月满南科，中秋节如何科学地赏月？

中秋

快乐

中秋佳节至

赏月正当时

今年中秋节

官微邀请了地球与空间科学系

助理教授田振粮

为大家带来

中秋节科学赏月指南

中秋节我们会看到月亮的哪一面？

十五的月亮真的十六圆吗？

月球表面的颜色为什么深浅不一？

我们为什么一定要探月？

......

今天就来看懂月亮！

01

中秋节的时候我们会看到月球的哪一面？我们每天看到的月球都是一样的吗？

中秋节我们将看到的就是月球的近面。而且地球上的人类自古以来，直到1959年，都只能看到月球的这一面。因为月球在绕地球公转的同时也在自转，而且它的公转周期与自转周期是相等的，所以地球上的人永远只能看到月球的一面，我们称之为月球的近面。

月球近面

而月球的背面就是远面。1959年苏联发射的航天器第一次飞到了月球的背面，拍摄下了月球背面的第一张照片，我们就才得以了解月球背面的一些情况。

月球远面

02

俗话说，十五的月亮十六圆，这是这真的吗？

所谓月球最圆的时候，就是它处于离地球和太阳连线最近的地方的时候。这跟月球的周期有关。月球绕地球一周，如果以惯性参考系为参考的话，周期是27.3天，但是由于地球在这期间又绕着太阳公转，所以太阳跟地球的连线也发生了一点偏移，月球要追上这一个角度偏移又要花更多的时间。所以月相的变化从新月到满月，然后再到新月，可能要花29.5天左右。而农历月每个月是29天或者30天，这就造成月球最圆的时候，有的时候是农历十五，有的时候是农历十六，每个月是不一样的。

03

媒体报道中的“超级大月亮”是如何形成的呢？

月球绕地球的轨道形状，我们在中学的时候一般讲是近似一个圆形，而圆形的性质是，其上的任何点到地球的距离是相等的，这个距离大约是38万公里。但实际上月球绕地球的轨道更接近于一个椭圆形，椭圆轨道离地球最近的那个地方叫近地点，离地球最远的那一点叫远地点，近地点到地球的距离是36万公里左右，远地点是40万公里左右。月球它处在近地点的时候，我们从地球上看，由于它距离更近，所以显得更大，在远地点的时候它就显得更小一些。

然后什么叫超级月亮？就是指当月球既在近地点，又与太阳地球在一条直线上（即满月时），这就叫超级月亮。

04

月球表面的颜色为什么深浅不一？

我们晚上看到月球表面，有些区域是比较暗色的，有些区域是亮色的。

暗色的区域一般是比较平整的，它们的形成是源于几十亿年前月球内部的熔岩溢出（即火山事件），熔岩溢出填满了比较低洼的地区，凝固形成了玄武岩这种比较暗色的岩石。

而浅色区域是月球上比较高的地方，它们是在月球形成的时候就已经形成的一些地块，由较为明亮的斜长石（具体为钙长石类型，也称富钙斜长石）为主的矿物组成。

05

人类为什么一定要探月？

玉兔号月球车

探月工程的意义是非常重大的。

首先我们从历史的长河来看。我们人类从远古的原始社会进入到封建社会，到如今的现代社会，未来人类的历史还会继续向前发展。在这个过程当中，人类的活动空间不断增大，对于自然界、对于宇宙的认识也在不断深化。在中长期的未来，人类必然要对宇宙进行更加深入、更加广泛的探索，甚至进行太空移民。在这么宏伟的前景面前，我们所做的事情却是如此的微小。月球是我们踏入深空的第一个跳板，我们以后可能要在月球上建立比较长期的科考基地甚至居住点。

再从认识大自然的角度来说。月球是离我们最近的一个自然天体，陪伴了地球几十亿年，但是我们人类先祖每夜仰望，却从不曾见过它的背面。直到1959年苏联发射的卫星，拍摄到了第一张月球背面的照片，才让人类首次认识到月球背面的世界，为人类揭开了更多月球和宇宙的奥秘。而近二十年，中国的“嫦娥工程”也让人类对月球的探索有了前所未有的进展。

最后谈到现实。当前探月是检验一个国家航天能力和科学技术综合实力的一种标准。近几年以来，进行探月活动的国家增多了。除了中国之外，先后有以色列、韩国、印度等等，都向月球发射过探测任务，但这些国家并非都成功了。中国宣布计划在2030年前实现中国人首次登陆月球，这也将会是又一次振奋人心的行动。

总之，探月工程意义重大，它既有理论层面上的探索宇宙的意义，也有现实层面上促进航天技术和综合国力提升的作用。

06

如果同学们以后想要进行行星科学的研究或学习，需要具备什么样的能力，做什么样的准备？

有志于研究行星科学的青年朋友们，我能够给出的一点小小的建议，就是打好数学物理的基础，然后在化学、生物等方面有所涉猎，并且要对地球有一个比较好的了解。

从基本规律上讲，远处天体的物理化学规律和地球上是一样的。在太阳系中，所有行星都是地球的兄弟姐妹，都会遵从一些共同的物理和化学规律。学习好关于地球已有的知识，会非常有用。比如，行星的运动涉及到天体力学、分析力学等等与数学学科相关的知识。再比如，月球的内部结构是可以根据月球表面重力场的信息去反演出来的，而重力场信息的探测和研究就会涉及到场论以及球谐函数的展开，而球谐函数又是数理方程当中拉普拉斯方程的解，所以说数学是我们现在科学研究各个门类的一个基本工具，大家一定要学好数学。

此外，保持一个探索自然界和未知世界的兴趣，不忘初心脚踏实地，同时仰望星空。

祝大家中秋快乐！

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图片：王璇、丘妍、曹正阳、受访者提供

视频：杨奂彦、黄志聪

编辑：杨奂彦

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