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随着阿波罗计划的实施，公众的兴趣，以及对月球探索中行星科学家的兴趣，似乎明显减弱了。其中一个原因是对其他行星的探索越来越多（水手、先锋、旅行者和其他项目）。然而，对月球岩石的科学研究仍在继续。在20世纪90年代，对月球的科学兴趣的更新导致美国国家航空航天局的项目返回月球，轨道航天器将仪器分析扩展到整个月球表面。文中给出了克莱门汀和月球勘探计划的结果。具有诱人意义的是，在月球南极发现了大量的水冰，这重新开启了建立长期停留站或基地的可能性，允许进行扩展实验。本文提出了月球起源的推测模型（目前大多数科学家认为月球对地球的影响已经涉及在内），其中一些模型在过去30多年的探索中得到了强有力的支持。
阿波罗登月后的探索
迄今为止呈现的视图突出了月球表面的两个主要特征：1）母马/高地二分法，以及2）圆形特征的丰富性，几乎所有都是撞击坑和盆地，但一些可能是火山（火山口）起源。下一个场景通过显示由伽利略航天器上的多光谱摄像机拍摄的月球正面夸张的假彩色图像（本节后面将介绍）来强调这两种特征。高地的反射率较高，呈现出红色和橙色的阴影，而较低的反射率则是蓝色和绿色。
阿波罗号之后，月球经过22年的特殊重访，直到1994年2月19日至4月21日，由国防部资助的无人航天器克莱门廷（Clementine）绕月球轨道运行，利用近红外的紫外线/可见光和高分辨率照相机激光雷达（Lidar）进行测绘研究。计时器），以及以S波段无线电频率（2.293GHz，或13.19cm波长）传输的类似雷达的装置。
首先看一张月球正面和远侧的地形图，其中的立体数据提供了与克莱门汀航天器绕月球表面轨道运行时获取的高分辨率照片和雷达测高数据的高程差。
如下一段所述，不同波长的图像数据可用于绘制成分差异，其方式与陆地卫星和其他地面航天器获得的多波段数据大致相同。下面是在大洋洲东南部发现的40公里宽的阿里斯塔丘斯火山口的图像。合成图像由三幅比率图像（以微米为单位的输入带）构成 [µm] ）：0.750/0.415=红色；0.750/1.00=绿色；0.415/0.750=蓝色。深灰色表面是大理石玄武岩；红色部分是从Aristarchus喷出的；浅蓝色可能是火山口内部暴露的斜长岩（在高地很常见）：
在专门的产品中有更详细的月球地形图（海拔）和一些化学元素分布的全球地图，如铁（Fe）和钛（Ti），通过分析0.75 m和0.95 m处的反射变化来确定，这些元素吸收辐射。下面复制的铁元素图表明，尽管铁元素分布广泛，但其最大浓度集中在附近一个广阔的区域，大致与流入大洋洲和其他几个mare盆地的巨大熔岩流一致。
克莱门汀有争议的发现，如果被证明是正确的，它对人类重返月球有重大影响。它的S波段无线电设备探测到月球南极附近一个巨大陨石坑（盆地）边缘的异常反射，这些区域永久性地被太阳光遮挡，如这张克莱门汀图片所示：
在艾特肯盆地。使用无线电信号进行横移（绿色），检测到一个较低的反射率区域，该区域可能指示水冰。红色区域是火山口永久阴影的一部分，有利于保存冰。|
这些反射可能是由于水冰或一些异常的表面粗糙度条件造成的。如果确实有大量的冰存在，那么这种珍贵的物质（当被电解分解时，提供生命所需的水和氧气）可能使我们能够在月球上建立一个载人基地。为长期停留提供充足的水和氧气目前已超出我们的技术能力。
这一观察，以及克莱门汀的构图有趣的结果，导致了后续任务。25年来，美国国家航空航天局首次带着一颗被称为“月球探勘者”的小型多用途轨道卫星重返月球。包括数据分析在内的整个任务是美国航天局的另一项努力，即以相对较低的成本实现较高的科学回报（对于LP，6500万美元）。探月者号于1998年1月6日由阿根纳火箭发射升空，目前正在一个100公里高的绕月极地轨道上运行，从中可以比克莱门汀提供的更详细地绘制整个月球的3年寿命。这是一幅艺术家绘制的航天器草图：
这艘太空船只有1.4米（4.5英尺）高，直径1.2米（4英尺），重300公斤（660磅），它的动力来自环绕其外部的太阳能电池。一个S波段无线电传感器，设计用于利用多普勒效应程序测量月球重力，位于圆锥形通信天线（顶部）的顶部。在延伸至左前方的8英尺长的吊杆或桅杆末端，磁强计/电子反射计将对月球的磁场和粒子场进行改进的测量。在左后桅杆的末端是伽马射线光谱仪，它可以检测到这些元素：u、th、k、fe、ti、o、si、al、mg和ca。在右桅杆上是α粒子光谱仪，它将测量氡气，以评估月球放射性，作为火山和其他当前事件的线索，以及中子光谱仪，它将确定月球放射性。e存在氢并能检测到水冰（其从克莱门汀的结果中得到确认是一个主要目标）。
由中子分光计测定的热中子通量变化图显示了与北极和北极附近的玛丽亚有关的大量低中子计数（由高中子俘获引起），以及高地的更高计数。
将月球探矿者测定的铁分布与克莱门汀的相同覆盖范围进行比较，如上图所示：
月球表面放射性分布的信息是探月者的一个目标。这张地图显示，钍元素在月球的正面最高，主要是在母马座南部的高地。目前还不清楚，为什么相对较远的高地表面较低。
在1998年3月5日举行的一次激动人心的新闻发布会上，首次公布了月球勘探者探测到冰的结果。在两极附近，中子分光计确实探测到了中子，这些中子是由自然宇宙射线对带有遮蔽阴影区的陨石坑中的水冰进行轰击而从氢中释放出来的。如图所示，从月球发射的中子在两极附近的下降明显最大。
最初估计的数量是3000万至3亿吨（最近的想法把上限提高到了30亿吨左右），这将在以后的观察中更准确地确定。如果融化，这个更大的数字将填补一个“湖”10平方公里的面积（3.1 x 3.1公里）到10米的深度。令人惊讶的是，北极地区的冰含量比其南部地区高出50%。水冰的来源可能是撞击极地区域的彗星体的残余物，形成了陨石坑，但允许大部分彗星质量嵌入目标中生存。这对未来月球探索的影响是鼓舞人心的，因为我们可以利用重要的水（用于消耗和作为氢源，适合作为燃料），在相当长的时间内建立和占用一个载人基地设施。然而，在极地着陆技术上更困难，但可行。在我们的卫星上建立一个永久性观测站的梦想现在更加可行了。
有关月球探矿者的更多详细信息，请参见 National Space Science Data Center 网站和任务管理主页 NASA Ames Research Center . 随着NASA积累和发布数据和地图，我们将把它们放在本教程的Web版本和以后的CD-ROM版本中。
最新的登月任务是欧空局的SMART-1航天器。2003年9月27日发射，这是欧洲第一次探索地球以外的地方，使用一种新型的电力推进系统的宇宙飞船将在2004年底到达月球。这颗低成本卫星将环绕月球运行，收集有关月球表面组成的信息。
现在，总结一下我们在近40年的太空探索中对月球的了解：
从阿波罗任务中获得的或得到阿波罗任务支持的主要科学信息的一个很好的概要可以在这里找到。10 Top Achievements from Apollo 站点。
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其中一项最重要的成就是月球内部的模型。这张图是早期流行的版本之一（澳大利亚的安东尼·林伍德博士）。到目前为止，你应该已经学到足够的知识来解释月球外层的每一个主要层的意义（注：顶部的石英长石层代表了样品12013所代表的长英质岩石）。
一个类似但更近的模型假设月球的外半部分融化，形成了所谓的“岩浆洋”，在其历史早期，然后经历了分化，形成了目前的一般分层：
|月球的模型，其中它融化到相当深的深度（左），然后冷却并凝固右边显示的不同层；由H.H.施密特提供。γ
这给我们带来了两个一般性的话题：首先，对月球演变的总结，然后是对月球可能起源的调查。第一和第二个主题都包含在考虑 Apollo-based Evolution of the Moon . 作者：哈里森H.（“杰克”）施密特。这里使用了该网站的一些想法和插图。
我们首先展示了一张总结阿波罗之前已知情况的图表，以此开始对月球历史或演化的回顾：
这些突出点是由地球望远镜观测和月球轨道飞行器和着陆器确定的。勘测员确认月球土壤或表土的存在。下一张图表包含了利用阿波罗人类观测和主要研究人员和其他科学家的月球样本分析，从所有来源获得的月球演化时间的主要信息：
在这个模型中，富含长石的月球地壳是从岩浆洋形成的。小行星、小行星和彗星的两次强烈撞击产生了主要盆地，首先从高地地壳抛掷物质，然后在月球表面的大部分区域抛掷物质。它们最终形成了由大到小的块和碎片组成的巩固沉积物，形成了从100米到数公里厚的交错“喷射层”。卸载和其他过程动员了地下岩石（主要是玄武岩 [高铁、镁、钙和低硅] 在成分上）融化并侵入表面，填满了玛丽亚和更大的陨石坑的内部。月球坑形成始于月球历史的早期，大约40亿年前达到了最大值，此后逐渐减少。下一张图表描述了主要玄武岩熔岩挤压时期开始时月球外缘的变化和条件：
这些图表中表达的想法可以以不同的方式呈现，如时间线图所示（同样，由H.H.Schmitt提供）：
杰克·施密特有一个最有趣的互联网网站，在那里他用各种各样的插图来展示月球从最早的历史到大约30亿年前玄武岩侵位后期的发展过程。网站，访问 here ，为.pdf格式，需要Acrobat Reader。但是，警告：您的计算机可能会遇到一些问题-它往往在注销后运行较慢，或者可能挂断- 尤其地 如果您尝试打印屏幕上的图像或将其下载到文件中。然而，他关于月球演变的数据考虑了过去30年的大部分研究，因此值得尝试浏览这个网站-当作者（NMS）浏览每个.pdf页面时，没有发生致命的事情。为了吸引你按照他的顺序工作，我们在这里展示了他的模型图的最后一个（也是最复杂的），这个模型图添加了20亿年前结束的时期的大理石玄武岩侵位。通过他的第8课，你将看到为达到这个阶段所采取的进化步骤（之后主要的变化与小到大的影响相关）。
月球的起源（形成）一直是硒学家猜测和科学洞察的主要话题。在阿波罗计划带回月球样品之前，存在四种月球起源的主要方案。有一种观点认为，月球是由地球自身聚集而形成的残余碎片形成的。第二种观点认为，在地球旋转（旋转）快得多的早期，月球的碎片被抛离地球。第三个提议声称月球是一个被捕获的小行星，距离地球再远一次。第四种解释认为，它的形成是由于一次巨大的撞击从地球外壳上拧下的物质，使太平洋盆地成为一个相当于一个巨大的陨石坑的疤痕（在板块构造和大陆迁移的想法被采纳之后，这个模型需要修改和可能的折扣）。所有这些假设都不能充分解释观测到的月球和地球的角动量之间的平衡，这一理论表明，自从两个天体连接起来后，这一平衡一直保持不变。尽管在地球存在的最初几亿年里，它的旋转速度更大，但这仍然不足以促进共增生。速度也不足以使碎片裂变。但是，这种旋转速度太快，无法捕获经过的物体。
这使得碰撞模型在20世纪70年代变得越来越流行。（在那之前，作者在1963年左右开发了一个模型，在这个模型中，巨大的撞击产生了一个巨大的外地球凹痕，但月球本身出现了 [至少部分] 由内部冲击波从地球另一侧剥落的碎片恢复为稀薄的物质，导致那里的物质分裂并被抛到太空中，然后像月球一样吸积。我放弃这个想法有两个原因：1。我无法吸引一个知道适当数学的同事来帮助我进行证明这个假设所需的复杂计算；和2。我自己的计算暗示，撞击产生的散裂能量不足以摧毁地球几级。我还推测，这种直接影响可能会破坏 [较小] 原地球分裂成碎片，其中大部分重组为地球，但有些形成了第二个被重力拖拽的物体）。
到了20世纪70年代，随着阿波罗数据的掌握，撞击已经成为月球形成的一个重要组成部分。此后，提出了几种影响模型。所有这些都受限于两个阿波罗观测到的月球缺铁（没有，或是一个小的，铁心）和低百分比的挥发性元素钠和钾。月球起源于对早期地球的巨大影响，这一点得到了两个行星体氧同位素组成的强烈相似性的支持。第一个模型是由哈佛大学的科学家开发的。但是，他们的迎面碰撞模型已经提出了能量和成分问题。一般撞击模型的最新变化是通过图中所示的一系列步骤来说明的，这些步骤是计算机模拟对原地球的巨大撞击的结果，但在那一时刻朝向地球的外层，以便对其进行扫视或侧视。地壳尚未完全发育。看看这台计算机模拟这样一个事件：
西南研究所（William Ward和Robin Canup；其他研究所）和亚利桑那大学（A.G.W.Cameron、Jay Melosh、William Hartmann；其他研究所）的科学家合作开发的模型和一些变体认为，在形成历史后期发生的影响可能是在地球分化形成早期陆壳之前。在这个时候，一部分，也许是大部分的外地球可能已经融化了，一颗火星大小的小行星或小行星（大约是目前地球质量的10%）以一个角度撞击地球。尽管地球在彻底的分裂中幸存下来，但一侧的大部分外壳被抛入太空，但由于更大的重力而被地球所控制。喷射羽流中的碎片受到来自地球的旋转力的影响，在24小时内已形成一个近圆形的轨道。随着时间的推移，这些碎片（其组成与原始地球相似）开始碰撞，直到月球达到目前的大小，足够大，使其融化并重新形成一个球体，形成一个非岩石地壳。地球仍在形成，愈合了它的“伤口”，在随后的重熔过程中恢复到一个近球体，并继续完全分化为地壳、地幔和地核，直到今天仍然存在。
滑动冲击模型的优点是：1）计算得到了地月角动量的适当关系；2）该事件的高热使所有水和一些挥发性元素钠和钾蒸发；3）难熔元素组成的相似性。解释了地球和卫星之间的相互作用；4）只涉及到外层地幔和任何早期地壳；5）掠视事件中的温度会更高（高达18000°K）；6）地球目标的一大部分会被喷射入轨道；7）组成的差异可能是e将一些可能与地球有所不同的撞击器体结合在一起。
由此产生的月球可能更接近地球，可能接近29000公里（18000英里）。这第一颗月亮似乎比今天占据了更多的天空。现在我们知道，月球正在以每年2.4厘米（约1英寸）的速度后退，到目前距地球中心384000公里（24万英里）的平均距离。回溯到45亿年后，得出了这一早期接近值（然而，这可能会超过罗氏极限——两个大行星体之间最接近的距离，至少不会有一个被破坏）。
为了结束这一部分，实际上有数以千计的信息丰富的，往往是异国情调的月球图像，采取了各种远程传感器。也许没有人能比这张迈克尔·柯林斯（Michael Collins）在《即将登陆的月球》的CSM上拍摄的令人心跳的照片更好地传达人类成功地将宇航员送上月球的情感，这张照片包含了尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）和埃德温·巴兹·奥尔德林（Edwin“Buzz”Aldrin），地球母亲在月球背面看起来如此遥远。然而，历史表明，这些勇敢的阿波罗11号探险家和其他10名踏上月球表面（由在轨5名战友看管）的探险家在随后的任务中成功地返回了月球：
关于月球探测的两个非常易读的流行说法是 月亮书 作者：Bevan M.French，1977，Penquin Books，和 月球科学：后阿波罗观 作者：S.Ross Taylor，1975，Pergamon出版社。
不情愿地，我们必须离开我们当地的卫星，开始一个令人印象深刻的旅程，通过太阳系。我们从两个最里面的行星开始——水星和金星。