✔ 最佳答案
月球是一顆同轉衛星,月球的正面永遠向著地球。另一方面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而間中可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有太空探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界。
月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵。而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊。
月球約一個農曆月繞地球運行一周,而每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。
相對於背景星空,月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恆星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
因為月球的自轉週期和它的公轉週期是完全一樣的,我們只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期,月球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒。
月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。
公轉軌道
月球和地球是一對伴侶,組成地月系,共同圍繞著公共質心運轉不息,地月系質心離地心約4 671公里,因此,環繞質心與環繞地心的橢圓軌道相差不大。月球在環繞地球作橢圓運動的同時,也伴隨地球圍繞太陽公轉,每年一周。月球不但處於地球引力作用下﹐同時也受到來自太陽引力的影響,所以具有十分複雜的軌道運動。其中主要的軌道變化有:偏心率變化、軌道傾角變化、拱線運動、交點西退、中心差。
偏心率變化
月球軌道偏心率變化在1/15到1/23的範圍內﹐偏心率的平均值為0.0549﹐接近1/18。
嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的2/3處)。由於共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在「晃動」一般。從地球北極上空觀看,地球和月球均以迎時針方向自轉;而且月球也是以迎時針繞地運行;甚至地球也是以迎時針繞日公轉的。
很多人不明白為甚麼月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這麼大的變化。其實,軌道傾角是相對於中心天體(即地球)而言的,而自轉軸傾角則相對於衛星(即月球)本身的軌道面。在這個定義習慣很適合一般情況(例如人造衛星的軌道)而且是數值相當固定的,但月球卻非如此。
成分
45億年前,月球表面仍然是液體岩漿海洋。科學家認為組成月球的礦物克裡普礦物(KREEP)展現了岩漿海洋留下的化學線索。KREEP實際上是科學家稱為「不相容元素」的合成物--那些無法進入晶體結構的物質被留下,並浮到岩漿的表面。對研究人員來說,KREEP是個方便的線索,來明暸月殼的火山運動歷史,並可推測彗星或其他天體撞擊的頻率和時間。
月殼由多種主要元素組成,包括:鈾、釷、鉀、氧、矽、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。當受到宇宙射線轟擊時,每種元素會發射特定的伽瑪輻射。有些元素,例如:鈾、釷和鉀,本身已具放射性,因此能自行發射伽瑪射線。但無論成因為何,每種元素發出的伽瑪射線均不相同,每種均有獨特的譜線特徵,而且可用光譜儀測量。
直至現在,人類仍未對月球元素的豐度作出面性的測量。現時太空船的測量只限於月面一部分。例如:1992年伽利略號曾於飛掠月球時測量過元素豐度。[1]
月球形狀是南北極稍扁﹑赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區也不對稱﹐北極區隆起﹐南極區窪陷約400米。但在一般計算中仍可把月球當作三軸橢圓體看待。物理天平動的研究有助於解決月球形狀問題。通過天平動研究還表明﹐月球重心和幾何中心並不重合﹐重心偏向地球2公里。這一結論已為阿波羅登月獲得的資料所證實。
月球表面有上萬個直徑超過1千米的環形山.他們大部分都有上億年的歷史;缺少大氣層和氣象活動以及缺乏近期地質活動保證了它們大部分永久性的保持原樣.
南極-艾托肯盆地為月球上也是太陽系內已知最大的環形山。這環形山位於月球的背面,接近南極的地方,直徑約2 240公里,深13公里。
那些暗色和較少特徵的月球平原叫「月海」,這是由於古代的天文學家認為上面是海洋的緣故。事實上,月海由巨大隕石撞擊後從月幔流出並覆蓋表面的玄武岩岩漿形成。較淺色的高地叫「月陸」。幾乎只有面向地球的月面才有月海,月球背面的月海寥寥可數。天文學家相信這是因為月球的質心比形心更靠近地球所導致的(詳請參見月海)。
在月殼上是一層表面呈塵埃狀的岩石層,稱為月壤,月壤並不是土壤。月殼和月壤在月面的分佈並不均勻。月殼的厚度由60公里(月球正面)至100公里(月球背面)不等,月壤則由約5米(月海)至十多米(月陸)。
在2004年,約翰·霍普金斯大學的Ben Bussey博士率領的小組從克萊門汀任務拍攝得來的照片中,發現月球北極Peary crater邊沿的4個區域經常受到日照(南極卻沒有發現類似區域)。這些終年日照區的產生是由於月球的自轉軸傾角很小,同樣道理,有很多位於兩極的隕石坑底經常沒有光照。
圖片參考:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4d/Moon-Mdf-2005.jpg/600px-Moon-Mdf-2005.jpg
從地球觀測到的月球
圖片參考:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Earth-Moon.jpg
地球月球大小以及兩者之間距離比例關係