月球亮温度的射电多波段地基观测

月球是距离地球最近的天体,人类对它的研究探索一直没有停止。月球不仅反射可见光,还在红外和微波频段遵循热辐射机制辐射能量。亮温度是反映微波特性的一个重要指标。由月球亮温度,可以进行月壤特性的研究,从而进一步分析月球表层及近表层结构和物质组成。另外月球亮温度也是影响月球探测器星地链路的一个重要因素。从月球的亮温度出发,阐述了月球射电辐射机制;并对地基射电望远镜的多波段观测进行总结,分别从设备、方法、结果等方面给出月球亮温度观测的发展;最后对我国地基射电望远镜对月球亮温度的观测进行了介绍。     

月球开发畅想曲(续)

四　开发月球矿物资源　　只要在月球上建立起强大的能源基地,开发月球上的矿物资源也就是轻而易举之事了。那么月球上都有哪些矿物资源呢?从阿波罗登月飞船取回的月岩分析可知,地球上有的元素月岩中都有,从月岩中就可以取出人类所需要的元素。在带回来的60余种月岩中,其?..     

我们去月球做什么？

月球在中国古代有玉鉴、桂宫、婵娟等美妙的别称,可见古时候的人们对月球的理解是多么的富有想象力。那时的人们不但对月亮的阴晴圆缺现象加以揣测从而提出自己的解释,而且还幻想人类登上月球后嬉戏仙游的景象。随着科学技术不断发展,人类对于地外空间尤其是月球世界的探访欲望越发强烈,最终于美国东部时间2969年7月20日16时许,第一个人类的脚印被永久印在了月球静海南部地区一块较为平坦的区域上,自此宇航员阿姆斯特朗（Neil Alden Armstrong）的名字为世人所熟悉。     

第三届国际天文奥林匹克竞赛部分试题解答

1.What can one see in the Moon’s sky moreoften?the Sun or the Earth? 译文:在月球上太阳和地球哪个更常见? 解答:由于长期潮汐作用的影响,导致月球的自转周期与绕地球运动的公转周期相同,都是27.32天。因而在月面上有一半的地方永远可以见到地球(我们习惯上将其称为月球的正面),而在另一半地区却永远见不到地球。月球在太阳系内的运动包括自转,绕地球的公转和与地球一起绕太阳的公转,由于月球的自转,     

天文信箱

问:不久的将来,人们会对月球开发,将月球上的矿产资源运回地球,长久下去,会改变地球和月球的质量,这样一来会不会对地球和月球的轨道造成影响,如果会,怎样解决? 地球和月球的质量分别是6×10221吨和7×1019吨,即便将开采量定位在10亿吨,即109吨,二者分别差了12个和10个量线,这样规模的开采量仍可以视为忽略     

用激光测月资料研究月球的物理性质

从月球的自由天平动,引力场和耗散等可以研究月球内部的结构和演化.本文从理论上估计了用激光测月资料推算月球自由天平动的精确度,根据四个激光测月台站的18年的观测资料计算了月球自由天平动的振幅和相位、月球转动惯量等,并初步得到了月球的内部结构和组成成分.     

今后几年的月球探测和月球科学

近年来月球探测已经进入了一个全新的时代。特别是 1 990年以来 ,多个月球探测计划已经被成功实现 ,而且另外还有多个探测计划也在准备当中 ,并将在未来的几年内发射升空。在这种背景之下 ,中国的航天机构和有关的科学家也开始积极酝酿和开发自己的月球探测计划。这些月球探测计划将利用卫星上搭载的各种仪器探测和测量月球的地质和地理特性、化学成分和矿物组成、月球物理学特征以及包含地球大气在内的地月空间环境和行星际空间环境 ;进一步研究月球的起源和演化 ,探明月面环境 ,研究太阳等离子体物理 ,提供月面天文台和月面长期科研基地的候选地址 ,调查月球上的可利用资源 ,为将来开发月球提供充实的背景资料。参与新一轮的月球探测同样也为中国天文学研究带来了新的机会。     

月球:人类未来步入太空的第一块踏板

月球,这个地球在太空中的惟一伴侣,自古寄托着人类的美好梦想和无限遐思。从伽利略首次用望远镜观月发现环形山,到“阿波罗计划”把人类送上梦幻之地,月球一步步地从神话世界转移到现实世界,变成了一个实实在在、可观可感,可以踩上一个脚印、抓起一把尘壤的邻家院子。     

定点击中和航測月球的火箭軌道

在月球表面上考虑了六个定点,它们是自道面内的近、远、东、西四点和此外的南北两点。为了要找到可以实现用火箭击中和航测这六点的轨道,我们以在月面定点上可以容许的初值为轨道出发点,倒推出火箭在地球附近时的位置和速度。月面定点上的初值是依据火箭大约在地面上200公里高空以第二宇宙速度发射的假定选取的。所用方法是按作用范围和简单的角动量和能量守恒的原理来考虑的。计算结果表明,火箭从地面上以通常的高度和速度发射能够击中这六个定点:东点可以垂直击中,西点只能切向击中。航测这六个定点,都可以找到有去有回的轨道,航测远、近、南、北四点还可以有对称的轨道。航测远、近点可以和月面接近到任意距离,航测其他各点,距离便要远些,约为二、三万公里。     

月掩星预报

月球在天球上每小时大约向东移动半度,这样我们有时候就会看到它会遮挡住一些恒星或行星等天体,过段时间后,这些天体又会重新出现,这就是月掩星。对这些现象进行计时观测,得到的时间数据可以用来修正月球轨道精确数据、准确预测月球的运动、研究地球自转的不均匀性。     

5月16日月掩金星的观测

月球以大约27．32天的周期在天球上运行一周,每小时相对于星空背景向东移动约半度,其运行轨道和黄道有大约5°09’的夹角。不同的行星其运行轨道和黄道也有不同的夹角,其中金星的运行轨道和黄道有大约3．4度的夹角。这样,月球由西往东在星空中周期性运行时,每个月都会发生恒星合月或行星合月现象。有时月球会将背景上的恒星或行星遮掩,就产生了月掩恒星或行星的现象。每次当发生这类掩星天象时,地球上只有一部分地区的人可以观测到。     

掩星驿站

月掩星预报 月球在天球上每小时大约向东移动半度,这样我们有时候就会看到它遮挡住一些恒星或行星等天体,过段时间后,这些天体又会重新出现,这就是月掩星。对这种现象进行计时观测,得到的时间数据可以修正月球轨道精确数据、准确预测月球的运动、研究地球自转的不均匀性。     

重返月球的新计划——2018年美国重返月球建立基地

2005年9月14日,美国国家宇航局(NASA)向白宫送交了重返月球的计划。根据该计划,美国将建造新型载人航天器和运载火箭。在2018年把4名宇航员重新送上月球,并在月球上停留7天:9月15日,这项历时13年的庞大计划转交给美国国会;9月19日宇航局局长迈克尔·格里芬还召开了新闻发布会,把该计划正式公诸于众。另据美国航天专家披露,白宫已批准美国宇航局提出的用新一代航天运载工具——"乘员探索飞行器"(CEV)替代航天飞机的计划,并计划现有航天飞机在2010年前退役。     

日月食的周期规律

日食、月食是由于地球、月球运动而产生的一种天文现象。它们的发生都是有规律的,相隔一定时间就会发生一次大致类似的日、月食,这种循环就叫做日、月食的循环周期。根据日、月食的周期规律可以粗略地预测若干年后发生日、月食的大致情况。那么,日食、月食都有怎样的周期规律呢？这还得从太阳、地球、月球三者的相互位置说起。     

潮汐能量耗散与地月系统演化

对地月系统而言, 在很大程度上角动量守恒是正确的. 地月距离的变化主要是受到月球引起的潮汐能量耗散的影响. 根据月球的平均运动和它的长期加速度, 就可以计算出月潮能量耗散的数值. 海洋是潮汐能量耗散的主要区域. 由于潮汐的高度正比于月球对潮汐隆起的万有引力, 由此可导出总的月球潮汐摩擦力正比于月球平均运动的平方. 如果采用月球平均加速度数值-20.72$''\cdot$cy^-2, 就可以推算出35亿年来地月之间的距离以及回归年日数和朔望月日数的演化. 此理论结果与古生物钟的数据进行比对, 两者符合较好.     

今后几年的月球探测和月球科学

近年来月球探测已经进入了一个全新的时代。特别是1990年以来，多个月球探测计划已经被成功实现，而且另外还有多个探测计划也在准备当中，并将在未来的几年内发射升空。在这种背景之下，中国的航天机构和有关的科学家也开始积极酝酿和开发自己的月球探测计划。这些月球探测计划将利用卫星上搭载的各种仪器探测和测量月球的地质和地理特性、化学成分和矿物组成、月球物理学特征以及包含地球大气在内的地月空间环境和行星际空间环境；进一步研究月球的起源和演化，探明月面环境，研究太阳等离子体物理，提供月面天文台和月面长期科研基地的候选地址，调查月球上的可利用资源，为将来开发月球提供充实的背景资料。参与新一轮的月球探测同样也为中国天文学研究带来了新的机会。     

对月球形状的估算

1799年,Laplace发现月球的3个主惯量矩,与月球的轨道和自转状态并不相符.有些学者认为,这可能是现在的月球仍保留了早期的"化石"形状.大约在三十多亿年前,月球曾经离地球很近并且转得较快,然后月球逐渐迁移远离地球并且转动得慢了下来.在此迁移的较早时期,月球受到了引潮力和自转离心力的作用,成为一个椭球体.并且很快凝固.所幸的是,固态月球的岩石圈较为稳定,使我们现在仍然能够看到很早时期月球的形状.文中利用月球天平动参数以及引力场系数,计算了椭球体3个主向径a,b,c的长度和月球的平衡潮形状,得到如下3个结论:(1)开始时月球离地球是非常近的,大约在三十亿年前月球可能已经冷却和固化,现在的月球基本上保留了凝结时的形状.(2)证明了液态月球的潮汐形变是月球平衡潮高度的1.934倍.因此用月球引力场推算月球形状时,必需考虑到流体勒夫数hf=1.934的影响.(3)根据月球三个主轴a,6,c的长度之差,推算了月球临凝固时的月地距离为1.7455×1O8m,自转周期为3.652 day.从而推算出月球临凝固时的恒星月长度为8.34day.因此在月球凝结时,月球被锁定在与自转速率比为2:1的共振轨道上.     

行星(月球)自转监测望远镜的原理样机地面验证实验

类地行星(月球)自转监测望远镜的科学目标是在行星(月球)表面现场测量行星(月球)自转并研究其内部结构和物理性质.为了验证全新的观测原理和资料处理方法,项目团队设计制造了一套原理样机,在一台商用天文望远镜的光路前端增加3面反射镜组,使其具有同时观测3个视场的能力.自2017年起在地面上开展了观测实验,获得了混合有3视场星象的图像.通过计算星象在前后图像上的位移实现了归属视场识别,使得观测效果与分视场独立观测等同,证明了用一台设备同时观测多视场的可行性.处理图像并通过3个视场中心的指向变化归算地球自转轴的空间指向,与理论值比较偏差平均约1′′,证明了观测原理和数据处理方法有效.对各种观测误差来源进行了分析,包含大气折射、仪器热稳定性和光学分辨能力的影响等,指出采用更长焦距的望远镜可以提高空间分辨率,优化形变控制可以提高观测稳定性.改进多视场同时观测中的光学设计也有助于精度的提高.     

“寂寞嫦娥舒广袖”——“嫦娥”一号探月卫星研制进展顺利

我国第一颗探月卫星“嫦娥”一号目前正按计划进行研制。卫星各关键技术已获得突破性进展,初样卫星的研制工作进展顺利。它将在未来两年内,用长征三号甲运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空。科学与工程目标我国探月卫星工程有四大科学目标: 一是获取月球表面三维立体影像。目前,世界上还没有覆盖整个月面的影像,如果我国获取全月面三维影像,则对于更好地了解月球的地质构造和演化历史     

掩星驿站

月掩星是一种很有趣味的天文观测项目,使用非常简单的设备就可以很容易进行观测。用口径60毫米的折射望远镜就可以观测到不少的月掩星,使用更大口径的望远镜可以看到更多的月掩星。因为较其他恒星、行星等天体而言,月球运行速度较快,所以在观测月掩星时,我们能明显觉察到月球的运动。