تنها ماهواره طبیعی زمین و نزدیکترین جرم آسمانی بزرگ به ما

مقدمه:

ماه، تنها ماهواره طبیعی زمین و نزدیکترین جرم آسمانی بزرگ به ما است. این جرم که از دوران ماقبل تاریخ شناخته شده است و پس از خورشید درخشان ترین جرم آسمانی است.

زیبایی متروک ماه در طول تاریخ منبع جذابیت و کنجکاوی بوده و الهام بخش یک سنت غنی فرهنگی و نمادین است.

در تمدن های گذشته، ماه به عنوان یک خدا در نظر گرفته می شد و سلطه آن به طور چشمگیری در کنترل ریتمیک آن بر جزر و مد آشکار شد. افسانه های باستانی از قدرت ماه در القای طلسم ها یا جادو، خبر می دهند و شاعران و آهنگسازان از جذابیت های عاشقانه ماه و جنبه های تاریک تر آن استفاده می کردند و نویسندگان داستان ها، خوانندگان خود را در سفرهای خیالی به ماه بسیار پیش از آن که فضانوردان آپولو در مداری بر فراز ماه عکس هایی از واقعیتی که چشمان انسان ها شاهد آن بود، ارسال کنند، همراه میکردند.

ویژگی های متمایز کننده:

در طی قرن ها، تمرکز تحقیقات علمی بر روی ماهیت و منشأ ماه متمرکز شده است. مطالعات اولیه در مورد حرکت و موقعیت ماه امکان پیش بینی جزر و مد را فراهم کرد و به توسعه تقویم ها منجر شد.

ماه اولین دنیای جدیدی بود که انسان ها روی آن قدم گذاشتند. اطلاعات به دست آمده از آن سفرها، همراه با اطلاعاتی که توسط فضاپیماهای خودکار و مشاهدات سنجش از راه دور جمع آوری شده است، منجر به شناخت ماه شده است که از هر جسم کیهانی دیگری به جز خود زمین پیشی گرفته است.

ماه یک جسم صخره ای کروی است که احتمالاً دارای یک هسته فلزی کوچک است که در مداری کمی غیرعادی به دور زمین در فاصله ای حدود 384000 کیلومتر (238600 مایل) می چرخد. شعاع استوایی آن 1738 کیلومتر (1080 مایل) است و شکل آن به گونه ای است که کمی در جهت زمین برآمده است.همچنین دارای غلظت های جرم سطحی است که به اختصار mascon نامیده می شود که باعث میدان گرانشی ماه می شود.

ماه هیچ میدان مغناطیسی مانند زمین ندارد، اما برخی از سنگ های سطحی آن دارای خاصیت مغناطیسی باقیمانده هستند که نشان دهنده یک یا چند دوره فعالیت مغناطیسی در گذشته بودند.

ماه در حال حاضر دارای فعالیت لرزه ای بسیار خفیف و جریان گرمای کمی از داخل خودش است که نشان می دهد بیشتر فعالیت های داخلی آن مدت ها پیش متوقف شده است.

دانشمندان اکنون بر این باورند که بیش از چهار میلیارد سال پیش ماه در معرض گرمایش شدید ( احتمالاً از زمان شکل گیری آن ) قرار گرفته است که منجر به تمایز یا جدایی شیمیایی آن به پوسته ای با چگالی کمتر و گوشته زیرین متراکم تر شده است.

صدها میلیون سال بعد، دومین دوره گرمایش ( این بار ناشی از رادیواکتیویته داخلی ) که منجر به ریزش گدازه های آتشفشانی شد، ایجاد شده است. چگالی متوسط ماه 3.34 گرم بر سانتی متر مکعب است که نزدیک به چگالی گوشته زمین است و آنقدر اتمسفر کمی را حفظ می کند که مولکول های گازهای موجود در سطح آن بدون برخورد حرکت می کنند.

در غیاب سپر اتمسفر برای محافظت از سطح در برابر بمباران، اجسام بی شماری در اندازه های مختلف از سیارک ها گرفته تا ذرات ریز به ماه برخورد کرده اند و دهانه های آن را ایجاد کرده اند و یک لایه سنگی تشکیل داده است که از قطعات سنگی در اندازه های مختلف تا ریزترین غبار تشکیل شده است و در گذشته باستان، بزرگترین ضربه ها حوضه های بزرگی ایجاد می کرد که برخی از آنها بعداً تا حدی توسط سیلاب های عظیم گدازه پر شدند.

ویژگی های اصلی سیستم زمین-ماه:

علاوه بر نزدیکی ماه به زمین، ماه در مقایسه با سیاره زمین نسبتاً عظیم است، نسبت جرم آنها بسیار بزرگتر از سایر ماهواره های طبیعی به سیاراتی است که به دور آنها می چرخند. در نتیجه ماه و زمین تأثیر گرانشی شدیدی بر یکدیگر اعمال می کنند و سیستمی را تشکیل می دهند که ویژگی ها و رفتار متمایز خود را دارد.

حرکات ماه:

مطالعه حرکات ماه برای رشد دانش نه تنها در مورد خود ماه بلکه در مورد اصول مکانیک و فیزیک آسمانی نیز نقش اساسی داشته است. همانطور که به نظر می رسد ستارگان به دلیل چرخش روزانه زمین و حرکت سالانه آن به دور خورشید به سمت غرب حرکت می کنند، ماه به آرامی به سمت شرق حرکت می کند، همچنین تقویم های قدیمی چینی، کلدانی و مایا تلاش هایی برای آشتی دادن این حرکات تکراری اما نامتناسب بودند.

فیزیکدان انگلیسی اسحاق نیوتن در اواخر قرن هفدهم از مشاهدات ماه در توسعه نظریه گرانش خود استفاده کرد و توانست برخی از اثرات گرانش خورشیدی را در برهم زدن حرکت ماه نشان دهد.

همچنین در قرن 18 و 19، مطالعه ریاضی حرکات ماه، اعم از حرکت مداری و چرخشی، در حال پیشرفت بود و

اکتشاف فضایی نیاز به دقت زیادی را افزایش داد و در عین حال، در دسترس بودن رایانه های سریع و ابزارهای رصدی جدید، ابزار دستیابی به آن را فراهم کرد.

روش های تحلیلی و مدل سازی ریاضی حرکات ماه با مجموعه ای از اصطلاحات که نشان دهنده تأثیر گرانشی زمین، خورشید و سیارات است، جای خود را به روش های مبتنی بر ادغام عددی مستقیم معادلات حرکت ماه داد.

هر دو روش نیاز به ورودی اطلاعات قابل توجهی بر اساس مشاهده داشتند، اما استفاده از روش دوم منجر به افزایش زیادی در دقت پیش بینی ها شد.

در همان زمان، مشاهدات نوری و رادیویی بسیار بهبود یافتند و بازتابنده های پس بازتابی که فضانوردان آپولو روی سطح ماه قرار دادند، امکان برد لیزری ماه از زمین را فراهم کردند و تکنیک های جدید ستاره شناسی رادیویی، از جمله تداخل سنجی خط پایه بسیار طولانی رصد منابع رادیویی آسمانی را مجاز می دانست زیرا ماه آنها را مخفی می کرد. این مشاهدات، با داشتن دقت هایی در حد سانتی متر، دانشمندان را قادر می سازد تا تغییرات سرعت ماه ناشی از تبادل تکانه جزر و مدی زمینی را اندازه گیری کنند و دانشمندان بتوانند درک پیشرفته تری از نظریه نسبیت داشته باشند و منجر به بهبود دانش ژئوفیزیکی از ماه و زمین شوند.

جمع بندی:

اگرچه سؤالات زیادی در مورد ترکیب، ساختار و تاریخچه ماه باقی مانده است، اما مشخص شده است که ماه کلیدهایی برای درک منشاء زمین و منظومه شمسی در اختیار دارد. علاوه بر این، با توجه به نزدیکی آن به زمین، پتانسیل غنی آن به عنوان منبع مواد و انرژی و شرایط آن به عنوان آزمایشگاهی برای علوم سیاره ای و مکانی برای یادگیری نحوه زندگی و کار در فضا برای زمان های طولانی، ماه به عنوان یک مکان برتر برای اولین سکونتگاه بشر در خارج از مدار زمین باقی می ماند.