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月球上的天文观测 作者：郭红锋 来源：《军事文摘·科学少年》 2019年第6期 人类月球探测的长远目标是在月球上建立科学实验基地,甚至建立常驻人类的月球村。就天文观测来说,月球上没有大气扰动,没有光污染,可以安放大型固定天文仪器,所以月球上的天文观测条件比地球上任何地方,甚至比围绕地球运行的空间站都要好很多。在月球上观测到的天象与地球上有什么不同吗? 一、月球上观测太阳 月球作为地球的卫星,其在天空中的运动是围绕地球公转一周的同时也自转一周(27. 3天),在此期间又跟随地球围绕太阳转动,日、地、月三者完成一个月相周期需要29.5天。而月球上的一昼夜(太阳升起-落下-再升起)就跟月相的周期一致。 我们把地球上相对太阳的计时系统叫太阳时间,月球上相对太阳的计时系统也可以叫月球上的太阳时间。那么,一个月球太阳日的周期就是在月球上看太阳升起落下(即一个昼夜)的周期,这就是前面说的29.5个地球日。所以,月球上的一昼夜要比地球上的一昼夜长得多。 月球的自转方向也是自西向东,所以在月球上也可以看到太阳的东升西落,但太阳在地平线上和地平线下的时间各是大约15个地球日。 由于月亮上缺少大气,没有了折射作用,所以在月球上看到的太阳日出日落不泛红,可能比在地球上看到的还要小一点,但亮度要比地球上看更亮。 二、月球上观测地球 我们从地球上看太阳和月亮,其圆面大小差不多,原因是月亮直径比太阳直径小约400倍,但距离比太阳近约400倍。由于地球直径是月球直径的近4倍,所以我们在月球上可以看到大约4倍于月亮大小的地球悬挂在月空中。 在月球上,白昼和夜晚都能看见地球和其他星球。月球上的黑夜长达两周多,在漆黑的夜空中,你能够看见一轮硕大的“明亮地球”高挂在天空,亮度足足比我们在地球上看到的月光亮80倍。 虽然太阳能够自行发光,但是在月球上看到的太阳只是一个刺眼的小球体。而距离月球很近的地球就完全不一样了,地球就像是一个蓝色的巨大球体,漂浮在月球的上空一动不动,但有自转(几乎可以在一天之内看到地球上的所有板块),也有圆缺变化。我们都知道,月亮可以分为新月、弦月、凸月、满月等月相,那么在月球上看地球也有这种“地相”。 三、月球上观测日食 地球上看到的日月食,原理是月球的影子落到地球上,或地球的影子落到月球上。这是日、地、月三者之间的运动关系,该发生的时候就会发生,与站在哪里观测无关,只是观察者所在地能不能看到而已。 因此,在地球上发生日食的时候(农历初一),正是月球的影子落在地球上的时候,但因月球的直径比较小,影子面积也比较小,所以在月球上的夜晚可以看到明亮“满地”圆盘的某处有一个黑圆斑在移动(这就是地球上的日食带)。 在地球上发生月食的时候(农历十五),正是地球的影子落在月球上的时候。但因地球的直径比较大,影子面积可以完全覆盖月球,所以月球上的白昼可以看到明亮太阳一点点躲到“黑圆盘”后面,几小时后又慢慢从“黑圆盘”的另一边出来。当太阳逐渐消失在地球背后,它会慢慢变红,光也越来越弱。到了日全食阶段,由于地球大气层的折射,月球上可以看到地球阴影的边缘——一个明亮的红色光弧,抑或是一个完整的红色光圈。而那个黑暗的大号圆盘,就是地球。 四、月球上观测太阳系天体 在地球上,由于大气层对太阳光的散射作用,太阳光弥漫到整个天球,天空呈现蔚蓝色,因此所有的星光都在白天被淹没。而月球表面不存在大气,也自然不会对太阳光进行散射。由于在月球表面上观测时,太阳光能影响的天区十分有限,所以白天除太阳附近外,也能看见满天星斗,这对观测那些长期在恒星背景中移动的行星非常有利。 在地球上,有些行星在白天出现时我们就无法观测,而在月球上就可以做到连续观测。所以,在月球上可以看到肉眼可见的明亮天体 :太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星等都在天空中的罕见天象。特别是水星因为离太阳很近,在地球上很难观测,但在月球上却可以非常清楚地看到水星在太阳附近摆来摆去的踪迹。使用望远镜还可以看见太阳的全家福 :太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、某些矮行星、小行星、卫星、彗星以及黄道带上的其他太阳系天体等。 本文来源：https://www.dywdw.cn/dd5bc9898462caaedd3383c4bb4cf7ec4afeb6b2.html
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2022-06-28
