短文荟萃：月相漫谈

月球东升西落，日复一日，这是因地球自西向东自转造成的．月球本身并不发光，人们看到的皎皎月光完全是它表面反射到地球上的太阳光．在一个月当中，月亮会呈现不同的形状——月相，有新月、上弦月、满月、下弦月和残月等，且周而复始，循环不已．月相为何做这种周期性变化呢?这得从月球相对地球的公转运动谈起．     

月相和月相变化

月球是地球的天然卫星,也是距地球最近的天体。自古以来,人类对月球表面亮区的圆缺就非常感兴趣,并把所看到的月球表面发亮部分的形状,叫做月相。如上弦、下弦、朔、望等都是月相。 那么,各种不同的月相是如何形成的呢?要回答这个问题,还要从月球的运动谈起。     

基于LightTools的大口径月球模拟器设计与准确度分析

为了满足月球敏感器和导航敏感器对月球目标的观测需要,设计了大口径高辐亮度月球模拟器,其有效辐照面积为Φ2 000mm.利用照明分析软件LightTools,通过建模与追迹方法对模拟器的月相、辐亮度和均匀度进行设计、仿真和分析.设计月相目标与月球亮度控制系统,对14种典型月相及其辐亮度进行实时控制,提出LED灯阵的辐亮度修正方法提高系统均匀度.测试结果表明:经过修正后,模拟器的辐亮度均匀度优于15.7%.该模拟器可作为月球观测目标供敏感器识别.     

地球几个常用物理量的计算

有关地球的几个物理量,如质量、半径、电容量等,是我们在实践中常常提及并用到的,学生了解这些知识是非常必要的．１地球质量Ｍ地 月球绕地球作圆周运动,周期Ｔ＝２７．３天,轨道半径 Ｒ＝３． ８ × １０８ｍ．由万有引力定律和圆周运动的知识得： 化简后 与相关资料的 ５． ９８ × １０２４ｋｇ,近似相等． 有必要说明,在计算中我们所采用的月球绕地球的周期Ｔ＝２７．３天,而不是通常所认为的Ｔ０＝２９． ５天,这是因为Ｔ０表示了月相变化的周期,这种周期是相对于日地连线而言的,而月球绕地球公转的周期应相应于月地连线,…     

月亮绕地球的周期与农历的一个月为何不同?

在新教材的阅读材料“月相”中提到，“从地球上看，月亮从圆到缺，又从缺到圆，这是一种周期性变化，周期为29．5天．”好几个学生提出疑问，“我们在前面讲万有引力时，不是说月球绕地球运行的周期为27．3天吗?怎么这里却是29．5天呢?”对于这个问题还得从月亮绕地球运动和地球绕太阳运动谈起．     

探索地外智慧生命

 月球和水星月亮是距离地球最近的天体,它的圆缺(称为月相)变化是原始人类最早注意的天象之一。早在公元前5世纪,古希腊哲学家阿那克萨戈拉斯(Anaxagoras)认为月亮是个象地球一样的星球。我国古代很早就产生了“嫦娥奔月”、“吴刚伐桂”等动人神话。     

月球的形成

天文学家认为 ,月球是由一个像火星般大小的物体撞入地球 ,将物质溅射到围绕地球的轨道上形成的 .这一撞击还把地球上一天的时间延长到现今的 2 4小时 .月球中的物质一部分来自地球 ,其余部分来自撞击体 .科学家们对撞击体的物质在月球中所占的比例做了估计 ,结果分歧很大 .进行地球化学研究得到的估计值从小于 1%到大于 5 0 % ,而大多数地球物理模型则预言这一比例在 5 0 %到 90 %的范围 .在德国的天文学家通过将月球与地球岩石样品的成分进行比较 ,计算出月球上来自碰撞物体的物质不超过月球的三分之一 .此外 ,他们还估计 ,月球至少是在 4…     

地球和月球的公转周期与自转周期

1 引言 众所周知,年是以地球绕太阳公转周期为基准的时间单位,月是以月球绕地球公转周期为基准的时间单位,日是以地球自转周期为基准的时间单位.但是,由于任何历法中的历年内所包含的月数和日数以及历月内所包含的日数总是整数,因此我们平常使用的公历或夏历(俗称农历)中所规定的历年、历月、历日,其实都与地球和月球的公转周期或自转周期并不完全相等.     

月球表面热辐射计算模型研究

为深入了解月球表面的热环境,根据月表红外发射率随温度变化以及太阳光反射率随入射方向变化的特点,建立了月表的多温段变反射率辐射计算模型.将该模型与月壤非稳态导热微分方程结合,并考虑日、月相对运动关系,形成了月表温度计算方法.在计算程序验证的基础上,分析了月表温度的变化规律与控制因素,比较了月海与月陆两种月表单元的温度差异...     

嫦娥四号月球背面探秘之旅

<正>在地-月系统长期的演化过程中,地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓,最终导致月球被地球潮汐锁定,使得月球总是同一面朝向地球,所以从地球上始终不能完全看见月球的另一面(仅有18%因天平动效应和视差而被观测),因此被称为月球背面。月球背面的第一张影像由前苏联的"月球3号"环月探测器在1959年10月拍摄,揭开了月球背面的神秘面纱,直到1968年12月的阿波罗8号任务环绕月球时,才直接用眼睛看见月球背面。2007年中国发射了嫦娥一号,获取了分辨率为120     

悠悠岁月巧安排

人们的生产、生活需要计量时间,计量时间需要有参考点。以太阳视圆面中心为参考点,地球围绕太阳公转约360°所经历的时间间隔叫做一个回归年,长度为365·2422日,是季节变化的周期;以月球视圆面中心为参考点,两次满月(或新月)的时间间隔叫做一个朔望月,其长度为29·5306日,它是月相变化的周期;以太阳视圆面中心为参考点,地球绕地轴自转约360°(太阳两次经过地球同一子午线平面)所经历的时间间隔叫做一个太阳日,长度为24小时。历法是协调和安排年、月、日的法则,理想的历法应该使用方便、精度较高。以回归年为基本单位的历法叫阳历(太阳历);以…     

嫦娥四号月球背面探秘之旅

 在地-月系统长期的演化过程中，地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓，最终导致月球被地球潮汐锁定，使得月球总是同一面朝向地球，所以从地球上始终不能完全看见月球的另一面（仅有18%因天平动效应和视差而被观测），因此被称为月球背面。月球背面的第一张影像由前苏联的“月球3号”环月探测器在1959年10月拍摄，揭开了月球背面的神秘面纱，直到1968年12月的阿波罗8号任务环绕月球时，才直接用眼睛看见月球背面。2007年中国发射了嫦娥一号，获取了分辨率为120米的全月图，2010年发射的嫦娥二号，进一步获取了分辨率为7米的全月图。2010年12月，美国的“月球勘测轨道号”探测器拍摄了更多高分辨率的月球背面图像，让人们对月球背面有了进一步地了解。     

利用月掩星现象测量月球公转周期

月掩星现象发生前,通过天文望远镜观测月球阴影部分可以看到月球相对于遥远的恒星的视角的变化,在较短的观测时间内遥远的恒星可以视为固定不动,通过两者的相对位置的变化加上地球自转的修正可以测量出月球公转的平均轨道周期.     

月球模型受到质疑

一个国际研究组宣称,几乎所有组成月球的物质都来源于早期的地球．这一发现与月球是由“忒伊亚”（一个像火星那样大小的物体）与早期地球碰撞而形成的天体模型相矛盾．这一模型认为,40％的月球物质来源于忒伊亚．     

中国探月工程“嫦娥三号”将首次以月基天文望远镜观测天体

我国将于2013年12月实施嫦娥三号探月任务,嫦娥三号作为探月二期工程的主要任务,将实现我国航天器在地外天体首次软着陆,从嫦娥三号着陆器中释放出的月球车,将进行我国首次在月表巡视探测.这是继美国阿波罗计划后人类重返月球的首个月球软着陆探测器."嫦娥三号"执行的任务中有其他国家没有做过的.一是利用"嫦娥三号"就位和巡视的特色,制定了一个特殊的科学目标:"观天,看地、探月".第一,观天,用月基天文望远镜观测天文;第二,看地,用月基极紫外照相机监测地球等离子体层的密度     

日食月食形成原理及日月食相

1影光源发出的光照到不透明的物体上，在物体的后面形成一个光线照不到的黑暗区域，这就是影，若光源发光面较大，每个发光点都在物体的后方形成影区，这些影区重叠部分是先完全照射不到的黑暗区域叫做本影（见图1）．本影周围部分光源照射不到的半明半暗区域叫半影．而图中3区好像也是本影，其实那里也能得到一部分光的照射，并不是真本影叫做伪本影．太阳是一个很大的发光体，地球及地球的卫星--月球都是不发光体，在地球及月球的背后都有本影、半影及伪本影．由于地球绕太阳公转、月球绕地球旋转、地球本身还在自转．它们共同运动的结果…     

宇宙黑暗时代的探索与月基天文

宇宙黑暗时代是指宇宙大爆炸刚刚结束,第一代恒星和星系尚未形成的时期,这时的宇宙“鸿蒙未开”,蕴藏着宇宙起源阶段所遗留的大量宝贵信息。这一时期宇宙中性氢气体产生的21 cm信号为观测宇宙黑暗时代提供了探针,但这一信号现已红移到米波、十米波甚至百米波频段,在这一频段有其他天体特别是银河系产生的巨大前景辐射,在地球上的观测还受到地球电离层的吸收、折射以及多种电磁干扰,因此其观测具有极大的挑战性。利用月球背面或月球轨道进行观测具有优越的条件,可以避免电离层和电磁干扰对低频射电观测的影响。随着重返月球热潮的兴起,美国、欧洲、印度等国和中国都在积极酝酿月基天文特别是低频射电天文研究,打开低频电磁观测的新窗口,实现对宇宙黑暗时代和宇宙起源的探测。文章将介绍关于宇宙黑暗时代、宇宙黎明的研究进展以及利用月球开展低频射电天文观测的动向,并简要介绍中国提出的鸿蒙绕月卫星阵列计划。     

月球是怎样倾斜的

正月球的起源一直争论不断,比较流行的观点是,一个火星大小的天体撞击地球后,喷射出的一部分物质形成了月球。问题是这一模型如果成立,那么月球与地球绕日运转轨道平面的夹角应该不会超过1°,然而事实上却是大约5°,是450万年前的两倍。现在,法国尼斯科学家帕赫莱文(K.Pahlevan)和莫尔比代利(A.Morbidelli)指出如果确如描述中那样直接撞击,那么巨大的引力作用很可能会造成近距离脱靶。从很多0.1~1个月球质量的小行星构成的太阳系开始,10°甚至更大角度的倾斜是相当可能的。这一理论同     

1987年CUSPEA试题选解

C1 (a)试说明地球上涨潮的起因.海岸边为何每天看到两次涨潮? (b)太阳质量比月球质量大很多,但太阳所引起的潮高仅约月球的一半,这是为什么? (c)大气里也可观察到潮汐现象.气压计指示出气潮有一规则的小振幅(～10-3)周期性变化.由月球引起的大气潮汐周期为12.7小时,且气潮位相延迟约18°.试说明位相延迟意味着什么?它和月球方位有什么关系? (d)若将大气看作线性阻尼振子,由不同的大气疾风冲击所得出的自由振子周期约为10.5小时.假如地球自转周期连续可变,试画出所预期的气潮振幅和位相对于自转频率的分布曲线. (e)月球现今表现出同一个侧面…     

基于Sandmeier模型的月球KAGUYA卫星高光谱数据地形校正

月球是人类深空探测的前哨站。月球卫星光谱测量是月表岩矿成分分析的主要技术方法。鉴于月表比地球地形起伏还要显著,有必要开展月球卫星高光谱数据的地形校正。通过顾及宏观地形起伏和周围地形反射辐射的影响,建立适合月表的Sandmeier辐照度模型,并由此推到了月表反射率地形校正模型。以月球虹湾地区KAGUYA卫星Spectral Profiler(SP)高光谱数据为例,借助美国Lunar Orbiter Laser Altimeter(LOLA)高程数据,计算了试验区坡度、坡向,以及入射角、反射角、地形可见因子等地形校正参数,结合平坦月表接收的太阳直接辐照度,实现了月球虹湾地区经向SP数据的反射率校正。通过比较发现,校正后反射率像元数量统计直方图近似高斯分布,而且光照区的月表反射率得到了抑制,阴影区的月表反射率有所增强,有效地消除了月表起伏地形的影响。