表面有明有暗.由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了.
月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影.整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土.从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分.原来明亮的部分是月球表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原.
月亮比地球小,直径是3476公里,大约等于地球直径的3/11.月亮的表面面积大约是地球表面积的1／14,比亚洲的面积还稍小一些；它的体积是地球的1／49,换句话说,地球里面可装下49个月亮.月亮的质量是地球的1／81；物质的平均密度为每立方厘米3.34克,只相当于地球密度的3／5.月球上的引力只有地球1／6,也就是说,地球上6公斤重的东西到月球上只有1公斤重了.人在月面上走,身体显得很轻松,稍稍一使劲就可以跳起来,宇航员认为在月面上半跳半跑地走,似乎比在地球上步行更痛快.
月球是离地球最近的天体,它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星,它与地球的平均距离约384400公里.月球绕地球运动的轨道是一个椭圆形轨道,其近地点（离地球最近时）平均距离为363300公里,远地点（离地球最远时）平均距离为405500公里,相差42200公里.
像地球一样,月球也是南北极稍扁,赤道稍隆起的扁球.它的平均极半径比赤道半径短500米,南北极也不对称,北极区隆起,南极区凹陷约400米.
月球在绕地球运动的过程中,还要跟着地球一起绕太阳运动.这就是说,月球绕地球运动一周后,再回到的空间位置已不是原出发点了.由此可见,月球在运动过程中还要参与多种系统的运动.月球的运动和其他天体一样,月球也处于永恒的运动之中.月球除东升西落外,它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多,因此,月亮每天升起来的时间,都比前一天约迟50分钟.月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果.月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”,平均是27天7小时43分11秒.月亮绕地球公转的同时,它本身也在自转.月亮的自转周期和公转周期是相等的,即1：1,月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期.
月球这种奇特地自转结果是：月球总以同一半面向着地球,而从地球上永远看不到月球背面是什么样,只有靠探测器才能揭开月背千古之谜,人类的这个愿望早在30多年前就已实现了. 当今大型天文望远镜能分辩出月面上约50米（相当于14层高楼）的目标.
月球在我国古代诗文中有许多有趣的美称： 玉兔（著意登楼瞻玉兔,何人张幕遮银阙——辛弃疾）；夜光（夜光何德,死则又育?——屈原）；素娥（素娥即月亮之别称——《幼学琼林》）；冰轮（玉钩定谁挂,冰轮了无辙——陆游）；玉轮（玉轮轧露湿团光,鸾佩相逢桂香陌——李贺）；玉蟾（凉宵烟霭外,三五玉蟾秋——方干）；桂魄（桂魄飞来光射处,冷浸一天秋碧——苏轼）；蟾蜍（闽国扬帆去,蟾蜍亏复团——贾岛）；顾菟（阳鸟未出谷,顾菟半藏身——李白）；婵娟（但愿人长久,千里共婵娟——苏轼）.此外,月球还有许多别致的雅号,如玉弓、玉桂、玉盘、玉钩、玉镜、冰镜、广寒宫、嫦娥、玉羊等.
月球是离地球最近一个天体,相距有38.4万千米.天文学家早已用望远镜详细地观察了月球,对月球地形几乎是了如指掌.月球上有山脉和平原,有累累坑穴和纵横沟壑,但没有水和空气,昼夜之间温差悬珠,一片死寂和荒凉.尽管巨型望远镜能分辨出月球上50米左右的目标,但仍不如实地考察那样清楚.因此,人类派出使者最先探访的地外天体仍选择了月球.
美国最早于1958年8月18日发射月球探测器,但由于第一级火箭升空爆炸,半途夭折了.随后又相继发射3个先锋号探测器,均告失败.1959年1月2日,前苏联发射月球1号探测器,途中飞行顺利,1月4日从距月球表面7500千米的地方通过,遗憾的是未能命中月球.这个探测器重361.3千克,上面装有当时最先进的通信,探测设备.它在9个月后成为第一颗人造行星飞往太空深处.月球1号发射两个月后的3月3日,美国发射的先锋4号探测器,从距月面60000千米的地方飞过,也未击中月球.
从1958年至1976年,前苏联发射24个月球号探测器,其中18个完成探测月球的任务.1959年9月12日发射的月球2号,两天后飞抵月球,在月球表面的澄海硬着陆,成为到达月球的第一位使者,首次实现了从地球到另一个天体的飞行.它载的科学仪器舱内的无线电通信装置,在撞击月球后便停止了工作.同年10月4日月球3号探测器飞往月球,3天后环绕到月球背面,拍摄了第一张月球背面的照片,让人们首次看全了月球的面貌.世界上率先在月球软着陆的探测器,是1966年1月31日发射的月球9号.它经过79小时的长途飞行之后,在月球的风暴洋附近着陆,用摄像机拍摄了月面照片.这个探测器重1583千克,在到达距月面75千米时,重100千克的着陆舱与探测器本体分离,靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功.1970年9月12日发射的月球16号,9月20日在月面丰富海软着陆,第一次使用钻头采集了120克月岩样口 ,装入回收舱的密封容器里,于24日带回地球.1970年11月10日,月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天.17日在月面雨海着陆后,月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察.这辆月球车重756千克,长2.2米,宽1.6米,装有电视摄像机和核能源装置.它在月球上行程10540米,考察了8千平方米月面地域,拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片,直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作.1973年1月8日发射月球21号,把月球车2号送上月面考察取得更多成果.最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射,8月18日在月面危海软着陆,钻采并带回170克月岩样品.至此,前苏联对月球的无人探测宣告完成,人们对月球的认识更加丰富和完整了.
美国继前苏联之后,先后发射了9个徘徊者号和7个勘测者号月球探测器.徘徊者探测器样子像个大蜻蜓,长3米,两翼太阳能电池板展开4.75米.探测仪器装在前部,电视摄像机放在尾部.勘测者探测器有3只脚,总重达1吨,装有当时最先进的探测设备.最初5个徘徊者探测器均无建树,直到1964年1月30日发射的徘徊者6号才在月面静海地区着陆.但由于电视摄像机出现故障,没有能够拍回照片.同年7月28日徘徊者7号发射成功,在月面云海着陆,拍摄到4308张月面特写照片.随后1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月24日发射的徘徊者9号,都在月球上着陆成功,并分别拍回7137张和5814张月面近景照片.1966年5月30日发射勘测者1号新型探测器,经过64小时的飞行,在月面风暴洋软着陆,向地面发回11150张月面照片.到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中,有2个失败,5个成功.后来,美国又发射了5个月球轨道环行器,为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据.经过这一系列的无人探测之后,月球的庐山真面目显露出来了.
自1969年7月16日美国“阿波罗11号”飞船首次实现载人登月以来.根据对月球的多次实地勘探和对从月球带回的岩石、土壤进行分析研究的结果,人类对月球的面貌已有了较多的了解.科学家认为,月球上的岩石比地球上的还要古老,月球和地球几乎是由同样的化学元素构成的,只是组成的成分有所不同.例如,月岩所含的钙和铝比地球上的岩石,其含量要高,月球没有磁场,其外壳比较稳定,近30亿年以来几乎没什么变化.尽管天文学家早就认为,月球体态娇小,引力柔弱(为地球的1／6),根本不具备缚住大气的能力,在向阳面的高温下,任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速度而逃之夭夭.但对月球的实测表明,月球表面并不是没有任何大气的不速之国,只是大气层太稀薄,表面大气压仅为2X10“巴,而且大气成份比较复杂,随时空多变,通常在黑夜时的大气成份主要由40%的氩、40%的氖和20%的氦组成,到日出时还会加入极少量的甲烷和氨等,有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、钠、钋和钾原子等.美国科学家日前宣称,月球上有冰存在,这就可能为探索月球奥秘的人们提供饮用水,也可将冰分解为氢和氧,从而为火箭提供燃料.
从实地勘探中发现,月球上总共有30多万座环形山,星罗棋布,彼此环抱,最大的环形山,直径近300千米、海拔高达6000米以上,十分壮观.遗憾的是,由于月球上没有水源,这些山都是光秃秃的,寸草不生,十分荒凉.显然,要想使如此荒漠的月球世界成为适合于生物生存的天堂,最终变成一个生机勃勃、万物竞存、鸟语花香的天上人间,当务之急是必须解决月球上的供水问题.多年来,科学家们已提出过多种设想.有一个解决办法是：采掘月球上储存量极为丰富的氧化铁,用太阳能熔化炉进行熔炼,使其放出大量的氧,与运输飞船从太空中收集制取的液态氢相结合,来生成供月球开发需要的水.这种在月球和太空就地取材,合成制水的方案,从原理上是可行的,但要实施这一巨大的工程,决不是轻而易举的,涉及到能源、采掘、运输、生活等一系列问题需要配套解决.
对人类最富吸引力的,是月球土壤中含有大量的气体状的“氦-3”,这是一种比目前地球上核电站所用的氘原料的放射性要低得多的核材料.“氦-3”原本大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流(太阳风)中,在几乎没有大气的月球上,“太阳风”直接降落下来,久而久之,在月面的沙粒、岩石中,大约集聚有上100万吨这种材料,若能进行大量开采,不但可供月球开发所需能源,还可为21世纪地球核聚变提供用之不竭的核能原材料.
月球的白天和夜间持续时间都长达半月之久,白天气温最高达127℃,夜间温度又低达零下183度,如此酷热严寒而又温差剧变的气候,是月球上没有人烟和生命的另一个重要原因.俄罗斯科学家已对如何利用月球上的土壤和岩石制造水泥等建筑材料,然后利用这些材料建筑一座可以调节室温,使其适合于人类居住的生活基地作过长期研究.有一个方案是,他们通过对月球的一些实测数据进行分析,认为月球很可能是一个空心球体.基于这一认识,有朝一日,就可在月球表面打一条通道,进入月球地壳深处的“地下月宫”,在那里建造一座适于人类居住的“地下城”.这样,乘坐飞船奔月的旅游者,可在这座“地下城”找到过夜的旅馆.科技工作者就可以这座地下城为基地从事月球资源勘探、太空产品生产、天文观测等活动.在“地下月宫”这个永久基地未建成之前,科学家建议可以先在地球上制成一些预制塑模构件,形成一个自动竖升的巨形圆筒.事先装配好后,用宇宙运输船送到月球表面,圆筒在月球表面一登陆即自动分成两半打开,并自动形成一座多层结构的建筑物,作为初登月球“志愿者”的临时居所.
月球最初是如何形成的呢?在科学界这是一个大有争议的问题,目前大致有三种理论.
“俘虏”理论：有些科学家认为,月球原是一颗流星,当它在宇宙空间漫无边际飞行时,偶然进入地心引力范围,受到地球引力的约束,因而才意外地纳入了地球轨道.不过,近几年来,有不少人引用天体力学来反对这一说法.
“分裂”理论：持这一说法的科学家认为,月球是从一片炽热旋转的云状物包围着的地球中分裂出来的,因而月球是地球的“孩子”.然而从“阿波罗”号宇宙飞船上几次带回来的资料表明,月球和地球的组成成分却是大不相同的.
“碰撞”理论：该理论认为,约45亿年前,一个比火星更大的行星,名叫塞亚,以每小时4000公里的飞行速度猛然撞击早期的地球,力度如此之大,以致这个行星的铁质核一直撞到了我们地球的中心.碰撞结果是产生巨大爆炸,伴随有6000摄氏度以上的高温.地球在爆炸的冲击下变了形,这个采取“自杀行为”的巨大天体的大部分与地球融合,只有一部分作为炽热的蒸汽与其他碎片一道汹涌地喷射入外层空间,后来这些蒸汽冷却下来并凝固成尘埃,尘埃与其他碎片混杂在一起形成了一个核,这个核后来凝聚成团,我们的邻居——灰色的月球从此诞生了.
科学家们正借助于新型的超级计算机来模拟宇宙空间所发生的这一奇特碰撞,以求验证该理论.
月球来自哪里?这是一个人们在不断探求的问题,近年来,随着行星演化理论的飞跃发展以及现代电脑技术的广泛应用,又出现了一种月球起源的新学说,叫做新俘获说.
从行星演化看月球起源
近几年来,科学家们以现代行星演化理论为基础,用计算机计算了在太阳系形成的初期,作用于太阳、地球、月亮三者之间的力以后,得出了一种新的月球起源学说.科学家们认为,月球是在地球形成的初期,在地球的引力范围内被地球所俘获的；而这种现象在当时又是极为普遍的现象.这种新学说,即所谓新俘获说.
新俘获说与过去的旧俘获说不同.旧说仅从地球引力来考虑月球起源；而新说是从整个太阳系行星形成过程来研究月球起源的.新说认为太阳系八大行星及若干卫星,包括月球在内,都起源于原始太阳系星云.原始太阳系星云是46亿年前在原始太阳周围形成的一片薄圆盘状星云.星云中含有固体微粒子.大量微粒子逐渐集聚在星云赤道平面上,形成一片很薄的固体粒子层,随着微粒子密度的加大,自身引力也越来越强,到一定程度其稳定性便遭到破坏,粉碎成半径为5公里左右的很多小天体,即小行星.整个太阳系起初是由约一兆个小行星构成的.无数小行星在星云气体中围绕太阳旋转,互相碰撞,逐渐凝聚成长,形成大小不同的行星.我们的地球就是这样,大约经过一千万年才长成现在这么大的.
行星是在星云气体中成长的.地球的幼年时期周围覆盖着浓厚的星云气体,这种气体叫做原始大气.由于当时太阳活动特别激烈,强大的太阳风逐渐吹散原始大气,后来包围地球的原始大气也逐渐稀薄,飘散掉.
月球也起源于原始太阳系星云,与地球演化过程大体相同.月球是在地球刚到成年,原始大气开始逸散之际飞近地球引力圈的,这样便成了地球的俘虏.
俘获月球的四种力
月球进入地球引力圈后,受到很多力的作用才留在卫星轨道上绕行.俘获月球主要有四种力,即地球引力、太阳引力、潮汐力和原始大气的阻力.
一般来说,飞进地球引力圈的小天体,包括月球在内受到最大的力就是地球引力.然而,仅有地球引力,俘获后的小天体轨道未呈椭圆形.地球引力加上太阳引力之后,使小天体轨道有了改变.在地球和太阳引力作用下,进入地球引力圈内的小天体的轨道也不完全是椭圆形的,而且飞行若干周之后必然脱离引力圈跑掉,不可能留在卫星轨道上.
但是,月球并未脱离地球引力圈跑掉,这是由于原始大气的阻力在起作用.地球引力圈内的原始大气阻力对飞来的月球起了急剧的制动作用,使月球失去一部分能量,轨道半径变小,便跑不掉了.
如此说来,月球因受大气阻力作用轨道半径越来越小,岂不是早晚也得掉到地球上来,与地球相撞吗?不必担心,当月球飞进地球引力圈时,原始大气已开始逐渐飘散,月球所受的大气阻力越来越小,原始大气消失后,月球所受阻力也随之消失,因而轨道半径没有变小,也没有与地球相撞.
大气阻力消失后,还有潮汐力在起作用.在潮汐力作用下,月球公转速度加快,离心作用强化,轨道反而向外推移.通过观测得知,目前月球轨道半径事实上每年大约增加3厘米.
在上述四种力的作用下,使月球在被俘后既未掉到地球上来,也没跑到引力圈外去,始终在卫星轨道上运行,与地球长期相伴.
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