月球和地月系

我们生活在地球上，而地球又是属于地月系。那么，地球和月球有什么相互联系呢?二者又是怎样进行运动的你?今天小编就为各位同学讲解一下月球和地月系的相关知识，希望能够帮助同学获取更多的天文知识!

一、月球

二、地月系

一、月球

在茫茫宇宙的无数天体中，月球只是一个微不足道的小天体。但是，由于月球距地球比较近，在地球上看来，它却是一个非常重要的天体。对于地球来说，除了太阳之外，天空中没有任何天体比月球更加显著。从对地球的影响来看，月球的作用，也是太阳以外的任何其他天体不可比拟的。因此，月球同人类的关系是非常密切的。

人类对月球进行科学的观测、研究，已有好几个世纪的历史。早在1609年，伽利略就已开始用望远镜观测月球，并绘制了月面图。几百年来，天文学家在对月球的观测、研究方面，获得了越来越多的成果。绘制的月面图也越来越详尽，甚至比地球上某些地区的地图还要详细。

在20世纪40年代以前的长期历史中，人们都是通过肉眼和望远镜，来观测月球的。而且，人们只能在地球上观测月球。40年代以后，开始用射电雷达和激光等现代技术手段，对月球进行观测、研究。航天技术的发展，人类开辟了观测、研究月球的新纪元。1959年，原苏联“月球”3号探测器拍摄了月球背面的照片，使月球背面的面貌第一次展现在人类眼前。自那时以来，已有几十个从地球上发射的月球探测飞行器，对月球进行了逼近飞行、轨道环行和着陆。1969年7月20日，美国“阿波罗”11号飞船，实现了人类登上月球的夙愿，第一次把宇航员送到月球上，并且还在月球的表面安装了月震仪、激光测距反射仪，迈出了人类对月球进行实地考察研究的第一步。到1972年12月11日，“阿波罗”号系列飞船，已在月球上成功地实现了六次载人登陆， 先后共把12名宇航员送上月球。宇航员们在月球的风暴洋、亚平宁山等地区，安置了许多精密仪器，以例更加全面、更加深入地对月球进行观测研究。

科学家们已在月球上进行了多种科学实验，并对“阿波罗”号系列飞船从月球带回的岩石、土壤等样品，进行了多方面的科学分析。通过这些实验研究，比较详细地揭示了月球表面的特征、物质成份和特性，以及月球重力、磁场和月震等现象，使人类对月球的认识水平，发生了飞跃性的变化。

月球是地球以外留下人类足迹的第一个天体，也是目前人们最熟悉的天体。但是，作为地球的近邻，月球至今仍然有许多奥秘，等待着人们去揭示。随着科学技术的不断发展，人类将会越来越详尽地认识月球，并把它作为第一个宇宙空间基地，去登临和探索更加遥远的星球。

1.地月距离

月球是距地球最近的天体，它与地球之间的距离为384 404km，大约相当于地球半径的60倍。这是月地距离的平均数值。其实地月距离并不是一个固定的数值，而是在不断变化的。这是因为月球绕地球不停地转动着，其运行轨道是一个椭圆，地球位于这个椭圆的焦点之一位置上。这样，就使月地距离有时小，有时大，成为一个变量。月球距地球最近时(近地点)的地月距离，与月球距地球最远时(远地点)的地月距离，相差42 200千米。

同其他任何天体相比较，月球离地球是很近的。因此，测定月地距离，要比测定其他天体与地球的距离更容易些，以至用地面上测量距离的方法，就能测得月地之间的距离。尽管如此，人们对地月距离的测量，也不过只有二百多年的历史。

最早测定地月距离所运用的是三角几何方法，即在同一条子午线上选择两个相距很远的地点，同时测出月球中心的地平高度角，再用三角函数的计算方法，求得地月距离。运用这种方法求得的结果，基本接近地月的实际距离。

本世纪中叶，雷达测距技术的应用，改变了地月距离的测定方法。人们在地面观测站通过巨大的雷达天线向月球发射无线电讯号，无线电波到达月球表面，再反射回到地面观测站。根据观测站记录的同一无线电讯号发射时刻(t1)和接收时刻(t2)，以及无线电波传播速度———光速(C)，就可以计算出地月距离。若以D表示地月距离，则：

用雷达测距的方法来测定地月距离比较简便，所求得的地月距离也更加精确。但是，仍然有±1km的误差。

激光技术的出现，为测定地月距离提供了更加先进的手段。1969年7月，“阿波罗” 11号登上月球后，宇航员在月表安装了供激光测距用的光学后向反射器。自此以后，人们又开始用激光测距的方法，来测定地月距离。用激光测地月距离的原理与雷达测距一样，只是向月面发射的不是无线电波，而是脉冲激光。同雷达发射的无线电波相比较，激光在测距方面具有方向性好、光束集中等突出优点。因而用激光测得的地月距离精度进一步提高，其误差不超过10cm。

2.月球的大小和质量

根据天体测量得知，月球的地心平均角半径(或称视半径)为15′32.″6。太阳的平均视半径为16′0″，比月球的平均视半径略大一点。因此，人们在地球上观看日、月，觉得它们的大小相差不多。实际上，太阳远远大于月球。这是因为日地距离比月他距离大得多(日地距离关不多为月地距离的400倍)，才使人们感到日、月的大小几乎相等。

要了解月球的真实大小，需要求出它的线半径。通过测量，知道了月地距离(D)，也知道了月球半径对地心的张角——月球视半径(ρ)，也就可以计算出月球的线半径。以r表示月球的线半径，则：

r=Dsinρ

根据上述公式求得的月球平均线半径为1738.2千米，约为地球平均半径长的1/4。由月球线半径，可以求得月球表面面积约为3 800万平方千米，大约等于地球表面积的1/14，同亚洲的面积大体相当。月球的体积约220亿立方千米，相当于地球体积的1/49。

太阳的线半径为70万千米，差不多相当于月球线半径的400倍。若论体积，月球与太阳之比大约为1：(400)3，即太阳约为月球的6400万倍。

在太阳系中，多数大行星都有卫星。一般来说，卫星的质量都是比较小的，只相当于其所绕行星的几十分之一到几万亿分之一。月球的质量为7.35×1025克，是较大的卫星之一，在太阳系的几十个卫星中居第六位。月球质量约是地球的1/81。月、地质量这一比值，在太阳系所有卫星与其围绕的行星质量比值中是最大的。换句话说，卫星与行星相比较，月地质量上的悬殊程度，在太阳系中是最小的。

根据月球的质量和体积，可以求得月球的平均密度为3.34克/厘米3，相当于地球平均密度的3/5。宇航员从月球上带回的岩石，平均密度约3克/厘米3，比月球的平均密度略小一点。

月球表面的重力加速度(1.62米/秒2)，比地球表面的重力加速度(9.8米/秒2)小得多。由于月表重力大约只有地表重力的1/6，因此，同一个物体在月球上要比在地球上轻得多。例如，一个体重为60千克(在地表称量)的宇航员，如果在月球表面称量，就只有10千克重了。

月球表面的逃逸速度(2.36千米/秒)，大约只相当于地表逃逸速度的1/5，气体分子很容易从月球上逃逸。因而在月球上，也就没有大气层存在。由于月球表面逃逸速度比较小，如果在月球和地球上发射同样的航天器，飞离月球要比飞离地球容易得多。

3.月球的表面结构

月球表面的环境，与地球表面的自然环境大不相同。月球上没有大气，处于一种高度的真空状态，连声音都无法传播。月球上也没有水，就是在对月球的岩石分析中，也没有发现水分。那里满目荒凉，毫无生气，是一个没有生命活动的世界。月球上没有大气层，月面直接暴露在宇宙空间。因而月表的温度变化非常剧烈。白天最热时，月表温度可达127℃;夜间最冷时，温度则可降到——183℃。

没有大气，又没有水，月球上也就没有云雾雨雪等气象变化。因此，在地球上用望远镜观察月球，可以清楚地看到月表的各种形态。

满月时，在地球上用肉眼乍看月球，是一个洁白光亮的圆面。仔细观看，则会看到在明亮的月面上有许多黑色的斑纹。通过望远镜观察月球时，会清楚地看到月球表面的显著特征：有些区域明亮，有些区域暗黑，大大小小的亮区和暗区交错布满月球表面。早在几百年前，人们就已从望远镜中观察到了月球表面的这种特征。当时，人们以为那些大的暗区是月球上的海、洋，小的暗区则被当作是月球上的湖、湾，并以此给予命名。这些名称，直到今天还继续沿用。后来人们才知道，月球上的海洋和湖湾，与地球上的海洋和湖湾是完全不同的，那里根本连一滴水都没有。月球上的暗区(即所谓的海、洋、湖、湾)，实际上是一些面积大小不同的平原和低地。由于那些地方广泛分布着熔岩流形成的比较年轻的岩石，又比较低洼，对太阳光的反射率较低，同周围地区相比，呈现为暗黑色。而月表那些亮区，则是月球上的高原和山脉。其组成物质主要是比较古老的岩石，对太阳光的反射能力很强，相比之下显得非常明亮。“阿波罗”号系列飞船在月球上实地考察的结果，证明这种对月面明暗区域的解释，是完全正确的。

在地球上看月球，只能看到月球的半个球面，而这半个球面基本上是月球的同一个半球的表面。这个总是朝向地球的半个月球面，叫做月球的正面。月球的另一个半球面，总是背着地球，叫做月球的背面。在地球上，人们是无法直接观察月球背面的。自从1959年月球探测器拍摄了月球背面的照片以后，人们才开始对那里的月面特征有所了解。绕着月球飞行的宇航员，则直接地看到了月球背面的景象。

在月球的正面，高原、山脉与平原、低地，差不多各占面积的一半。月球的背面，也分布着高原、山脉和“海”。与正面不同的是，背面的高原、山脉占据的区域非常广阔，而被称作海、洋的平原、低地，所占面积则比较小。

从整个月球表面看，月海约占总面积的20%。现在已经知道的月海有22个。在月球的正面，较大的月海有10个。其中，位于西部的有危海、丰富海、澄海、静海和酒海;位于东部的有风暴洋、湿海、雨海、云海和汽海。分布在月球背面的月海，主要有理想海、南海、史密斯海、边区海、莫斯科海、浪海、洪堡德海、齐奥尔科夫斯基海等。月海中最大的是风暴洋，其面积达500万平方千米。月海的周围被山脉所环绕，大多呈封闭的圆形。

月球上的山脉，大多是用地球上的山脉名称来命名的。如亚平宁山脉、阿尔卑斯山脉、高加索山脉等。比较高大的山脉有十多条。其中，最长的是亚平宁山脉，其长度达1000千米。位于月球南极附近的莱布尼兹山，是月球上的最高峰，其高度达9000米，比地球上的最高峰还要高。

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