月球地圖

探月的目標非常明確，就是用高精度探測儀器詳細考察月球表面的構成，調查尚不為人類熟悉的月球極點，繪製比以往更加完整、清晰的三維月球“地圖”。探月計畫還包括考察月球表面的年齡、礦物質組成、磁場和月球內部結構等。德國專家還對一個課題很感興趣：月球核心是否同地球一樣是液態金屬。這有助於了解月球的“身世”。

基本介紹

• 中文名：月球地圖
• 含義：高精度探測儀器詳細考察月球表面
• 意義 ：有助於了解月球的“身世”
• 類型：地圖

概況

面積體積

面積體積

月球俗稱月亮，也稱太陰，是地球的唯一的天然衛星，也是離地球最近的天體。 月球距離地球平均為384,401公里。這段距離約為地球赤道周長的10倍。月球軌道呈橢圓形，近地點平均距離為363300公里,遠地點平均距離為405500公里。月球直徑為3476公里,約為地球直徑的3/11。月球表面面積大約是地球表面面積的1/14，比亞洲面積稍小。月球的體積只相當於地球體積的1/49。月球質量約等於地球質量的1/81.3。月球物質的平均密度為每立方厘米3.34克,只相當於地球密度的3/5。月面上自由落體的重力加速度地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度約為每秒2.4公里,為地球上的逃逸速度的1/5左右。

地形 月面上的最明顯的特徵是環形山，通常指碗狀凹坑結構。其中大的直徑可超過100公里,小的不過是些凹坑。直徑大於1公里的環形山總數3萬多個,占

地形

月球表面積的7～10%。環形山大多以著名天文學家或其他學者的名字命名,月球背面有4座環形山，分別以中國古代天文學家石申、張衡、祖沖之、郭守敬命名。月面最大的幾個環形山是：南極附近的貝利環形山，直徑295公里；克拉維環形山，直徑233公里；牛頓環形山,直徑230公里。許多環形山的中心區有中央峰或中央峰群，高達2.5公里。

肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫“月海”，它們是廣闊的平原。在月球正面，月海面積約占整個半球表面的一半。已知月海共22個（包括背面），其中最大的叫風暴洋,面積約500萬平

方公里。雨海面積約90萬平方公里。月面中央的靜海面積約26萬平方公里。此外，較大的還有澄海、豐富海、危海、雲海等。月海大多具有圓形封閉的特點，四周是山脈。有些月海伸向陸地稱為灣，小的月海則稱為湖。

月陸是月面上高出月海的地區，一般高出2～3公里。月陸主要由淺色的斜長岩組成，其反照率較高。月球正面的月陸與月海面積大致相等，而背面則月陸面積大些。月陸形成的年代經同位素年齡測定為46億年，比月海要早。月球上也存在一些山脈，大多以地球上的山名命名，如亞平寧山脈、高加索山脈、阿爾卑斯山脈等。最長的山脈長達1000公里,往往高出月海3～4公里。最高的山峰在月球南極附近,高達9000米，比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高。除山脈外，還有長達數百公里的峭壁，最長的是阿爾泰峭壁。

月面上有一些輻射紋，典型的有第谷環形山和哥白尼環形山周圍

的輻射紋。第谷環形山有輻射紋12條，從環形山周圍呈放射狀向外延伸，最長的達1800公里,滿月時看得最清楚。其成

因尚無定論:有人說是火山爆發形成的；也有人認為是隕石轟擊月面造成的。

內部結構 從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60～65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它占了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1000攝氏度，很可能是熔融的。

內部結構

月球背面的結構和正面差異較大。月海所占面積較少，而環形山則較多。地形凹凸不平，起伏懸殊。最長和最短的月球半徑都位於背面,有的地方比月球平均半徑長4公里，有的地方則短5公里（如范德格拉夫窪地）。背面未發現"質量瘤"。背面的月殼比正面厚，最厚處達150公里,而正面月殼厚度只有60公里左右。

空間及表面狀況

表面狀況

長期天文觀測與登月的直接考察證實，月球周圍沒有明顯的磁場。月球磁場強度不及地球磁場的1/1000。月球上更沒有像地球和木星那樣的輻射帶。月球上不存在任何形態的水,完全沒有大氣,幾乎接近真空狀態。通過月球火箭探測查明：月球正面有稱為"重力瘤"或"質量瘤"的重力異常區，達12處之多；月球表面大部分地區為一層厚度不等的月塵和岩屑所覆蓋。

月球沒有像地球大氣那樣的保護層，月面直接受到流星體的猛烈衝擊，因此在一定程度上會影響到月岩的化學成分、岩屑大小、玻璃含量以及再結晶的程度。月球早期廣泛發生火山爆發，噴出大量熔漿，從而形成月面上廣闊的熔岩平原。

月球本身並不發光，只反射太陽光。它的亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。它的平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為-12.7等。它給大地的照度平均相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有7%,其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為6%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。

由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫度高達127攝氏度；夜晚，溫度可降低到零下183攝氏度。這些數值，只表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，而且所用的射電波的波長愈長，愈能探測到月面土壤中較深處的溫度。這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。

月球概況

月球俗稱月亮，也稱太陰。在太陽系中是地球中唯一的天然衛星。月球是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系裡，除水星和金星外，其他行星裡面都有天然衛星。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公里，是地球的1/4。體積只有地球的1/49，質量約7350億億噸，相當於地球質量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。

月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的，地球上只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期，地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。

平均軌道半徑384,400千米

軌道偏心率0.0549

近地點距離363,300千米 遠地點距離405,500千米

平均公轉周期27天7小時43分11.559秒

平均公轉速度1.023千米/秒

正背面

月球背面與正面的面貌有較大不同，主要區別在於，月球背面月陸（也稱高地）分布面積廣，缺乏大型的月海盆地，只有三個較小的月海（東海、莫斯科海和智海）；而月球正面分布著19個月海，其中包括大型月海。實際上，月球上90%的月海分布在月球正面。由於月陸比月海的年齡要老，月陸表面撞擊形成的月坑的密度比月海要大，所以在月球背面月坑較多。月球正面月海帶周圍圍繞著許多山脈，如阿爾卑斯山、亞平寧山等，而月球背面幾乎沒有明顯的山脈。

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。月球本身不發光也不透明，但能反射太陽光。由於日、地、月三者的相對位置不斷變化，因此，地球上的觀測者所見到的月球被照這部分也在不斷變化，從而產生不同的視形狀。這叫月

相。月相的變化是有規律的。月相變化的周期性，給人們提供了一種計量時間的尺度。陰曆或農曆月就是以月相為基礎，星期也是由此演化而來。

自古以來人們就知道，月球總以相同的一面向著地球。這是由於月球自轉的周期和它繞地球公轉的周期相等（都是27天7小時43分11.47秒）、方向相同（都是反時針方向），因此，在任何時間，我們在地球上永遠只能看到月球的正面，而這兩個周期相同則是潮汐長期作用的結果。

月球赤道面同它的軌道面有6度41分的傾角。因為這一傾角的存在和月球繞轉速度的不均勻等原因，在月球運動過程中，地面上某一點的觀測者多少還能看出月面邊沿有前後的擺動。從地面觀測，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59%，其餘41%則不能直接看到。因此，月球背面的面貌

成為一個千古之謎。

1959年10月4日，蘇聯成功發射了月球3號探測器，這顆月球探測器飛到了月球背面，在距離月球60千米～70千米的高空，成功地拍攝了月球背面首幅傳真照片，然後飛向地球，在接近地球時又用電波將月背傳真照片傳送回地面接收站，至此，人類第一次目睹了月球背面的真實面目。1959年10月18日，蘇聯政府宣布了月球3號探測活動的最新結果——月球3號從月球背面上空飛過，隨後公布了拍攝的月球背面照片。

從月球3號飛船發回的照片看，月球背面多為月陸高地，而月海平原和環形山較少。在北半球發現的月海，被蘇聯命名為莫斯科海，這是一個直徑大約為300千米的圓形月海；而在北半球發現的一些環形山被取名為喬爾德環形山、布魯諾環形山、羅蒙諾索夫環形山和納里奧·居里環形山等，南半球的環

形山，就取名為焦耳環形山、維爾努環形山和齊奧爾科夫斯基環形山等。

1965年7月，蘇聯發射的月球8號探測器拍攝了月球背面更詳細的照片，又對許多環形山給予了新的名稱，其中包括以美國天文學家洛韋耳和日本天文學家平山清次的名子命名的環形山。

美國從1966年8月開始，先後發射了5顆月球軌道器。這種月球探測器是環繞月球飛行的人造月球衛星。它長期繞月球運行，不斷地發回月球正面和背面的傳真照片，美國據此於1967年8月編制和出版了詳細的月球背面地圖。在這期間，又增加了許多新的地名。

1959年10月，蘇聯的月球3號獲得的第一張月球背面的照片，使我們對月球背面的情況有了一個初步的了解。其後的月球探測活動，使人類對月球背面的情況進行了大量的研究，揭開了這個亘古之謎。

國際領先

國家國防科技工業局16日發布的報告顯示，我國對“嫦娥一號”衛星探測數據的處理、分析與研究，目前已取得階段性成果，填補了我國在月球探測領域的空白，其中，根據“嫦娥一號”數據製作的“全月球影像圖”為國際先進水平。

據中科院院士、我國繞月探測工程月球套用科學首席科學家歐陽自遠介紹，“嫦娥一號”搭載的8台有效載荷共獲得原始數據約1．37TB；截至2010年2月，獲得經過各種校正後生成的數據產品約2．76TB。通過對“嫦娥一號”探測數據的分析研究，主要取得了五方面的科研成果。

第一，獲得了具有國際先進水平的全月球影像圖。“嫦娥一號”CCD立體相機第一次實現了月球表面的100%覆蓋，製作的“全月球影像圖”在幾何配準精度、數據的完整性與一致性、圖像色調等方面均在國際上處於先進水平。

第二，獲得了精度和解析度最高的全月球數字高程模型（DEM）和三維月球地形圖。

第三，獲得了重要元素的全月球和局部區域的含量分布數據。不過，由於信號積累時間的限制，只有鈾、釷、鉀等3類元素能夠解譯出全月球分布和含量，鎂、鋁、矽、鐵、鈦等元素只能解譯出區域含量與分布數據。

第四，獲得了月表微波輻射亮溫數據的全月球分布數據，得到全球亮溫圖，這對月壤特性、月壤厚度以及月壤稀有氣體的研究有重要的科學價值。

第五，獲得了獨特的近月空間高能粒子和太陽風離子數據。

繪製

歐陽自遠說，根據“嫦娥一號”的科研成果，催生了一批標準和規範，初步建立起了我國月球探測和科學數據處理的標準體系。歐陽自遠表示，中國將會毫無保留地向全世界發布這些數據，使它成為全球的共享資源。

科學家指出，嫦娥一號衛星預計在11月底首次“繪”出月球某個區域的圖像。

地面套用系統副總設計師呂昌介紹，嫦娥一號衛星描繪月球圖像的工作流程大致如下：當月球探測器進入正常的運行階段後，地面套用系統根據月球探測器軌道和它的運行狀態，制定出探測器的立體相機開關機時間，調動立體相機進行拍攝工作。立體相機工作後，把拍攝的圖像數據通過發射天線送回地球，在地面上由位於北京密雲和雲南昆明的地面接收站負責接收。接收站接收相關數據後，將通過光纖傳到國家天文台，進入數據處理階段，科研人員進行數據的進一步研究和處理，最終生產出社會公眾期待的月球圖像。我國的探月工程舉世矚目，很多人想知道“嫦娥一號”的月球照片是如何拍攝的，月球地圖又是如何繪製的。2007年10月24日18時05分04秒，“嫦娥一號”準時在西昌發射。升空以後一切都很正常，“嫦娥一號”共走了13天14個小時19分，行程206萬公里，才到達月球。為什麼要走這么久呢？因為我們頭一次探測月球，為了保險就要小心謹慎多轉幾圈，隨時調整衛星的姿態，直到姿態非常準確了，才可以讓它奔向月球。

在“嫦娥一號”飛向月球的過程中原本設計要進行三次修正，但因為它走得太好了，所以就只做了一次修正。在“嫦娥一號”飛向月球的過程中，最危險的階段就是進入月球軌道那一時刻，如果控制不好，“嫦娥一號”有可能飛走或撞上月球。

進入月球軌道後，首先打開的是照相機，照相機拍的每一張照片都是從三個角度拍攝的立體圖。當控制人員命令衛星打開照相機的時候，大概經過3秒鐘照片才傳到數據中心。為什麼需要3秒鐘呢？因為地球到月球的距離是38萬公里，光速是30萬公里/秒，從地球給“嫦娥一號”發射信號需要1秒多，“嫦娥一號”把照片信號發回地球又需要1秒多，所以加起來大約需要3秒鐘時間。儘管只有3秒鐘，但大家都等得十分心急，因為這是我們中國人，第一次親自拍到的月球照片。“嫦娥一號”繞月一周拍攝的照片寬度是60公里，長度是10900公里。剛開始“嫦娥一號”並沒有拍攝月球的南極、北極，因為那裡光線太暗，於是我們就多次實驗，經過276圈，終於把月球的南北極拍了下來。

但由於“嫦娥一號”繞月球轉時，太陽並不總在一個位置，所以光照角不一樣，拍出的照片，就有明有暗。這就需要技術人員統一對照片進行校正，今天我們看到的月球照片就是技術人員把“嫦娥一號”三天三夜，繞月598圈拍攝的照片拼接校正以後的圖像。

我們在“嫦娥一號”上還安裝了一台名叫雷射高度計的儀器，它能在月球上每一秒鐘打一個測高度的點，把所有點高度的數據綜合起來，就可以模擬繪製出月球的立體圖。“嫦娥一號”繞月一年飛下來，我們得到了幾百萬、上千萬個數據。後來我們在916萬個點的數據基礎上，製作了一幅精確的月球高程模型圖，並在這個圖的基礎上繪製了月球等高線圖和真實影像圖。

之後，我們又在這些月球模擬圖的基礎上，把整個月球分成188個區塊，然後就像分省地圖一樣，把月球每一個區塊都繪製成圖，構成一個全世界最好、最全的月球地圖集。