首先关于为什么我们看不到月球背面?

首先要从月球的运动说起。
月球可以被视作一个刚性的球体,它的运动可分为质心的运动(公转)和环绕质心的转动(自转)两部分。
在研究月球的质心运动时,我们通常将月球和地球近似视为全部质量集中在质心的质点,并且只有彼此相互吸引的引力作用,构成地月系统。
从惯性坐标系内观察,地月二体系统的公共质心绕太阳公转,月球和地球又分别绕它们的公共质心作相互转动。
由于地球由西向东自转,所以天体都是从东方升起到西方落下。
月球也不例外,我们每天看到的月球东升西落,实际上是月球绕地球在星座间自西向东移动,反映了地球的自转运动。
月球绕地球一周经历的时间称为一个"恒星月",历时27天7小时43分11.47秒。
之所以称为"恒星月",因为这是以恒星定标的,即月球从某颗恒星的近旁出发,又返回到该星附近同一位置的时间间隔。
月球在自己的轨道上绕地球运行的平均速度为1.02千米/秒。
平均每天东移13度。
因此,月球每天升起的时间是不同的,有时候白天升起,有时候晚上升起,升起时间平均每天比前一天推迟50分钟,一个月之后,又恢复原来的升起时间。

月球背向地球的半球离地球较远,受到的地球引力较面向地球的半球小,即月球的腹背受力是不同的。
如果月球自转周期与绕地球的公转周期不相等,那么月球上同一部位受到的地球引力是随时间变化的,将导致月球不同岩层之间摩擦,逐渐减慢自转的速度,最终使得月球自转的周期恰好等于它绕地球公转的周期,即月球被地球的引力潮汐锁定。
潮汐锁定后,从地球上看月球,就永远只能看到月球的一面。
由于月球的天平动,月盘边缘区域有时候会露出一点点侧背。
总体上,从地球上可以观测到整个月球表面的59%。
其次月球背面有什么?
迄今为止,还没有航天器登陆过月球背面,但科学家并不缺乏月球背面的探测数据。
1959年,苏联发射的月球2号探测器在飞越月球时,第一次拍到了月球背面的图像。
上世纪六七十年代,美国和苏联的月球探测器多次获得了月球背面图像,阿波罗8号宇航员、以及之后登月的阿波罗宇航员都飞到了背面,从月球上空亲眼看到了月球之背的荒凉景象。
21世纪以来,美国、中国、印度、日本、欧洲的月球探测器对月球进行了更高分辨率的详细探测。
2009年6月19日发射的月球勘测轨道器(LRO)已经获得了分辨率优于1米的全月球影像,可以清晰辨认出阿波罗登月时遗留在月球表面的月球车、登月舱等,当然也包括月球背面的高清影像。
除登陆月球的着陆器和月球车外,月球探测器大多采用极轨方式运行,即从北极往南极再飞回北极。
因此,每一圈飞行中都有半圈在月球背面,半圈在月球正面。

自2003年以来的12年中,已经有包括嫦娥一号、二号、三号在内的11个月球探测器飞临月球,获得了大量的探测数据,包括地形地貌、物质成分、表面环境等详细信息,没有发现任何人工建筑物或人为活动的痕迹。
月球背面看起来只是一片保存了40亿年之久的荒凉大陆。
整体上,月球表面可分为月海和月陆两大地理单元。
月海是指月球上大片颜色较深的黑斑区域,实际上是一些宽广的平原,一滴水也没有。
这些区域对太阳光的反射比较弱,看上去比周围更暗一些,很像地球上的海洋,约占月表面积的17%。
月球上共有22个月海,其中19个分布在月球的正面,包括雨海、静海、云海、冷海、风暴洋等,约占整个正面半球表面积的一半,北半球的月海分布尤为显著。
月球背面只有东海、莫斯科海和智海等3个月海。
月海是月壳形成后,内部岩浆涌出月表,填充低洼盆地后形成的大型平原。
月海平原大多为山脉所包围,类似于地球上的盆地,具有圆形封闭的特点。
月海的地势比月陆要低得多,月海中也常见到一些突起的山岭,包括弧形海岭、呈对角线分布的海岭和脉状不规则海岭。
相关知识(天文术语) 陨石是宇宙空间中的岩石或金属物质,穿越地球大气层后未完全烧毁而坠落到地面的天体残余。
它们通常来自小行星带、彗星或行星的碎片,研究陨石有助于了解太阳系的形成与演化过程。
陨石分为石质、铁质和石铁混合型,具有重要的科研价值,常被用于地质学、天文学和材料科学的研究。
大多数陨石在进入地球大气层时会因剧烈摩擦而发光,形成人们常说的流星。
只有其中一小部分能够抵抗高温和气动压力,最终抵达地表成为陨石。
根据成分和结构,陨石主要分为三大类:石陨石、铁陨石和石铁陨石。
石陨石占比最高,约94%,主要由硅酸盐矿物组成;铁陨石富含金属铁镍;石铁陨石则兼具两者特征。
许多陨石含有太阳系中最古老的矿物颗粒,部分年龄可达45.6亿年,比地球上最古老的岩石还要古老数十亿年。
这些物质为研究行星起源与演化提供了不可替代的样本。
陨石撞击地球的现象贯穿地质历史。
大型撞击事件曾深刻影响地球环境与生物演化,例如白垩纪末期的希克苏鲁伯撞击被认为与恐龙灭绝存在关联。
科学家通过分析陨石中的同位素组成、微量元素及宇宙成因核素,可以推断其母体的热历史、暴露于宇宙射线的时间以及在太空中的运行轨迹。
陨石不仅是天文学和行星科学的研究对象,也常被用于科普教育与博物馆展览,帮助公众理解地球在宇宙中的位置及太阳系的动态演化过程。
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Griffin-1是NASA商业月球有效载荷服务(CLPS)倡议与月球基地计划的一部分,将由SpaceX猎鹰重型火箭发射,向月球南极附近的诺比尔陨石坑运送超过1100磅(约455公斤)货物,属于基础设施级着陆器。
其搭载来自六个国家的10项科学与技术验证载荷,其中包括迄今送抵月球的最大商业载荷——Astrolab公司的FLIP月球车。
本次测试于今年7月启动,探测器从匹兹堡制造设施经陆路运抵JPL后,先后完成质量特性旋转测试、电磁干扰与兼容性测试、三方向振动台测试,以及最高153分贝的声学舱轰鸣测试;随后进入25英尺空间模拟器热真空舱,在约75摄氏度至零下100摄氏度的极端温度循环中烘烤冷冻约两周。
Voyager Technologies执行副总裁John Thornton表示,完成环境测试是重大里程碑,表明Griffin-1已准备好迎接发射、深空飞行直至月球南极的极端旅程。
测试完成后,Griffin-1已返回Voyager Lunar Systems设施进行最后总装,接下来将开展发射准备作业,随后运往卡纳维拉尔角发射场。
编辑:刘宁