月球

mysmile 百科 2025-09-28 72

月球

月球（英文名：Moon）即地衛一，俗稱月亮，是環繞地球運行的一顆固態衛星，也是離地球最近的天體，是地球唯一的天然衛星。月球基本上是個圓球體，平均直徑約為3476公里，直徑約等于地球的1/4，質量是地球質量的1/81，表面重力只有地球的1/6，相對于所環繞的行星，它是體積和質量最大的衛星，并且是太陽系中第五大的衛星，也是太陽系內密度第二高的衛星，僅次于木衛一。月球的軌道平均距離約為 384400 km ，是它直徑的30倍。月球總是用它的近側面對地球，被潮汐鎖定在地球上。這導致農歷月的長度與其日相同，為 29.53天，月球在地球上施加相當大的力量，它和太陽在較小范圍內是潮汐的主要驅動力。

月球自身沒有亮度，只能通過反射太陽光來發光，從地球上觀測是除太陽以外最亮的天體，但月球的反照率只有0.07，其余93％都被月球表面吸收了。月海、月陸、環形山、輻射紋等構造了其表面地形，內部結構由月殼、月幔、月核等組成。有關它的起源有幾種假說，但沒有一種能完全地解釋，最被普遍認可的是大碰撞說，該假說推測在距今45億年前，一顆約火星大小的天體(學術界稱之為“忒伊亞，Theia”)和原始地球發生了碰撞，原始地球的部分物質被巨大的撞擊力拋射到地球軌道附近，形成了原始月球。月球繞著地球轉動，日地月三者的相對位置在不斷發生變化，月球自轉軸與白道面法線交角為6.687°，自轉方向與繞地球的軌道運動方向相同。這讓月球被照亮的部分也在隨之改變，所以地球上可以看到月相盈虧圓缺，人們將月全食、月偏食、半影月食等統稱為月食現象。

對于人類來說，月球一直是靈感和知識的重要來源，對宇宙學、自然科學和太空飛行至關重要。1959年1月2日蘇聯發射了“月球”1號，是飛經月球附近的第一個人造天體；1962年12月，聯合國大會政治委員會將外層空間納入國際法準則，在探索中加強國家之間的合作；1967年1月27日，聯合國最終制定管理國家太空探索和利用活動的條約原則，包括月球和其他天體，由美國、蘇聯和英國共同簽署。1969年7月20日，美國發射的阿波羅11號成功地登上月球，尼爾·阿姆斯特朗與巴茲·奧爾德林成為最先登陸月球的人類，此后，又有５艘阿波羅飛船成功完成登月任務，總共有12名航天員分6批成功登上月球。自從2004年，日本、中國、印度、美國、俄羅斯和歐洲航天局都發射了繞月衛星，這些太空探測器確認了月球極區上永久陰暗的坑穴的土壤中有水冰的存在。2019年中國的探測器嫦娥四號探測器首次登陸月球背面進行勘察，次年嫦娥五號探測器攜帶月壤樣本于2020年12月17日返回地球。現在人類有載人重新登陸探測月球的計劃，例如美國重返月球計劃、中國探月工程等已經確定實施，但細節均在研議階段，短時間內還未能成行。現在在外層空間條約下，月球依然是所有國家以和平的用途可以自由前往探測的場所。

命名和語源

東漢許慎在《說文解字》一書中分析月的字型時說：月，闕也。

英語中月的專有名稱是“Moon”。該名詞源于原始日耳曼語的“m?nōn”，在725年之前的古英語被稱為"mōna"，1135年為“mone”，大約在1380年變為“moone”，之后再變成現在的寫法。月球在現代英語的主要形容詞是“lunar”，源自拉丁文的“Luna”。另一個比較不常用的形容詞是“selenic”，則源自古希臘文的“Selene”（Σελ?νη），是衍生自字首“seleno-”（像是“selenography”）。古希臘塞勒涅（Selene）和古羅馬的狄安娜（Diana）或稱辛西婭（Cynthia）的女神都是月球的名字。辛西婭和塞勒涅是反映月球處于不同軌道期如遠月點、近月點的專門術名，狄安娜一名連接死亡，意指白天。

月球的地點起名主要有官方編訂和個人申請兩個途徑，官方編訂由國際天文學聯合會（IAU）的行星命名小組給月球主要地貌起名并直接成為官方名稱；個人或組織如因科研需要可以向IAU的月球地理實體命名專門工作組申請，申請通過后，將提交給IAU的行星系命名工作小組，依據不同情況分類審核，審核通過后，申請名稱會成為官方名稱。

2020年12月1日，嫦娥五號探測器在月球正面預選著陸區著陸。國際天文學聯合會日前批準中國提議在嫦娥五號降落地點附近的8個月球地貌的命名申請。至此，月球上的中國地名達到了35個。

月球的形成

太陽系行星衛星理論難以解釋月球的上述特征。因此，針對月球起源提出了四種假說：捕獲說，同源說，分裂說和大撞擊成因假說。前三類假說，或與天體力學相矛盾，或與現有的地球和月球的化學特征不一致。大碰撞假說是目前月球起源的主流觀點。?

同源說

主張這一假說的科學家認為，在原始太陽星云內，溫度和化學成分取決于與太陽的距離。太陽系的各個行星是在星云中不同的區域、由不同化學成分的星云物質凝聚、吸積而形成的。月球與地球在太陽星云中相距較近，形成過程相似，屬于同時形成的“兄弟”。對于地球與月球成分上的差異，他們解釋說，形成行星時，開始是凝聚、吸積并形成以鐵為主要成分的行星核，金屬核進一步增長之后，星云中殘留的非金屬物質才凝聚，月球就是地球形成后剩下的殘余物質所組成的。同源說力圖合理解釋地球與月球成分差異和月球的核、幔與殼的組成，但其模式與太陽星云的凝聚過程和地月系的運動特征不盡相符。因此，這一假說的合理性不高。

浮獲說

主張俘獲說的科學家認為，地球和月球處在太陽星云的不同部位，由化學成分不同的星云物質凝聚而形成。月球原來的運行軌道與地球的軌道面交角很小（約5度），當月球運行到地球附近時，在地月距離為10個地球半徑的范圍內，月球可能被地球俘獲而成為地球的衛星。著名有天文學家阿爾芬認為，月球曾經是一個獨立的行星，月球被地球俘獲時，與地球的距離大約為26個地球半徑，與地球的平面的交角為149度。如果月球進入地球的洛希極限，潮汐會產生很強的非均一重力場，月球表面的巖石將會破碎，并進入月球運行的軌道空間，大部碎片物質又返回月球，撞擊月球，在月表產生大量的月海盆地。月球正面在39億年前發生的開鑿月海事件——雨海事件也許是俘獲說的重要證據。通過地月軌道的精細計算及激光測距的數據表明，現今月球的軌道愈來愈遠離地球，每年后退約3.8厘米。不過，俘獲說只能解釋部分觀測事實，因此不斷有人另辟蹊徑，提出新的假說。

分裂說

月球的分裂說堅持月球是地球的親生子女，即月球是從地球中分裂出來的。堅持這一假說的科學家認為，在地球形成的早期，地球呈熔融態，由于潮汐共振作用，地球自轉不穩定，即使只考慮地球和月球的角動量，當時地球自轉的周期也僅有4小時，加上太陽的潮汐作用，地球的自轉周期可縮短到2小時，因此有理由相信，在地球歷史的早期，地球飛快地旋轉，其自轉速率比現在要高得多。若初期的地球是熔融狀態，地球物質在地赤道面上將出現膨脹區，使在赤道面上的一部分熔體分離，或者說這部分熔融物質在地球高速自轉情況下從赤道區被甩了出去，甩出去的物質在地球附近的行星際空間凝聚，冷凝后形成月球。不過，由于這一假說與地月系的基本特征不相符，現在已經被大多數科學家所棄。

大碰撞說

根據這個假設，最初的地球和一個像是火星一樣的物體在太陽系的早期就已經成型了。這兩顆星體在進化過程中，形成了以鐵為主的金屬核，以及由硅酸鹽構成的地幔和地殼。以一種不同的方式撞擊到地球上，讓它噴射出很多物質，這些物質被送到太空中，在圍繞著地球運行軌道上過程中，重新組合成一個單獨的固態物質，就是月球。

月亮在圍繞著地球運行的同時圍繞著太陽運行。月球在天體上的相對于眾恒星的視運動是非常明顯的。月亮繞著地球轉動的軌道面與天球的大圓相交，也就是月亮在天球上的視運動軌跡，叫做白道。

支持大碰撞假說的觀測有很多。首先碰撞后產生的巨大熱量使揮發份迅速逃逸，導致月球相對地球貧揮發份；其次月球（月核除外）主要是由貧鐵的硅酸鹽熔體-氣體盤凝聚吸積而成，而且地核中加入Theia核中的大部分金屬，導致月球整體相對地球貧鐵；大撞擊產生的巨大能量也為巖漿洋的形成提供了一個可靠的能量來源；此外，現今地軸的傾斜也可以用大撞擊模型來解釋。Cameron and Ward(1976)計算發現地月系統的角動量相對于太陽系中其它行星來說很大，從物理的角度限制了大撞擊成因模型，并推算出撞擊體的大小和火星相近。?經典大撞擊成因模型指出，撞擊之后以洛希極限（Roche limit,約2.9個地球半徑）為界，分別形成內盤和外盤，均為硅酸鹽熔體-氣體盤。外盤物質通過重力吸積和碰撞形成月球，經計算這段時間僅需約100年的時間，而內盤物質最終回歸地球。?

物理特性基本屬性

月球基本上是個圓球體，平均直徑約為3476公里。地球直徑是月球直徑的3.6倍。月球的表面積有3800萬平方公里，大約是中國陸地面積的4倍。月球的體積僅為地球的1/49。月球的質量約7.35x1022kg，相當于地球的1/81，由于質量小，產生的引力就小，月球的表面重力只有地球的1/6。月球繞著地球公轉，有時近有時遠。最近時約36萬公里，最遠時約40萬公里，平均距離約為384400公里，相當于繞地球赤道走10圈。月球本身并不發光，只是因為表面反射太陽光而發亮。從天文學角度來說，月球的反照率只有0.07，它只反射了照射到它上面的太陽光的7％，其余93％都被月球表面吸收了。與太陽亮度相比，月球的平均亮度只有太陽的1/465000。在地球上，除了太陽之外，月球是人類肉眼能夠看到的最大最亮的天體。月球繞著地球轉動，日地月三者的相對位置在不斷發生變化，這讓月球被照亮的部分也在隨之改變，所以我們會看到月相盈虧圓缺。

月球是地球的同步自轉衛星，它繞軸自轉的周期與繞地球的公轉周期是相同的，這使得它幾乎永遠以同一面朝向地球。它之前以較快的速度旋轉，在后來由于地球產生潮汐摩擦，讓其自轉速度減慢，直到最后以同一面持續面對地球，即潮汐鎖定。我們將月球朝向地球的一面被稱為正面，而相對的另一面則稱為背面，背面通常也稱為"暗面"，但是事實上它如同正面一樣會被照亮。當月相為新月時，我們看到月球的正面是黑暗的，而月球的背面則被太陽照亮。

表面地形

科學家通過激光測高儀和立體影像分析技術對月球表面地形進行測量，月球表面最顯著的地形特征之一是位于月球背面的南極-艾托肯盆地。該盆地為太陽系已知最大且最古老的撞擊盆地，直徑約2240公里，是月球最大的隕石坑，形成于約42.5億年前。其底部為月球海拔最低區域，深度約13公里；月球海拔最高地點恰好位于該盆地東南方，有觀點認為該區域為形成南極-艾托肯盆地的撞擊事件導致的隆起。月球上的其它大撞擊盆地，如雨海、晴朗海、危海、史密斯海和東方海等，也都擁有低海拔的區域和高聳的邊緣，月球背面的平均高度比正面高1.9公里。

月海

從伽利略望遠鏡觀測時代開始，人們就發現月球表面的中西部區域發暗，并認為月球像地球一樣存在海洋，因此將這些暗**域命名為月海（Stanley）。后續的月球探測發現，月球表面并不存在海洋，這些月海其實是月球火山噴發形成的富含鐵元素的玄武巖（Nealand Taylor）。月海中的玄武巖含有豐富的鐵，而完全缺乏因水流過而出現的礦物，大多數噴發的熔巖漿流入與撞擊盆地相連接的洼地，形成月海，盾狀火山和火山穹頂是熔巖漿凝結形成月海的證據。海是肉眼所看到的月球表面上暗淡的黑斑，它們是月球上廣闊的平原。在月球正面，月球海共有22個，面積約占整個月球的一半。其中最大的叫風暴洋，它們是伽利略·伽利萊首先發現的，1609年，伽利略用望遠鏡觀測月球時，看到月面上亮的部分是山，就根據地球上有山有水的自然景色，把這些暗黑的部分想象為海洋，并給予“云海”“濕海”和“風暴洋”之類的名稱。

火山地形

在月球表面上用肉眼可以清楚看見有黑暗的，相對平坦的平原，這是因為古代的天文學家認為這些地方充滿了水。這些黑暗部分是古代火山爆發后熔巖漿在洼地凝結成的廣大玄武巖，和地球的玄武巖類似，科學家已經在月球正面的月海中發現幾個擁有盾狀火山和火山穹頂的地質分區。月球上的火山活動是關于月球的資料部分熔融產生的巖漿，月海玄武巖是月球火山活動最主要的產物，覆蓋了大約17%的月球表面，占月殼體積的1%。

月谷

月球表面一種地形構造。月面上不少地區發現一些大裂縫，彎彎曲曲延伸數百公里，寬幾公里到幾十公里，好像浩浩蕩蕩奔赴海洋的河流，形狀與地球上的東非大裂谷相似，因而稱之為月谷。較寬大的月谷大多出現在月陸上較平坦的地區；最大的里塔月谷位于南海東北部，詹森環形山東面的月陸上，總長達500公里；最寬的莫希拉米月谷在東海盆地南部，巴德環形山附近的月陸上，約有40～55公里。最著名的月谷是阿爾卑斯大月谷，從柏拉圖環形山東南一直“流入”平坦的雨海和冷海，它把月面上的阿爾斯山脈攔腰截斷，很是壯觀。從嫦娥一號拍攝的照片估算，它長達130公里，寬約10～12公里。月谷往往有一定的走向，它的產生原因是一個很有意義的值得研究的課題。根據月球探測器和阿波羅載人登月獲得的資料分析，月谷可能是由順山而下的巖漿留下的“印跡”。

月陸

月面上比月海高的地區叫月陸，其高度一般在2~3千米，主要由淺色的斜長巖組成。

環形山（撞擊坑）

月球表面最顯著的特點就是環形山。“環形山”一詞源自希臘文，即“碗”的意思。一般將碗型的坑洞稱作環形山。最大的環形山是靠近月球南極的貝利環形山，它的直徑為295km。所謂“環形山”，指的不是什么山脈，它指的就是那些石質、凹陷的凹坑。因此，在月面上的環形山又被稱作“月坑”。

平均每天月球都會承受超過3噸宇宙物質的撞擊，當中的小行星或彗星撞擊月球表面時會形成撞擊坑，是另一個主要會影響月球表面地形的主要地質事件。現在估計單在月球正面直徑大于1公里的隕石坑就大約有300,000個，其中有些隕石坑以知名的學者、科學家、藝術家和探險家的名字命名。月球地質年代是根據月面上的重大隕石撞擊事件進行分界，包括在酒海、雨海和東方海等的撞擊事件。這些撞擊事件的結構特征是產生多層物質隆起的環，通常是由數百至數千公里直徑的圍裙狀噴發物沉積形成一個區域性的地層視界。

輻射紋

月球表面上還有一些亮線和暗線。亮線叫輻射紋，是從大環形山向四周輻散的明亮線條，延伸達數千千米。它們是環形山中拋出物的輻散條紋；其中，以第谷環形山和哥白尼環形山的輻射條紋最為優美，在圓月時看得很清楚。暗線是深陷的裂縫，有如地面上的溝谷，被叫作月谷。

月球漩渦

2025年“阿特彌斯計劃”人類登陸月球背面，美國航空航天局的探測器將研究月球漩渦、地震活動以及薛定諤盆地內部的熱流和導電性。這些探測器將在“阿特彌斯計劃”任務之前至少向月球發送兩批貨物。其中一次發射任務是一個著陸器和漫游器的組合，名為“月球頂點”（Lunar Vertex），將在月球的ReinerGamma著陸，這里是月球上最獨特和神秘的自然特征之一，被稱為月球漩渦。科學家們并不完全了解月球漩渦是什么，或者它們是如何形成的，但他們知道它們與月球磁場相關的異常現象密切相關。

“月球頂點”探測器將使用一個車載磁強計對磁場進行詳細的表面測量。月球車收集的月球表面磁場數據將加強航天器在繞月軌道上收集的數據，并幫助科學家更好地了解這些神秘的月球漩渦是如何形成和演變的，以及進一步了解月球的內部和核心。

表面地質

月球表面的化學元素分布極不均。按照其豐度依次為：氧、硅、鐵、鎂、鈣、鋁、錳、鈦。氧的含量估計為42%（按重量），碳和氮只有痕跡，似乎只存在于太陽風帶來的微量沉積中，氫主要集中在月球的兩極。

月巖

月球表面主要有四類巖石：月海玄武巖、高地巖石（主要包括斜長巖與富鎂的結晶巖套）、克里普巖和角礫巖，且分布不均。

月壤

地球土壤是機械作用、化學作用和生物作用的綜合產物，而月壤（包括巖石角礫）則主要是機械作用的產物。石隕石的頻繁撞擊，撞擊濺射物的不斷堆積，宇宙射線的轟擊和劇烈的溫差促使月表巖石破裂和粉碎，這些機械作用最終形成月壤。月壤的粒度分布很廣，但絕大部分顆粒在30微米到1毫米之間，摸起來跟面粉一樣細膩。月壤主要由月球巖石碎屑、粉末、角礫、撞擊熔融玻璃物質組成。

月壤的化學成分很復雜，其中最有用的是其中含有的大量有用氣體資源。太陽風粒子、太陽耀斑粒子的注入，會與月壤物質發生相互作用，形成3He（氦-3）、20Ne（-20）、21Ne（氖-21）、22Ne（氖-22）、38Ar（-38）等核素。月壤細粒子粉末中稀有氣體含量很高，達0.1～1立方厘米/克（標準狀態下），相當于1019～1020原子/立方厘米。月壤中富含硅、鋁、鉀、、鋰、、鋯、鉿和稀土元素，月球上還蘊藏著豐富的鈦元素，這也是月球上的重要資源。特別值得關注的是月壤中氦-3（氦元素的一種同位素）的含量非常高，由于氦-3是核聚變的理想原料，因此月壤可能為地球和今后月球的開發提供能源。我們知道，氦-3是一種清潔、安全和高效的核聚變發電的燃料，例如，建設一個500兆瓦的-氦3核聚變發電站，每年僅消耗50千克氦3。一些科學家估算，月壤中氦-3的資源總量約為100～500萬噸。在月壤表面還富集有銀、溴、鎘，鎵、鍺、汞、、鉛、銻、和錫等元素。由于這些元素的揮發性差異，使得各種元素在月壤顆粒表面的富集程度也有很大的差異。根據返月樣品分析，從150微米到小于5微米的顆粒分析表明，其鎘、鋅、銦、鎵的含量變化可達10～20倍，即較易揮發的金屬都富集在月壤細小顆粒的表面。

此外，月壤中還含有一定量的石隕石成分，分析表明，類似于Ⅰ型碳質球粒隕石的成分在月壤中約占1.5%～2%，這些隕石成分的物質有的是早期大型撞擊和開鑿月海盆地時隕石成分的加入，有的是年輕月坑的形成過程中隕石成分的加入，有的是微沖擊坑形成時由于微隕石的加入而增加了隕石成分。

內部構造

月殼

月殼是最外層，也是最薄的一層，其厚度約60公里，分為兩個部分，一個是下月殼，厚度為25~65公里，由輝長石、富鋁玄武巖、斜長蘇長巖組成，另一個是上月殼，厚度為2~25公里，主要為玄武巖與非玄武巖。它的表面厚度約為2千米，主要是巖石碎片和月球土壤。

巖漿海洋的結晶將從礦物橄欖石、斜輝石和正輝石的沉淀和下沉中形成鎂鐵質地幔；在大約四分之三的巖漿海洋結晶后，低密度的斜長石礦物可以形成并漂浮在頂部的地殼中。最終結晶的液體最初將夾在地殼和地幔之間，具有大量不相容和發熱的元素。與這一觀點一致，從軌道進行的地球化學測繪學表明，地殼主要是斜長石。由于地幔部分融化而噴發到地表的洪水熔巖的月球巖石樣本證實了鎂鐵質地幔的組成，其比地球的富含鐵。地殼平均厚約50公里。

關于月球的資料

在月殼下面到1000公里的地方，是月球中最大的部分，它分為下月幔和上月幔，下月幔的厚度在250千米到1000千米之間，是一個局部的融化狀態，上月幔的厚度在65千米到250千米之間，由基性巖和超基性巖組成。

月核

月核在最深處，月核厚1000公里，溫度大約在1000℃左右，是一種熔化的材料。月球的內核富含固態鐵，半徑大約為240公里，此外還有一個流體的外核，主要成分是液態鐵，半徑大約為300公里。核心周圍是部分熔融的邊界層，約有500公里的寬度。

重力和磁場

月球表面的引力約為地球的六分之一。月球的重力場已經通過圍繞月球旋轉的探測器發射無線電信號的多普勒效應所測量的。月球重力場主要的特征是擁有質量瘤，即在一些巨大的撞擊盆地卻反而出現較重的重力分布，這可能與組成這些盆地的玄武巖熔巖流密度較大有關系，這些異常對環繞月球軌道的太空船有極大的影響，如果經月球這些地域時，假如太空船與月面距離足夠低，而且軌道不加修正的話，那么太空船會在數個月或數年間在月球表面墜毀。但令人困惑的是，熔巖流密度本身不足以完全解釋重力異常，有一些質量瘤的存在明顯和月海中的火山作用形成的熔巖流無關。

月球擁有一個外在磁場，其強度不到地球磁場百分之一，范圍在1至數百特士拉之間，已發現月球上有類似質量瘤的異常的磁場區。這些磁場區有明顯不同于其他地方的磁場強度（但是原因未知）。天體液體金屬核心可以生成的全球性雙極性磁場，但現在月球的磁場并不是由液體金屬核心產生的，而可能是在月球演化的歷史早期被磁化而一直保留至今的地殼磁場，月球磁場另一種可能來源是在大碰撞事件期間生成的瞬態磁場殘余的磁化，通過撞擊產生的等離子云包圍，擴大了磁場的范圍，這種說法受到最大的地殼磁場撞擊盆地對面出現對點的支持。

大氣層

月球有一個非常稀薄、接近真空的大氣層，總質量低于10公噸，如此小的大氣質量在月球表面產生的壓力大約是3?×?10?15atm（0.3nPa），數值隨著月球一天的時間不同而改變。月球大氣的來源包括出氣和濺射，如太陽風的離子轟擊月球表面釋放出的原子。過往曾經檢測到由濺射產生的原子包括鈉和鉀，相同的情況也曾在水星和木衛一埃歐的大氣中發現過。月球大氣的氦-4來自太陽風，氬-40、-222和釙-210則來自月球地幔相關元素放射性衰變后的濺射。但月球大氣中缺乏存在于月球表巖屑的氧、氮、碳、氫和鎂等自然元素的原子或分子，月船1號已經在月球大氣中發現水蒸氣的存在，其含量隨著月球緯度的不同而改變，大約在緯度為60-70度時水蒸氣的含量最高。這些水蒸氣可能是由月球表面表巖屑的水冰升華而生成，月球大氣層的氣體有些被月球的重力吸引回到表巖屑，有些由于太陽的輻射壓，或者被太陽風的電離后逃逸到太空中。

季節

月球的轉軸傾角只有1.54°，遠小于地球的23.44°。由于這個緣故，太陽照射對月球季節變化的影響很小，反而是月球表面地形對季節變化有重要作用，2004年，約翰·霍普金斯大學的Ben Bussey博士率領的小組研究克萊芒蒂娜探測器在1994年獲得的影像，發現位于月球北極的皮爾斯環形山邊緣有4個區域在整個月球日中都被陽光所照亮，形成永晝峰，而在月球南極地區沒有類似的區域。而在極區的許多環形山底部是永久黑暗的，沒有受到陽光照射，這些黑暗的環形山底部是極低溫的：月球勘測軌道飛行器在夏天的南極環形山底部測得的最低溫度是35K（?238?°C），而在接近冬至時在北極測得埃爾米特環形山的溫度只有26K（?247?°C）。這個溫度比冥王星的表面溫度還要低，是太空船在太陽系中所測得的最低溫度。

水

月球的表面不存在液態水，因為太陽輻射會使水被光解并快速逸入太空。但從1960年代以來，科學家假設由彗星撞擊所帶來的水、或者來自太陽風的氫和含氧豐富的月巖反應所產生的水，都可能以冰的型態沉積下來，并在月球兩極撞擊坑低溫的永久陰影區留下可以追蹤得到的痕跡。2022年1月8日，由中國科學院地質與地球物理研究所（以下簡稱地質地球所）行星科學團隊與上海技術物理研究所、國家空間科學中心，以及南京大學、美國夏威夷大學等多家科研機構合作完成研究，這項研究利用嫦娥五號探測器攜帶“月球礦物光譜分析儀”所探測的數據，首次獲得了月表原位條件下的水含量，來自嫦娥五號探測數據的最新研究顯示，1噸月壤中大概約有120克“水”。

與地球的關系

月球是地球唯一的天然衛星，也是太陽系第五大衛星；它與地球的關系在太陽系中極為特殊，其質量達到了地球的八十一分之一，而太陽系其它行星的衛星遠遠達不到這樣大的比例。實際上，地球和月球在圍繞著它們的共同質心轉動，因此，在天文學上專門將地球和月亮稱為“地月系統”并作為一個整體去研究。

軌道

繞地球公轉

月亮在圍繞著地球運行的同時圍繞著太陽運行。月球在天體上的相對于眾恒星的視運動是非常明顯的，月亮繞著地球轉動的軌道面與天球的大圓相交，也就是月亮在天球上的視運動軌跡，叫做白道。月球繞地球公轉一周大概需要一個月的時間，也是月球公轉的周期。

恒星月和朔望月

月球和恒星兩次同時出現在同一條直線上的時間間隔被稱為恒星月，是月球繞地球轉動一圈的時間間隔，1恒星月為27.321661d（平太陽日）。朔望月是月相變化的周期，它是以太陽為基準的會合運動周期，月球與太陽的地心黃經連續兩次相同（朔)或相差180（望）的時間間隔，1朔望月為29.530589日。

近點月和交點月

近點月是月球連續兩次經過近地點的時間間隔，1近點月為27.55455d，交點月是月球連續兩次經過升交點的時間間隔，1交點月為27.21222d。

同步自轉

月球繞地球轉動的同時還在自轉，月球自轉軸與白道面法線交角為6.687°，自轉方向與繞地球的軌道運動方向相同，自轉周期等于恒星月，這稱為“同步自轉”。

經（度）天平動

由于月球繞地球運動的軌道是橢圓，軌道運動速度不均勻，從處于其軌道焦點的地球上看，不同時間垂直視向的月面經度范圍有月球可見表面的這種變化表現為經度方向的擺動，故謂之經（度）天平動，平均擺動可達7°54*，擺動周期為近點月。

緯（度）天平動

由于月球自轉軸與黃道面不垂直,在月球公轉運動中，自轉軸始終保持平行，因此可觀測到月球背面南北極6°41`的區域。如右圖所示。當月球運動到M時，地球E看見月球的近南極區；而到M時，則看見月球的近北極區。這種可見月球表面的緯度擺動謂之緯（度）天平動。

周日天平動

由于月球離地球較近，在同一時刻，地球上不同地點觀測到的月面不全相同，同樣原因，同一地點，不同時刻觀測到的月面也不完全相同，于是觀測者看到月面呈現“擺動”，謂之周日天平動或視差天平動，其幅度較小，僅約1°。

相對大小

月球相對于地球的大小是最大的：直徑略大于地球的四分之一，質量約為1/81，就衛星與行星的相對大小比例來說，它是太陽系最大的衛星（雖然冥衛一凱倫與矮行星冥王星相對來說更大）。地球和月球仍然被是一種行星-衛星系統，而不是雙行星系，因為它們的質心，一般所謂的質量中心，位于地球表面之下約1700公里處。

潮汐效應

月球的存在對于維持地球自轉軸的穩定非常重要，而月球引力引起的潮汐作用甚至比太陽還要大。由于“潮汐鎖定”的原因，月球的自轉和公轉速度相同，使得它總是只有一面朝向地球。

地球上的潮汐主要是來自月球牽引地球兩側引力強度的漸進變化的潮汐力造成的。這在地球上造成兩處隆起，最明顯的是海潮和海平面的升高。由于地球自轉的速度大約是月球環繞地球速度的27倍，因此這個隆起在地球表面上被拖曳的速度比月球的移動還快，大約一天繞著地球的轉軸旋轉一圈。海潮會受到一些影響而增強：水經過海底時的摩擦力與地球自轉的耦合，水移動時的慣性，接近陸地的平坦海灘，和不同海洋盆地之間的振蕩。太陽的引力對地球海潮的影響大約是月球的一半，它們相互的引力影響造成了大潮和小潮。

月球和靠近月球一側隆起的重力耦合對地球的自轉產生了一個扭矩，從地球的自轉中消耗了角動量和轉動的動能。反過來，角動量被添加到月球軌道，使月球加速，使得月球升到更高的軌道和有更長的軌道周期。結果是，月球和地球的距離增加，和地球的自轉減緩。通過阿波邏任務安裝在月球表面上的月球測距儀，測量月球到地球的距離，發現地月距離每年增加38毫米（雖然每年只是月球軌道半徑的0.1 ppb）。原子鐘也顯示地球的自轉的一天，每年約減緩15微秒，在UTC的緩慢增加被閏秒加以調整。潮汐拖曳會繼續進行，直到地球的自轉速度減緩到與月球的軌道周期吻合。

月球表面也能體驗到周期約27天，振幅約10公分的潮汐，它有兩種成分：因為它的同步自轉，來自地球的是固定的；和來自太陽的變動，來自地球致的量是天平動，這是月球軌道離心率造成的結果；如果月球軌道是理想的圓，就只會有太陽造成的潮汐。天平動會改變從地球看見的角度變化，使得從地球可以看見59%的月球表面（但在任何時間看見的都略少于一半），這些潮汐力累積的應力會造成月震。雖然每次震動可以持續至一小時以上，明顯的比地震的時間長，因為缺乏水來阻尼震動的振幅，但月震不如地震的頻繁，也比地震微弱，月震的存在是1969年到1972年的阿波羅太空人安放在月球上的地震儀的一個意外發現。

作為地球唯一的天然衛星，月球對地球最直接的影響就是潮汐效應，其中最具代表性的是海洋潮汐，除此之外，人們在地殼、大氣和電離層等不同高度區域都頻繁地觀測到月球潮汐現象。以上這些區域中的物質以固、液、氣三態為主導，其中的月潮特征是由月球引力直接導致的，且大都以半日和半月周期變化為主。以海洋潮汐為例，如圖1中地球表面附近的藍色部分所示，兩個**分別出現在月球地方時的正午和午夜側，即地月連線附近，兩個低潮則分別出現在月球地方時的晨昏側即垂直于地月連線附近。

位置與外觀月相

月相是指在地球上所看到的月球發亮部分的形狀，月相的變化順序是朔一上弦月—望一下弦月一朔。月相周期變化的原因有二：一是月球、地球和太陽的周期性會合運動，它們的相對位置呈現周期性變化；二是月球本身不發射可見光，我們看到的只是月球被太陽照亮的部分。

月齡

月齡是指從新月算起到各月相所經歷的天數。相鄰兩次新月之間的間隔稱為一個朔望月，這一周期，在地球上看來是月相盈虧之變，而在月球上，則是長達半月的白天和長達半月的黑夜。

食

天文學上用“食分”來表示日食、月食程度，食分大于等于1則為全食。

日食

日食，又可寫為日蝕、日噬，指的是當月球完全或部分遮擋太陽光時，在地球上部分地區所能見到的天文現象，為食的一種。日食只有在月球運行至太陽和和地球之間、最接近黃道平面時發生，月球完全遮掩太陽的現象稱為日全食，部分遮掩太陽的現象則稱為日偏食或日環食。

日環食

日、月、地連成一線，但月球的角直徑比太陽小，無法完全遮掩太陽圓盤。太陽未被遮掩的部分呈環形，中間則是月球的陰影。

日偏食

月球只是遮蔽太陽圓盤的一部分。在日全食和日環食期間，地球上只有一條細長的區域能看到全食或環食，地球其余大部分地區則會看到偏食。除此之外，有的日食無論在地球何處都只能看到偏食，那是因為月球投下的本影沒有落在地球表面，而是在地球的北極或南極上空。日偏食期間很難察覺太陽亮度的降低，甚至當太陽圓盤99%的面積被覆蓋，亮度仍然相當于曙光。

日全食

日、月、地連成一線，月球完全遮掩太陽圓盤強烈的光芒，此時日冕肉眼可見。每次日全食發生時，地球上只有一條細長的區域能看到食甚，此區域稱為全食帶。

地球上的日全食，食分最大也就略超過1，而月球上日全食食分會超過1.8。從這一數值也能看出，月球上的日全食比地球“徹底”得多。此外，地球投下的陰影比月球陰影大很多，大到本影區就能包裹住整個月球的程度。因此，不同于地球上的日全食需在特定區域才能看到，在月球上，整個朝向地球的那一面都能同時看到日全食。

由于地球表面有大氣層月球表面沒有，地球和月球上的日全食景象也有細微的差別。月球沒有大氣層，因此地球上看到的日全食是整個日面被遮擋后呈現出的完全黑色。而地球大氣層會把太陽光中波長較短的紫、藍、綠、黃光等吸收或散射，波長較長的紅光則容易被折射至月球表面。因此月球發生日全食時，可以看到“黑色地球”的邊緣被一圈紅色光暈包裹。

月食

月食是一種比較普遍的現象，地球在背著太陽的方向出現的一道影子，叫做地影。地影分本影區和半影區：本影區是不會被太陽直接照射的，而半影是被太陽光直接照射的部分區域。在日月會運動中，月球進入到與太陽相反的位置（即望日），而日、地、月三球正好或接近一條線時，月球進入到地球的影子，在地球上處于夜半球地區的人們，看不見或看不全月球的現象，就是所謂的“月食”。

月全食

整個月球進入地球的本影之時，就會出現月全食。在月全食時，太陽光受地球大氣層的折射后投射到月面上，使月面呈銅色。

月偏食

當月球只有部分進入地球的本影時，就會出現月偏食。

半影月食

如果月球未進入本影而是進人半影區域，太陽的光也可以被遮掩掉一些，月亮略為轉暗，但它的邊緣并不會被地球的影子所阻擋，這種現象在天文上稱為半影月食。

生命可能性

關于在一個星球上是否可能有生命存在的討論，主要需要考慮三個關鍵因素：液態水、一系列生命必需元素（如C、H、N、O、P、S等）以及生命產生與存在所需要的某種形式的可利用能量。回觀月球，其環境相比于地球來說極端惡劣。

首先，月球沒有大氣層。其表面大氣壓只有地球的十億分之一，幾乎處于真空狀態。由于缺少大氣層的保護，月球表面晝夜溫度相差巨大，“阿波羅15號”在其登陸點探測的月球表面溫度最高為374 K（~101℃），最低為92 K（~零下181℃）；而且，月球表面紫外線等宇宙輻照強烈，特別是在太陽風暴期間，太陽紫外線長驅直入，起到了消殺作用。

其次，月球表面至今未發現液態水。月球像地球一樣，表面覆蓋著一層由疏松的顆粒狀巖石構成的物質，被稱為月壤層。通過對月探測和月球樣品進行分析，科學家們發現月球兩極地區存在氫富集的現象，氫元素富集可能是源于太陽風注入的氫或一些礦物所含的羥基，也有可能是水冰（由水或融水在低溫下固結的冰）以細顆粒形式與月壤混合共存所導致，這是月球存在水的直接證據，但遺憾的是，目前尚未在月球上發現液態水。

最后，月壤中缺乏目前已知的碳基生命所必需的元素。我國科學家對CE３玉兔號月球車粒子激發X射線譜儀(APXS)所獲取的數據分析結果顯示，其著陸點月壤的元素組成主要包括Si、Ca、Al、Mg、K、P、S、Fe、Ti、Ni、Cr、Mo、Sr、Y、Zr、Nb16種元素，但缺乏生命必需的C和N等元素。因此，總體而言，月球上存在本土生命的可能性微乎其微。

至少沒有生命保障系統的呵護的情況下，人類是無法在月球表面長期生存的。強烈的宇宙高能射線和至少300攝氏度的溫差會讓所有登月的人殞命。1969年，伴隨阿波羅11號載人登月飛船落在月球寧靜海內，之后月球車、月震儀、激光反射鏡這些科學儀器通過6次載人登月活動被運到了月球表面，它們為人類了解月球的演化提供了詳實的科學資料。

除了這些精密的儀器，登月宇航員還將96包人類排泄物“暫時”留在了月球。之所以說是“暫時”，是因為隨著人類深空視野的擴展，急需了解生物在宇宙真空環境中的生存情況。而這幾十千克被遺棄在月球的排泄物，有可能滋生細菌和微生物。50余年中，在極其苛刻的環境下，這些“小生命”現在的狀態引起了生物學家越加濃厚的興趣。對于這些排泄物的研究，將使人類了解生命體在宇宙環境中長時間存在產生變異的情況，從而幫助我們更好地設計航天服、太空艙甚至太空基地。

早在1971年的一項研究表明，在由“阿波羅12號”帶回地球的早期的月球探測器“勘測者3號探測器”的電視攝像機內部（“勘測者3號”發射于1967年，在月球停留兩年半）發現了一種細菌——輕型鏈球菌（Streptococcus mitosis），數據顯示該菌在“勘測者3號”著陸月球之前就已經存在，在發射前真空測試期間以及后來在月球表面存在的凍干條件可能有助于這種微生物存活，而相機外殼也給予了微生物一定的保護。

事實上，除了攝像機，月球上還有各種人類探月工程的遺留物（如登月艙、電池、宇航員的嘔吐袋和排泄物袋以及月球車等，共計接近200噸），其中部分遺留物（如宇航員的嘔吐物和排泄物等）中含有豐富的營養物質和水分且處于密封環境，有利于其中微生物的存活。

經過了月球上極端環境長期的嚴苛考驗，那些源自地球的微生物是否可以存活，它們是否產生了巨大的變異，亦或形成了新的物種，這些問題的解答都還需等待進一步的科學驗證，而這些答案將對幫助我們了解這些微小生命的極端環境適應性具有極大的價值，同時也對地外生命的探索具有指導意義。

觀測與探索起初的觀測與探索

古代人類還只是通過肉眼觀察月球。在天文學發展的早期天文學家已經對月球周期有深刻的理解：如大約在公元前5世紀，巴比倫天文學家已經知道月食有大約18年的沙羅周期，中國天文學家石申確定了一套預測日食月食的公式。

之后，月球的天然形狀和月光的成因也被了解，古希臘哲學家阿那克薩戈拉推斷太陽和月球都是巨大的巖石球體，而且后者通過反射前者的光來發光。天文學家兼物理學家海什木發現月球不像鏡子那樣反射陽光，而是從月球表面每一個方向往所有方向發射出去。中原地區宋朝的沈括創造一個涂上白色粉末的銀球反射陽光，來解釋月相的變化，而從側面看時就能呈現眉月的月相。

進入17世紀，隨著天文望遠鏡的出現，人類對月球進行更加精細的觀測和進行更詳細的科學研究。1609年，伽利略·伽利萊首次用天文望遠鏡觀測月亮。20世紀50年代后期，航天技術的不斷進步，人們開始了對月球的近距離探索，之后更是到月球上進行實地考察，對航天員從月球上收集到的樣本，進行科學的調查。自此，人們對月球的認知與認知發生了巨大的變化。

美國與蘇聯的探索

1955年，美蘇之間的太空競賽就已萌芽，美國和蘇聯不僅都建造了可用來發射物體到太空的彈道導彈，而且也都前后發表公報，聲稱到1957年或1958年將發射人造地球衛星，美蘇冷戰引起的太空競賽，加速了人類對月球的探測。一旦發射器有足夠的能力，這些國家就發射無人探測器進行飛越和撞擊或登陸的任務，兩國拉開了太空競賽的序幕。

1959年1月2日，蘇聯發射了月球1號探測器，月球1號探測器的順利升空，成為歷史上第一個擺脫地心引力的飛行器；同年9月12日，蘇聯發射月球2號并成功撞擊月球的表面，該探測器是首個與月球接觸的人造物體。10月4日，月球3號飛到月球背面，并拍攝了月球的第一張“背面照。

1959年3月3日，美國將先驅者4號探測器送上了太空。1964年7月28日，先驅者4號用六臺電視攝像機將4316幅月面影像傳送到地球。

1966年1月31日，月球9號成功發射升空，經過3.5天順利登陸了月球，并成為第一個在月球上軟著陸的探測器；4天后，傳回了一張高分率圖片，其中包含了著陸區域的全貌。月球10號于1966年3月31日發射升空，并在數日后繞著月亮轉了一圈，成為了第一個環月探測器。

1967年4月3日，美國勘探者3號著陸于月球的風暴洋月海，它用一根大約1.5米的金屬爪，在月球表面挖了一個坑。同年9月，勘探者5號登陸月球，對月面進行了采集和分析，為使人類登上月球，各種探測器被送到月亮表面可以著陸的地方，并進行了一系列的登月試驗。

1968年，美國航空航天局的阿波羅8號飛船在環繞月球的時候拍攝到了月球背面的圖片。

1969年7月，蘇聯N-1號重型運載火箭在拜科努爾發射基地發射66秒后爆炸，N-1號火箭在1972年經歷四次試射都以失敗告終，這也就導致了蘇聯不得不停止了人類的登月計劃。

1969年7月20日，美國發射的“阿波羅”11號在月球上成功著陸，尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）是第一個登上月球，巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）緊隨其后。而后陸續發射的五架阿波羅宇宙飛船相繼升空。六個宇宙飛船的18位宇航員中有12位已經登陸月球，他們一共在月球上停留了將近300個小時。獲得了大量有價值的數據，共收集了270多公斤的巖石和土壤樣本。這是一種對月球物質成分、結構、構造和形成的一種寶貴的資源。

從1970年9月12日到24日，蘇聯月球16號探測器順利地進行了月面自動抽樣，并將101公斤的月表樣本送到了地球，這是人類第一次進行了月面主動取樣。

1970年到1976年蘇聯一共發射了五臺自行取樣的探測器，其中，“月球”16號、20號、24四號取得了月面樣本。同年11月10日，蘇聯發射了攜帶“月球車”1號的“月球”17號探測器，7天之后，“月球”17號順利著陸于月面，并進行了一系列的探索。它在月球上工作了301個日夜，行程10.54公里，對80,000平方公里的月表進行了考察，并對500多處月壤進行了物理和力學性能的研究；對25處月壤進行了化學成分的分析，并傳回了20,000多份測量資料。

1973年1月8日，蘇聯“月球”21號成功的升空，把“月球”2號送入了月面，進行了一次更大規模的月面探測。

1978年，蘇聯科學家Akhmanova在Luna24任務采集的樣品中測量到約0.1 wt.%的水，而該結果未被重視。

更多國家的探索

阿波羅計劃之后，更多的國家已經直接參與月球的探測，1990年，日本將太空船Hiten送到月球。

1994年1月25日，由美國國防部和美國航空航天局聯合研制的月球探測克萊門汀衛星發射升空。衛星搭載有激光高度計（ClementineLaserAltimeter，CLA）、紫外/可見光相機、近紅外相機、遠紅外相機、高分辨率CCD相機以及激光測距、導星相機等多個探測器。CLA采用全固態Nd:YAG激光器,工作波長為532nm和1064nm，工作方式為單脈沖，不同波長能量分別為171mJ/1064nm和9mJ/532nm，脈沖寬度為10ns，脈沖重復頻率為1Hz和8Hz。

1998年，月球勘探者號攜帶了一臺中子譜儀進入月球軌道，探測到大量的氫，模型估計月球極區可能存在數億噸的水。

2003年9月27日，“智能1號”由歐洲阿麗亞娜-5型火箭搭載從法屬圭亞那的庫魯航天發射中心升空，并于2004年11月15日進入月球“大門”，即太空中月球引力作用大于地球引力作用的邊界位置，此后探測器不斷調整位置并逐漸進入預定月球觀測軌道。2006年9月3日，“智能1號”探測器的近月點正好與撞擊地點重合。撞擊地點位于月球中南緯度的被稱為“卓越湖”的火山平原。

2004年，中國正式開展月球探測計劃，繞月探測工程立項后組便將其命名為“嫦娥工程”，并將第一顆繞月衛星命名為“嫦娥一號”。中國探月工程用“嫦娥奔月”神話傳說中的人物來命名。“嫦娥工程”按計劃分為“無人月球探測”“載人登月”以及“建立月球基地”3個階段。目前已經發射的“嫦娥一號”到“嫦娥四號”探測器，都屬于無人月球探測階段，又分為“繞”“落”“回”三步走。

2007年9月14日，日本“月亮女神”繞月探測衛星搭乘H2A-13火箭成功飛天。

2007年10月24日，中國長征三號甲運載火箭托舉著嫦娥一號衛星順利升空，并按預定流程成功星箭分離。11月5日，嫦娥一號衛星進入近月點200公里的橢圓環月軌道，正式成為中國第一顆月球衛星。11月12日，根據中國首顆探月衛星嫦娥一號獲取數據制作完成的“中國第一幅全月球影像圖”正式亮相。據介紹，這也是迄今為止世界上已公布的月球影像圖中最完整的一幅影像。

2009年6月，美國月球勘測軌道飛行器（LRO）和月球隕坑觀測與遙感衛星(LCROSS)由“阿特拉斯”V型火箭發射升空。LRO攜載7臺科學儀器，主要目標是搜尋月球表面適宜載人探測器登陸的地點、勘測月球資源、觀察月球輻射環境以及收集有關月球地質演化的線索。借助它傳回的圖像，科學家們可以繪制高清三維月球地圖，發射LRO和LCROSS是美國“重返月球”計劃的第一步，將為美國下一步載人探月以及探索太陽系提供重要數據。

2011年8月25日，嫦娥二號衛星受控準確進入距離地球約150萬公里遠的、太陽與地球引力平衡點——約瑟夫·拉格朗日L2點環繞軌道。“嫦娥二號”成為“嫦娥三號探測器”先導星，先驗證了一部分關鍵技術，又對預選降落區域進行了探測。隨后于2013年發射的“嫦娥三號”實現了月球軟著陸，這也是中國航天器首次降落在地球以外的天體。

2013年11月26日，嫦娥三號巡視器月球車命名“玉兔號”。2013年12月2日，嫦娥三號探測器在西昌衛星發射中心成功發射，嫦娥三號探測器肩負著中國航天器首次地外天體軟著陸和月面巡視科學探測等重要任務，該探測器搭載了8臺有效載荷，除降落相機外的其它7臺有效載荷以及有效載荷電控箱、綜合電測等都是由中國科學院星負責全新研制，其中3臺載荷屬首次搭載。?

2013年12月14日，嫦娥三號探測器搭載的八臺有效載荷在第一月晝期間陸續開機完成了探測或月面測試工作，并分別隨著陸器和巡視器進入了月夜休眠狀態。在嫦娥三號探測器實施軟著陸過程中，由中國航天科技集團508所研制的降落相機成功對嫦娥三號著陸區進行了光學成像。在探測器成功軟著陸后，地面應用系統共接收到降落相機所拍的著陸區月面圖像4673幅。至此，降落相機已完成預定任務。第一個月晝里，著陸器和月球車不僅圓滿完成了工程任務，而且所有科學載荷順利開機工作。著陸器地形地貌相機對月球進行了環拍，并首次對地球進行拍攝。月球車上的全景相機也進行了環拍，獲得了彩色立體影像圖。月球上的一個月晝和月夜分別相當于地球上的約14天。2013年12月，兩器進入月夜斷電關機狀態，直至2014年1月陸續喚醒。

2014年2月12日，“玉兔”號月球車受光照成功自主喚醒。此前，嫦娥三號探測器著陸器于2月11日實現自主喚醒，進入第三個月晝工作期。

2018年5月21日，西昌衛星發射中心將探月工程嫦娥四號探測器任務“鵲橋中繼衛星”中繼星發射升空。同年12月12日，嫦娥四號探測器經過約110小時奔月飛行，到達月球附近，成功實施近月制動，順利完成“太空剎車”，被月球捕獲，進入了近月點約100公里的環月軌道。2019年1月3日，嫦娥四號成功著陸在了月球背面東經177.6度、南緯45.5度附近的預選著陸區，月球背面真正意義上第一次成功留下了人類探測器的身影。落月后，通過“鵲橋”中繼星“牽線搭橋”，嫦娥四號探測器進行了太陽翼和定向天線展開等多項工作，建立了定向天線高碼速率鏈路，順利實現了月背和地面穩定通信。

嫦娥五號探測器原本計劃于2017年11月發射，但因故推遲。它全重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器4個部分組成。“嫦娥五號”發射的困難主要在于4個方面：月球軌道的交會對接、月面采樣、月面起飛和高速返回。成功落月后，它將在月球表面采集約2公斤重的月面土壤等樣本，然后封裝放進著陸器的上升段——該段從月面點火升空進入月球軌道，并與軌道器和返回器的聯合體交會對接，將樣品轉移至返回器內。隨后，軌道器攜帶返回器點火飛向地球，在進入大氣層前分離，軌道器脫離于太空中，返回器將降落在內蒙古自治區境內的草原上。

2019年，印度的“月船2號”也在著陸月球的階段失敗。該探測器是印度發射的第一個月球軟著陸探測器，重約3.85噸，包括軌道器、著陸器和月球車三個部分，著陸器被命名為維克拉姆（Vikram），以紀念印度航天之父維克拉姆，而月球車被命名為Pragyan，探測器于2019年7月22日發射升空，當年8月20日探測器進入月球軌道，9月7日開始實施月球軟著陸，在高度降低到2.1公里高度時飛行軌跡開始偏移，遙測信號顯示Vikram著陸器最后的垂直下落速度超過58米/秒，硬著陸月球。事后，美國LRO月球軌道器的高分辨率衛片顯示，著陸器徹底摔碎，印度的首次月球著陸嘗試以徹底失敗告終。

2020年11月24日，中國在文昌航天發射場用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，火箭飛行約2200秒后，順利將探測器送入預定軌道，開啟中國首次地外天體采樣返回之旅。嫦娥五號任務的科學目標主要是開展著陸點區域形貌探測和地質背景勘察，獲取與月球樣品相關的現場分析數據，建立現場探測數據與實驗室分析數據之間的聯系;對月球樣品進行系統、長期的實驗室研究，分析月壤結構、物理特性、物質組成，深化月球成因和演化歷史的研究。嫦娥五號實現了地外天體采樣、起飛和月球軌道交會對接等中國航天史乃至人類航天史上的多個“首次”，收獲了研究月球乃至太陽系行星的寶貴科學樣品，也實現中國探月工程“繞、落、回”探月三步走的最后一步，嫦娥五號也是人類時隔40多年后再一次在月球上“挖土”。

2021年10月19日，中國科學院舉行嫦娥五號月球樣品研究成果發布會。中國科學院聯合多家機構面向全世界發布，中國科學家揭示了月球晚期演化的奧秘——月球在距今約20億年仍有巖漿活動，它不但比人們想象中更“長壽”，而且“長壽”的秘訣竟然和科學界以前設想的不同，既不是因為源區富集放射性生熱元素，也不是因為巖漿源區富含水而降低了熔點。中國科學家通過嫦娥五號采回的月球樣品發現，月球的巖漿活動一直持續到距今約20億年，月球的壽命比此前推測的又延長了約8億歲。

2022年8月，以瑞士蘇黎世聯邦理工學院大學為首的一個國際研究小組利用人工智能算法觀察到月球上的永久陰影區。該人工智能有望“照亮”永久的陰影區，尤其是那些盡管旋轉但自然陽光仍無法到達的區域。這項成果刊載于《地球物理研究快報》上。該小組已經調查了6個以上的潛在阿爾忒彌斯計劃登月著陸點。

2025年8月11日發射的俄羅斯“月球-25”號探測器原計劃在8月21日軟著陸在月球南極地區，這是蘇聯/俄羅斯時隔47年后再次發射月球探測器。8月20日，俄羅斯航天國家集團公司發布消息稱，“月球-25”號探測器目前已失聯。據初步推測，探測器進入了非預先規劃的軌道并撞上了月球表面。

2025年10月1日，在阿塞拜疆巴庫舉辦的第74屆國際宇航大會(IAC)期間，國際宇航科學院主席舒馬赫等科學家為中國嫦娥五號探測器團隊頒發了“勞倫斯團隊獎”。嫦娥五號總設計師胡浩等作為團隊代表出席頒獎儀式，并宣布嫦娥五號月球科研樣品即將面向國際開放申請，中國歡迎各國科學家共同研究，共享成果。

2025年6月2日06時23分，中國嫦娥六號探測器在南極洲艾肯盆地的阿波羅環形山著陸，完成世界首次月球背面采樣返回任務。8月，中國科研團隊通過對嫦娥六號月壤樣品的高精度年代學研究，首次精確測定出月球阿波羅盆地形成于41.6億年前。這一發現，精準限定了該盆地形成的時間，將月球“撞擊風暴”開始的時間點向前推進了至少1億年。該成果在國際學術期刊《自然·天文學》發表。

研究意義和前景

地球上的石油、煤、天然氣等資源終究要耗光，而月球則蘊藏著豐富的能源。一是太陽能，月球上一個“白天”大約相當于地球上半個月，表面沒有大氣、電離層等遮擋，十分利于太陽能的采集。同時月表沒有建筑物，可無限鋪設太陽能電磁板，而且月球太陽能轉變為電能后輸送到地球的技術也已解決。

月球上特有的礦藏和能源，也是對地球資源的重要補充和儲備。科學考察探明，月球上已知礦物有100多種，包括大量的鋁、鎂、鈣、鈦、硅、鈉、鉻、鉀、錳、鋯、鋇、、等，另有5種是地球上沒有的。月壤中含有地球上罕見的氦-3，這是人類未來可長期使用的清潔、高效、安全、廉價新型核聚變燃料，具有廣闊的開發前景。

月球保持著原始狀態，對其研究有助于了解地球的演化歷史；月面是真空世界，沒有大氣層，在月面建立天文臺可大大提高天文觀測能力；月面上的真空度很高，直接承受太陽的輻射，而且沒有全球性偶極磁場，是開展空間物理化學實驗和生命科學實驗的理想場所。

文化文化影響

月球規則的相位變化是一個很好的計時器，周期性增長和衰減的形式成為許多古老歷法的基礎。2萬至3萬年前骨制計數棒上的缺口被認為是月相的標記。陰歷的一個月大約是30天。英語中的名詞month和日耳曼語系與其它同源的語系來自原始日耳曼語的*m?n?th-，這又連結到前述原始日耳曼語的*m?nōn，顯示德國民間在使用陽歷之前是使用陰歷。

月球已經給予藝術和文學作品無數的靈感，它是許多視覺藝術、表演藝術、詩歌、散文和音樂藝術的主題。有5,000年歷史的愛爾蘭Knowth石刻，可能是被發現、最早的代表月球的描繪。

此外中國許多史前和古代的文化中都和月球相關，月亮本來是自然界的一種物態，人們加進想象的人文故事，而且這故事也在文化選擇中不斷演變發展。嫦娥奔月的傳說就經歷了演變的過程：中華民族早有“后羿射日”的神話，又與“嫦娥奔月”的神話聯系起來，產生了傳說故事。《全上古文》輯東漢張衡《靈憲》記載了較早的 “嫦娥化蟾”的傳說：“嫦娥，羿妻也，竊王母娘娘不死藥服之，奔月。嫦娥遂托身于月，是為蟾蜍。”嫦娥偷吃靈藥升月變成蛤蟆，在月宮中搗藥，日子寂寞清苦。所以李商隱曾有詩感嘆：“嫦娥應悔偷靈藥，碧海青天夜夜心。”

文學作品

法國小說家、劇作家儒勒·凡爾納的作品《從地球到月球》（De la Terreqla Lune）于1865年9月14日到10月14日在《辯論報》上連載，10月25日發行了單行本，第一個插圖本于1868年7月31日發行。故事講述了南北戰爭之后，在巴爾的摩城，有一位名叫巴比康俱樂部部長提議用一枚炮彈將地球和月球連系起來。法國探險者米歇爾·阿當得知這個計劃后，提議建造一枚空心的炮彈，并打算乘它去探索月球的故事。

法國導演喬治·梅里愛（Georges Melies）于1902年的拍攝《月球旅行記》（ATriptothe Moon），《月球旅行記》是由著名的科幻小說《從地球到月球》和赫伯特·威爾斯《第一次到達月球的人》改編而成。這部電影講述了天文學家前往月球探險的過程：一群天文學家聚集在一起，打算前往月球旅行，中途經歷了各種冒險，最終到達月球并成功返回的故事。

除此外，中國古代也有很多相關的文學作品，如：唐朝詩人李白的唐詩《靜夜思》和《月下獨酌》，中國古代宋朝文學家蘇軾的詞作《水調歌頭·明月幾時有》等。

音樂作品

圍繞月球衍生出了一系列相關的音樂作品，如：路德維希·范·貝多芬（Ludwig van Beethoven）的鋼琴奏鳴曲《月光》（Piano Sonata No.14）等。

相關事件

2025年10月5日和6日傍晚，在天氣晴好的條件下，中國公眾有機會目睹西南方低空明亮的金星與新月相伴的一幕。專家稱5日和6日這兩天的月相都是很細的蛾眉月，但日落后的地平高度偏低，可觀測時間在30分鐘左右，感興趣的公眾從日落后就要守候。

參考資料 >

Naming Astronomical Objects: Spelling of Names.International Astronomical Union.2025-10-05

1 dictionary entries for " Luna".Oxford English Dictionary .2025-10-24

月球的起源.中國科學院大地測量與地球動力學國家重點實驗室.2025-10-16

“月宮”過“一天”，“地上”過一月!.中國科學院.2025-10-24

關于月球的“四問”:多大?多重?多遠?多亮?.中國政府網.2025-10-05

《科幻地帶》 20220529 太陽系之旅——月球.央視網.2025-10-16