«Місяць - Природний супутник Землі»

Зміст
1.Вступ
Розділ 1
2.1. Міфологічна історія Місяця
2.2. Походження Місяця
Розділ 2
3.1. Місячні затемнення
3.2. Затемнення в колишні часи
Розділ 3
4.1. Форма Місяця
4.2. Поверхня Місяця
4.3. Рельєф місячної поверхні
4.4. Місячний грунт.
4.5. Внутрішня будівля Місяця
Розділ 4
5.1. Фази Місяця.
5.2. Новий етап у дослідженні Місяця.
5.3. Магнетизм Місяця.
Розділ 5
6.1. Дослідження приливних електростанцій
Розділ 6
7.1. Висновок.


1. Введення.

Місяць - природний супутник Землі і найяскравіший об'єкт на нічному небі. На Місяці немає звичної для нас атмосфери, немає річок і озер, рослинності і живих організмів. Сила тяжіння на Місяці в шість разів менше, ніж на Землі. День і ніч з перепадами температур до 300 градусів тривають по два тижні. І, тим не менше, Місяць все більше привертає землян можливістю використовувати її унікальні умови і ресурси.

Видобуток природних запасів на Землі ускладнюється з кожним роком. За прогнозами вчених у найближчому майбутньому людство вступить у складний період. Земна місце існування вичерпає свої ресурси, тому вже зараз необхідно починати освоювати ресурси інших планет і супутників. Місяць, як найближче до нас небесне тіло стане першим об'єктом для позаземного промислового виробництва. Створення місячної бази, а потім і мережі баз, планується вже в найближчі десятиліття. З місячних порід можна отримувати кисень, водень, залізо, алюміній, титан, кремній та інші корисні елементи. Місячний грунт є прекрасною сировиною для отримання різних будівельних матеріалів, а також для видобутку ізотопу гелій-3, який здатний забезпечити електростанції Землі безпечним та екологічно чистим ядерним пальним. Місяць буде використовуватися для унікальних наукових досліджень і спостережень. Вивчаючи місячну поверхню вчені можуть "зазирнути" в дуже древній період нашої власної планети, оскільки особливості розвитку Місяця забезпечили збереження рельєфу поверхні протягом мільярдів років. Крім того, Місяць послужить експериментальної базою для відпрацювання космічних технологій, а в подальшому буде використовувати як ключовий транспортний вузол міжпланетних повідомлень.
Місяць, єдиний природний супутник Землі і найближче до нас небесне тіло; середня відстань до Місяця - 384000 кілометрів.
Місяць рухається навколо Землі із середньою швидкістю 1,02 км/сек по приблизно еліптичній орбіті в тім же напрямку, у якому рухається переважна більшість інших тіл Сонячної системи, тобто проти годинникової стрілки, якщо дивитися на орбіту Місяця з боку Північного полюса світу. Велика піввісь орбіти Місяця, рівний середній відстані між центрами Землі і Місяця, складає 384 400 км (приблизно 60 земних радіусів).
Оскільки маса Місяця відносно мала, щільної газової оболонки - атмосфери в неї практично немає. Гази вільно розсіюються в навколишньому космічному просторі. Тому поверхню Місяця висвітлюється прямими сонячними променями. Тіні від нерівностей рельєфу тут дуже глибокі і чорні, оскільки немає розсіяного світла. Та й Сонце з місячної поверхні буде виглядати набагато яскравіше. Розріджена газова оболонка Місяця з водню, гелію, неону і аргону в десять трильйонів разів менше за щільністю, ніж наша атмосфера, але в тисячу разів більше, ніж кількість молекул газу в космічному вакуумі. Оскільки Місяць не має щільною захисної оболонки з газу, на її поверхні протягом доби відбуваються дуже великі зміни температури. Сонячне випромінювання поглинається місячною поверхнею, яка слабо відображає промені світла.
Внаслідок еліптичності орбіти і збурювань відстань до Місяця коливається між 356 400 і 406 800 км. Період звертання Місяця навколо Землі, так називаемийсідеріческій (зоряний) місяць дорівнює 27,32166 доби, але підданий невеликим коливанням і дуже малому віковому скороченню. Рух Місяця навколо Землі дуже складно, і його вивчення складає одну з найскладніших задач небесної механіки. Еліптичний рух являє собою лише грубе наближення, на нього накладаються багато обурення, обумовлені тяжінням Сонця, планет. Найголовніші з цих збурень, чи нерівностей, минулого відкриті зі спостережень задовго до теоретичного висновку їх із закону всесвітнього тяжіння. Тяжіння Місяця Сонцем у 2,2 рази сильніше, ніж Землею, так що, строго кажучи, варто було б розглядати рух Місяця навколо Сонця і збурювання цього руху Землею. Однак, оскільки дослідника цікавить рух Місяця, яким воно видно з Землі, гравітаційна теорія, що розробляли багато найбільших учених, починаючи з И. Ньютона, розглядає рух Місяця саме навколо Землі. У 20 столітті користаються теорією американського математика Дж. Хилла, на основі якої американський астроном Е. Браун обчислив (1919 р.) математично, ряди і склав таблиці, що містять широту, довгота і паралакс Місяця. Аргументом служить час.
Площина орбіти Місяця нахилена до екліптики під кутом 5 * 8 "43", підданим невеликим коливанням. Точки перетину орбіти з екліптикою, називаються висхідним і спадним вузлами, мають нерівномірний назадній рух і роблять повний оборот по екліптики за 6794 доби (близько 18 років), унаслідок чого Місяць повертається до тому самому вузла через інтервал часу - так званий драконічний місяць, - більш короткий, ніж сидеричний і в середньому рівний 27.21222 доби, з цим місяцем зв'язана періодичність сонячних і місячних затемнень.
Місяць обертається навколо осі, нахиленою до площини екліптики під кутом 88 ° 28 ', з періодом, точно рівним сидеричному місяцю, унаслідок чого вона повернена до Землі завжди однієї і тієї ж стороною. Однак сполучення рівномірного обертання з нерівномірним рухом по орбіті викликає невеликі періодичні відхилення від незмінного напрямку до Землі, що досягають 7 ° 54 'по довготі, а нахил осі обертання Місяця до площини її орбіти обумовлює відхилення до 6 ° 50' по широті, унаслідок чого в різний час із Землі можна бачити до 59% всієї поверхні Місяця (хоча області біля країв місячного диска видні лише в сильному перспективному ракурсі); такі відхилення називаються лібрацією Місяця. Площини екватора Місяця, екліптики і місячної орбіти завжди перетинаються по однієї прямої (закон Кассіні).
У рух Місяця розрізняють чотири місячних місяці.

29, 53059 діб Синодичний (від слова synodion-зустріч).

27, 55455 діб АНОМАЛІТІЧЕСКІЙ (кутова відстань Місяця від її перигею називали аномалією).

27, 32166 діб Сидеричний (siderium-зірковий)

27, 21222 сутокДРАКОНІЧЕСКІЙ (вузли орбіти позначають позначкою схожими на дракона).

Мета: Дізнатися якомога більше про природний єдиному супутнику Землі - Місяці. Про її користь і значення в житті людей про походження, історії, русі, і т.д.

Завдання:
1. Дізнатися про історію Місяця.
2. Дізнатися про місячних затемнення.
3. Дізнатися про будову Місяця.
4. Дізнатися про нові дослідження Місяця.
5. Дослідницька робота.
6. Висновок

2.1. Міфологічна історія Місяця.

Місяць у римській міфології є богинею нічного світла. Місяць мала кілька святилищ, одне разом з богом сонця. У єгипетській міфології богиня місяця - Тефнут і її сестра Шу - одне з втілень сонячного початку, були близнюками. У індоєвропейської і балтійської міфології широко поширений мотив залицяння місяця за сонцем і їх весілля: після весілля місяць залишає сонце, за що йому мстить бог-громовержець і розрубує місяць навпіл. В іншій міфології місяць, що жив на небі разом зі своєю дружиною-сонцем, пішов на землю подивитися, як живуть люди. На землі за місяцем погналася Хоседем (зле жіноче міфологічне істота). Місяць, квапливо повертається до сонця, тільки наполовину встигло ввійти в його чум. Сонце схопило його за одну половину, а Хоседем за іншу і почали тягнути його в різні боки, поки не розірвали навпіл. Сонце намагалося потім оживити місяць, що залишився без лівої половини і тим самим без серця, пробувало зробити йому серце з вугілля, гойдало його в колисці (шаманський спосіб воскресіння людини), але все було марно. Тоді сонце наказав місяцю, щоб він світив вночі, що залишилася в нього половиною. У вірменській міфології Лусіне ( «місяць») - молодий хлопець попросив у матері, яка тримала тісто, булочку. Сердита мати дала ляпаса Лусіне, від якої він злетів на небо. До цих пір на його обличчі видно сліди тесту. За народними повір'ями, фази місяця пов'язані з циклами життя царя Лусіне: молодий місяць - з його юністю, повний місяць - зі зрілістю; коли місяць зменшується і з'являється півмісяць, настає старість Лусіне, який потім йде в рай (вмирає). З раю він повертається відродженим.
Відомі також міфи про походження місяця з частин тіла (частіше всього з лівого і правого ока). У більшості народів світу є особливі Місячні міфи, що пояснюють виникнення плям на місяці, частіше за все тим, що там знаходиться особливий осіб ( «місячний чоловік» або «місячна жінка»). Божеству місяця багато народів надають особливого значення, вважаючи, що воно дає необхідні елементи для всього живого.

2.2. Походження Місяця.

Походження Місяця остаточно ще не встановлено. Найбільш розроблені три різні гіпотези. Наприкінці XIX ст. Дж. Дарвін висунув гіпотезу, згідно з якою Місяць і Земля спочатку складали одну загальну розплавлену масу, швидкість обертання якої збільшувалася в міру її охолодження та стиснення; в результаті ця маса розірвалася на дві частини: велику - Землю і меншу - Місяць. Ця гіпотеза пояснює малу щільність Місяця, утвореної з зовнішніх шарів первісної маси. Однак вона зустрічає серйозні заперечення з погляду механізму подібного процесу; крім того, між породами земної оболонки і місячних порід є істотні геохімічні розходження.
Гіпотеза захоплення, розроблена німецьким ученим К. Вейцзеккером, шведським ученим Х. Альфвеном і американським ученим Г. Юри, припускає, що Місяць спочатку був малою планетою, що при проходженні поблизу Землі в результаті впливу тяжіння останньої перетворилася в супутник Землі. Імовірність такої події дуже мала, і, крім того, в цьому випадку варто було б очікувати більшого розходження земних і місячних порід.
Відповідно до третьої гіпотези, розроблялася радянськими вченими - О. Ю. Шмідтом і його послідовниками в середині XX століття, Місяць і Земля утворилися одночасно шляхом об'єднання й ущільнення великого роя дрібних часток. Але Місяць у цілому має меншу щільність, чим Земля, тому речовина протопланетної хмари повинна було розділитися з концентрацією важких елементів у Землі. У зв'язку з цим виникло припущення, що першою почала формуватися Земля, оточена могутньою атмосферою, збагаченої відносно летучими силікатами; при наступному охолодженні речовина цієї атмосфери сконденсувалася в кільце планетезімалей, з яких і утворився Місяць. Остання гіпотеза на сучасному рівні знань (70-і роки 20 століття) представляється найбільш кращої. Не так давно виникла четверта теорія, яка і прийнята зараз як найбільш правдоподібна. Це гіпотеза гігантського зіткнення. Основна ідея полягає в тому, що, коли планети, які ми бачимо тепер, тільки ще формувалися, якесь небесне тіло завбільшки з Марс з величезною силою врізалося в молоду Землю під ковзаючим кутом. При цьому більш легкі речовини зовнішніх шарів Землі повинні були б відірватися від неї і розлетітися в просторі, утворивши навколо Землі кільце з уламків, у той час як ядро Землі, що складається з заліза, збереглося б в цілості. Врешті-решт, це кільце з уламків злиплися, утворивши Місяць. Теорія гігантського зіткнення пояснює, чому Земля містить велику кількість заліза, а на Місяці його майже немає. Крім того, з речовини, яка мала перетворитися на Місяць, в результаті цього зіткнення виділилося багато різних газів - зокрема кисень.

3.1. Місячні затемнення.

Через те, що Місяць, обертаючись навколо Землі, буває іноді на одній лінії Земля-Місяць-Сонце, виникають сонячні або місячні затемнення-найцікавіші та ефектні явища природи, що викликали страх у минулі століття, тому що люди не розуміли, що відбувається. Їм здавалося, що якийсь невидимий чорний дракон пожирає Сонце і люди можуть залишитися у вічному мороці. Тому літописці всіх народів ретельно заносили в свої хроніки відомості про затемнення. Так літописець Кирило з Новгородського Антонієві монастиря 11 серпня 1124 записав: «Перед вечірньою нача убиваті Сонця, і наиб все. Про великий страх і темрява биеть! ». Історія донесла до нас випадок, коли сонячне затемнення привело в жах борються індіанців і Медя. У 603 році до н.е. на території сучасної Туреччини та Ірану. Воїни в страху покидали зброї та припинили бій, після чого, страхіття затемненням уклали мир і довго не воювали один з одним. Сонячні затемнення бувають тільки в молодика, коли Місяць проходить не нижче і не вище, а саме по сонячному диску і, немов гігантська заслінка, загороджує собою сонячний диск, «перекриваючи Сонця шлях». Але затемнення в різних місцях видно по-різному, в одних Сонце повністю закривається-повне затемнення, в інших частково-неповне затемнення. Суть явища полягає в тому, що Земля і Місяць, освітлені Сонцем, відкидають кінці тіней (що сходяться) і кінці тіні (що розходяться). Коли Місяць потрапляє на одну лінію з Сонцем і Землею і знаходиться між ними, місячна тінь рухається по Землі із заходу на схід. Діаметр повної місячної тіні не перевищує 250 км, тому одночасно затемнення Сонця видно тільки на малій ділянці Землі. Там, де на Землю падає півтінь Місяця, спостерігається неповне затемнення Сонця. Відстань між Сонцем і Землею не завжди однаково: взимку в північній півкулі Землі ближче до Сонця, а влітку далі. Місяць обертаючись навколо Землі, теж проходить на різні відстані-то ближче, то далі від неї. У випадку, коли Місяць відстає далі від Землі і загородити повністю диск Сонця не може, спостерігачі бачать навколо чорної Місяця блискучий краю сонячного диска-відбувається красиве кільчасте затемнення Сонця. Коли у стародавніх спостерігачів запису затемнень накопичилися за кілька століть, вони помітили, що затемнення повторюються через кожні 18 років і 11 з третього діб. Цей термін єгиптяни назвали «Сарос», що означає «повторення». Однак для визначення, де буде видно затемнення, необхідно, звичайно ж, зробити більш складні обчислення. У повню Місяць іноді потрапляє у земну тінь повністю або частково, і ми бачимо, відповідно повне або часткове затемнення Місяця. Місяць набагато менша за Землю, тому затемнення триває до 1 год. 40мін. При цьому навіть при повному місячному затемнення Місяць залишається видимою, але забарвлюється в червоний колір, що викликає неприємні відчуття. У давнину затемнення Місяця боялися як страшного ознаки, вважали, що «місяць обливається кров'ю». Сонячні промені, заломлюючись в атмосфері Землі, потрапляють у конус земної тіні. При цьому атмосферою активно поглинаються блакитні і сусідні з ними промені сонячного спектра, а пропускаються всередину конуса тіні переважно червоні промені, які поглинаються слабше, вони то і додають Місяці зловісний червонуватий колір. Взагалі, місячні затемнення-досить рідкісне явище природи. Здавалося б, що місячні затемнення повинні спостерігатися щомісячно-в кожен повний місяць. Але так насправді не буває. Місяць прослизає або під земною тінню, або над нею, і в молодика тінь Місяця звичайно проноситься повз Землі, і тоді затемнення теж не виходять. Тому затемнення не так вже й часті.

Схема повного затемнення Місяця.

Повні Місячні Затьмарення
1995 - 2005 рр..
Дата Тривалість
1996 4 1 квітня год 24 хв
1996 27 сентября1 год 12 хв
1997 16 сентября1 год 6 хв
2000 21 января1 год 16 хв
2000 16 1 липня ч
2001 9 января 30 хв
2003 16 мая 26 хв
2004 4 мая38 хв
2004 28 октября40 хв

3.2. Затемнення за старих часів.
У давнину затемнення Сонця і Місяця надзвичайно цікавили людей. Філософи Стародавньої Греції були переконані, що Земля є кулею, оскільки вони помітили, що тінь Землі, що падає на Місяць, завжди має форму кола. Більш того, вони підрахували, що Земля приблизно втричі більше Місяця, просто виходячи з тривалості затемнень. Дані археології дозволяють припустити, що багато стародавніх цивілізації намагалися передбачати затемнення. Результати спостережень у Стоунхендж, в Південній Англії, могли давати можливість людям пізнього кам'яного віку, 4000 років тому, передбачати деякі затемнення. Вони умілини обчислювати час приходу літнього та зимового сонцестояння. У Центральній Америці 1000 років тому астрономи майя могли передбачати затемнення, вибудовуючи довгий ряд спостережень і шукаючи повторюються поєднання факторів. Майже однакові затемнення повторюються кожні 54 року 34 дні.
4.4. Як часто ми можемо бачити затемнення.
Хоча Місяць проходить по своїй орбіті навколо Землі раз на місяць, затемнення не можуть відбуватися щомісяця з-за того, що площина орбіти Місяця нахилена відносно площини орбіти Землі навколо Сонця. Найбільше, за рік може відбутися сім затемнень, з яких дві або три повинні бути місячними. Сонячні затемнення відбуваються тільки в молодика, коли Місяць знаходиться в точності між Землею і Сонцем. Місячні затемнення ж завжди бувають в повний місяць, коли Земля знаходиться між Землею і Сонцем. За все життя ми можемо сподіватися побачити 40 місячних затемнень (за умови, що небо буде ясним). Спостерігати сонячні затемнення більш важко через вузькість смуги затемнень Сонця.

4.1. Форма Місяця

Форма Місяця дуже близька до кулі з радіусом 1737 км, що дорівнює 0,2724 екваторіального радіусу Землі. Площа поверхні Місяця складає 3,8 * 107 кв. км., а обсяг 2,2 * 1025 см3. Більш детальне визначення фігури Місяця утруднене тим, що на Місяці, із-за відсутності океанів, немає явно вираженою вирівняні поверхні по відношенню до якої можна було б визначити висоти і глибини; крім того, оскільки Місяць повернений до Землі однією стороною, вимірювати з Землі радіуси крапок поверхні видимої півкулі Місяця (крім крапок на самому краї місячного диска) представляється можливим лише на підставі слабкого стереоскопічного ефекту, обумовленого лібрацією. Вивчення лібрації дозволило оцінити різницю головних піввісь еліпсоїда Місяця. Полярна вісь менше екваторіальній, спрямованої убік Землі, приблизно на 700 м і менше екваторіальній осі, перпендикулярної напрямку на Землю, на 400 м. Таким чином, Місяць під впливом приливних сил, небагато витягнутий убік Землі. Маса Місяця точніше всього визначається зі спостережень її штучних супутників. Вона в 81 разів менше маси землі, що відповідає 7.35 * 1025 р. Середня щільність Місяця дорівнює 3,34 р. см3 (0.61 середньої щільності Землі). Прискорення сили тяжіння на поверхні Місяця в 6 разів більше, ніж на Землі, складає 162.3 см. сек і зменшується на 0.187 см. сек2 при підйомі на 1 кілометр. Перша космічна швидкість 1680 м/сек, друга 2375 м/сек. Унаслідок малого притягання Місяць не зміг удержати навколо себе газової оболонки, а також воду у вільному стані.

4.2. Поверхня Місяця

Поверхня Місяця досить темна, її альбедо дорівнює 0.073, тобто вона відбиває в середньому лише 7.3% світлових променів Сонця. Візуальна зоряна величина повного Місяця на середній відстані дорівнює - 12.7; вона посилає в повню на Землю в 465 000 разів менше світла, ніж Сонце. У залежності від фаз, ця кількість світла зменшується набагато швидше, ніж площа освітленої частини Місяця, так що коли Місяць знаходиться у чверті, і ми бачимо половину її диска світлої, вона посилає нам не 50%, а лише 8% світла від повного Місяця Показник кольору місячного світла дорівнює + 1.2, тобто він помітно червоно сонячного. Місяць обертається щодо Сонця з періодом, рівним синодичним місяцю, тому день на Місяці триває майже 1.5 доба і стільки ж продовжується ніч. Не будучи захищена атмосферою, поверхня Місяця нагрівається вдень до + 110о С, а вночі остигає до -120 ° С, однак, як показали радіонаблюденія, ці величезні коливання температури проникають усередину лише на кілька дециметрів унаслідок надзвичайно слабкої теплопровідності поверхневих шарів. З тієї ж причини і під час повних місячних затемнень нагріта поверхня швидко охолоджується, хоча деякі місця довше

Навіть неозброєним оком на Місяці видні неправильні протяжні темнуваті плями, які були прийняті за моря; назва збереглася, хоча і було встановлено, що ці утворення нічого загального з земними морями не мають. Телескопічні спостереження, яким поклав початок у 1610 Г. Галілей, дозволили виявити гористе будову поверхні Місяця. З'ясувалося, що моря - це рівнини більш темного відтінку, чим інші області, іноді звані континентальними (або материковими), що буяють горами, більшість яких має кільцеподібну форму (кратери). За багаторічними спостереженнями були складені докладні карти Місяця. Перші такі карти видав у 1647 Я. Гевелій в Ланцет (Гданськ). Зберігши термін "моря", він привласнив назви також і найголовнішим місячним хребтах - по аналогічним земним утворенням: Апенніни, Кавказ, Альпи. Дж. Річчолі в 1651 дав великим темним низовинах фантастичні назви: Океан Бур, Море Криз, Море Спокою, Море Дощів і так далі, менше примикають до морів темні області він назвав затоками, наприклад, Залив Веселки, а невеликі неправильні плями - болотами, наприклад Болото гнилі. Окремі гори, головним чином кільцеподібні, він назвав іменами видатних учених: Коперник, Кеплер, Тихо Браге та іншими. Ці назви збереглися на місячних картах і понині, причому додано багато нових імен видатних людей, учених більш пізнього часу. На картах зворотної сторони Місяця, складених за спостереженнями, виконаним з космічних зондів і штучних супутників Місяця, з'явилися імена К. Е. Ціолковського, С. П. Корольова, Ю. А. Гагаріна й інших. Докладні і точні карти Місяця були складені за телескопічним спостереженнями в 19 столітті німецькими астрономами И. Медлером, Й. Шмідтом і ін Карти складалися в ортографіческой проекції для середньої фази лібрації, тобто приблизно такими, який Місяць видний із Землі. В кінці 19 століття почалися фотографічні спостереження Місяця.
У 1896-1910 великий атлас Місяця був виданий французькими астрономами М. Леви і П. П'юзо по фотографіях, отриманим на Паризькій обсерваторії; пізніше фотографічний альбом Місяця виданий Лікской обсерваторією в США, а в середині 20 століття Дж. Койпер (США) склав кілька детальних атласів фотографій Місяця, отриманих на великих телескопах різних астрономічних обсерваторій. За допомогою сучасних телескопів на Місяці можна помітити, але не розглянути кратери розміром близько 0,7 кілометрів і тріщини шириною в перші сотні метрів.
Більшість морів і кратерів на видимій стороні були названі італійським астрономом Річчіоллі в середині сімнадцятого століття на честь астрономів, філософів та інших науковців. Після фотографування зворотного боку Місяця з'явилися нові назви на картах Місяця. Назви присвоюються посмертно. Винятком є 12 назв кратерів на честь радянських космонавтів та американських астронавтів. Всі нові назви затверджуються Міжнародним астрономічним союзом.

4.3. Рельєф місячної поверхні.

Рельєф місячної поверхні був в основному з'ясований у результаті багаторічних телескопічних спостережень. "Місячні моря", що займають близько 40% видимої поверхні Місяця, являють собою рівнинні низовини, пересічені тріщинами і невисокими звивистими валами; великих кратерів на морях порівняно мало. Багато морів оточені концентричними кільцевими хребтами. Інша, більш світла поверхня покрита численними кратерами, кільцеподібними хребтами, борознами і так далі. Кратери менш 15-20 кілометрів мають просту чашоподібну форму, більш великі кратери (до 200 кілометрів) складаються з округлого вала з крутими внутрішніми схилами, мають порівняно плоске дно, більш поглиблене, ніж навколишня місцевість, часто з центральною гіркою. Висоти гір над навколишньою місцевістю визначаються по довжині тіней на місячній чи поверхні фотометричним способом. Таким шляхом були складені гіпсометричні карти масштабу 1: 1 000000 на велику частину видимої сторони. Однак абсолютні висоти, відстані крапок поверхні Місяця від центра чи фігури маси Місяця визначаються дуже непевно, і засновані на них гіпсометричні карти дають лише загальне представлення про рельєф Місяця. Набагато докладніше і точніше вивчений рельєф крайової зони Місяця, що, в залежності від фази лібрації, обмежує диск Місяця. Для цієї зони німецький учений Ф. Хайн, радянський вчений А. А. Нефедьєв, американський учений Ч. Уотс склали гіпсометричні карти, які використовуються для обліку нерівностей краю Місяця при спостереженнях з метою визначення координат Місяця (такі спостереження виробляються меридіанними колами і по фотографіях Місяця на тлі навколишніх зірок, а також за спостереженнями покрить зірок). Мікрометричними вимірами визначені стосовно місячного екватора і середнього меридіана Місяця селенографічні координати декількох основних опорних точок, які служать для прив'язки великого числа інших крапок поверхні Місяця. Основною вихідною точкою при цьому є невеликої правильної форми і добре видимий біля центра місячного диска кратер Местинг. Структура поверхні Місяця був в основному вивчена фотометричними і поляриметричними спостереженнями, доповненими радіоастрономічними дослідженнями.
 Кратери на місячній поверхні мають різний відносний вік: від древніх, ледь помітних, сильно перероблених утворень до дуже чітких в обрисах молодих кратерів, іноді оточених світлими "променями". При цьому молоді кратери перекривають більш древні. В одних випадках кратери врізані в поверхню місячних морів, а в інших - гірські породи морів перекривають кратери. Тектонічні розриви те розсікають кратери і моря, те самі перекриваються більш молодими утвореннями. Ці й інші співвідношення дозволяють установити послідовність виникнення різних структур на місячній поверхні; у 1949 радянський вчений А. В. Хабаков розділив місячні утворення на кілька послідовних вікових комплексів. Подальший розвиток такого підходу дозволило до кінця 60-х років скласти середньомасштабні геологічні карти на значну частину поверхні Місяця. Абсолютний вік місячних утворень відомий поки лише в декількох точках; але, використовуючи деякі непрямі методи, можна встановити, що вік найбільш молодих великих кратерів складає десятки і сотні мільйонів років, а основна маса великих кратерів виникла в "доморський" період, 3-4 млрд . років тому.
В утворенні форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, так і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що незабаром після її утворення надра були розігріті радіоактивним теплом і значною мірою розплавлені, що привело до інтенсивного вулканізму на поверхні. У результаті утворилися гігантські лавові полючи і деяка кількість вулканічних кратерів, а також численні тріщини, уступи й інше. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах випадала величезна кількість метеоритів і астероїдів - залишків протопланетної хмари, при вибухах яких виникали кратери - від мікроскопічних лунок до кільцевих структур поперечником у багато десятків, а можливо і до декількох сотень кілометрів. Через відсутність атмосфери і гідросфери значна частина цих кратерів збереглася до наших днів. Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканізм також в основному припинився, оскільки Місяць витратив багато теплової енергії, а радіоактивні елементи були винесені в зовнішні шари Місяця. Про залишковий вулканізм свідчать витікання вуглецевих газів у місячних кратерах, спектрограми яких були вперше отримані радянським астрономом Н. А. Козирєв.

4.4. Місячний грунт.

Усюди, де робили посадки космічні апарати, Місяць покритий так званим реголітом. Це разнозерністий уламкових-пилової шар товщиною від декількох метрів до декількох десятків метрів. Він виник у результаті дроблення, перемішування і спікання місячних порід при падіння метеоритів і мікрометеоритів. Унаслідок впливу сонячного вітру реголіт насичений нейтральними газами. Серед уламків реголіта знайдені частинки метеоритної речовини. За радіоізотопами було встановлено, що деякі уламки на поверхні реголіта перебували на одному й тому самому місці десятки і сотні мільйонів років. Серед зразків, доставлених на Землю, зустрічаються породи двох типів: вулканічні (лави) і породи, що виникли за рахунок роздроблення і розплавлення місячних утворень при падіння метеоритів. Основна маса вулканічних порід подібна з земними базальтами. Очевидно, такими породами складені всі місячні моря.
Крім того, у місячному грунті зустрічаються уламки інших порід, подібних із земними і так званим KREEP - порода, збагачена калієм, рідкоземельними елементами і фосфором. Очевидно, ці породи являють собою уламки речовини місячних материків. "Луна-20" і "Аполлон-16", що зробили посадки на місячних материках, привезли відтіля породи типу анортозитів. Усі типи порід утворилися в результаті тривалої еволюції в надрах Місяця. По ряду ознак місячні породи відрізняються від земних: у них дуже мало води, мало калію, натрію й інших летучих елементів, у деяких зразках дуже багато титана і заліза. Вік цих порід, обумовлений по співвідношеннях радіоактивних елементів, дорівнює 3 - 4.5 млрд. років, що відповідає найдавнішим періодам розвитку Землі.

4.5. Внутрішня будівля Місяця

Структура надр Місяця також визначається з урахуванням обмежень, які накладають на моделі внутрішньої будови дані про фігуру небесного тіла і, особливо про характер поширення Р - і S - хвиль. Реальна фігура Місяця, виявилася близької до сферично рівноважної, а з аналізу гравітаційного потенціалу зроблений висновок про те, що її щільність несильно змінюється з глибиною, тобто на відміну від Землі немає великої концентрації мас у центрі.
 Самий верхній шар представлений корою, товщина якої, визначена тільки в районах улоговин, складає 60 км. Досить імовірно, що на великих материкових площах зворотної сторони Місяця кора приблизно в 1,5 рази потужніша. Кора складена виверженими кристалічними гірськими породами - базальтами. Однак за своїм мінералогічному складу базальти материкових і морських районів мають помітні відмінності. У той час як найбільш древні материкові райони Місяця переважно утворені світлою гірською породою - анортозитами (майже цілком складаються із середнього й основного плагіоклазу, з невеликими домішками піроксену, олівіну, магнетиту, титаномагнетиту та ін), кристалічні породи місячних морів, подібно земним базальту, складені в основному плагіоклазу і Моноклінна піроксенів (Авгіт). Імовірно, вони утворилися при охолодженні магматичного розплаву на поверхні або поблизу неї. При цьому, оскільки місячні базальти менш окислені, ніж земні, це означає, що вони кристалізувалися з меншим відношенням кисню до металу. У них, крім того, спостерігається менший зміст деяких летучих елементів і одночасно збагаченість багатьма тугоплавкими елементами в порівнянні з земними породами. За рахунок домішок олівінів і особливо ільменіту райони морів виглядають більш темними, а щільність що складають їх порід вище, ніж на материках.
 Під корою розташована мантія, у якій, подібно земний, можна виділити верхню, середню та нижню. Товщина верхньої мантії близько 250 км, а середньої приблизно 500 км, і її границя з нижньою мантією розташована на глибині близько 1000 км. До цього рівня швидкості поперечних хвиль майже постійні, і це означає, що речовина надр знаходиться у твердому стані, представляючи собою могутню і відносно холодну літосферу, у якій довго не загасають сейсмічні коливання. Склад верхньої мантії приблизно олівін-піроксеновий, а на більшій глибині присутні шніцель і зустрічається в ультраосновних лужних породах мінерал меліліт. На границі з нижньою мантією температури наближаються до температур плавлення, звідси починається сильне поглинання сейсмічних хвиль. Ця область являє собою місячну астеносферу.
У самому центрі, очевидно, знаходиться невелике рідке ядро радіусом менш 350 кілометрів, через яке не проходять поперечні хвилі. Ядро може бути железосульфідним або залізним; в останньому випадку воно повинно бути менше, що краще погодиться з оцінками розподілу щільності по глибині. Його маса, імовірно, не перевищує 2% від маси всього Місяця. Температура в ядрі залежить від його складу і, видимо, укладена в межах 1300 - 1900 К. Нижній границі відповідає припущення про збагаченість важкої фракції місячного проторечовини сіркою, переважно у вигляді сульфідів, і утворенні ядра з евтектики Fe - FeS з температурою плавлення (слабко залежачищей від тиску) близько 1300 К. З верхньою границею краще погодиться припущення про збагаченість проторечовини Місяця легкими металами (Mg, Са, Na, Аl), що входять разом з кремнієм і киснем до складу найважливіших породоутворюючих мінералів основних і ультраосновних порід - піроксенів і олівінів. Останньому припущенням сприяє і знижений зміст у Місяці заліза і нікелю, на що вказує її низька середня площа.

Зразки гірських порід, доставлені «Аполлонами-11, -12 та -15», виявилися в основному базальтової лавою. Цей морський базальт багатий залізом і, рідше, титаном. Хоча кисень поза сумнівом є одним з основних елементів порід місячних морів, місячні породи істотно бідніше киснем своїх земних аналогів. Особливо слід підкреслити повна відсутність води, навіть у кристалічній решітці мінералів. Доставлені «Аполлоном-11» базальти мають наступний склад:
 
Доставлені «Аполлоном-14» зразки представляють інший тип кори - брекчія, багату радіоактивними елементами. Брекчия - це агломерат кам'яних уламків, зцементованих дрібними частинками реголіта. Третій тип зразків місячної кори - багаті алюмінієм анортозитами. Ця порода світліше темних базальтів. За хімічним складом вона близька до порід, дослідженим «Сервейорів-7» в гірській області у кратера Тихо. Ця порода менш щільна, ніж базальт, так що складені нею гори як би плавають на поверхні більш щільною лави.
Всі три типи породи представлені у великих зразках, зібраних астронавтами «Аполлонов»; але впевненість, що вони є основними типами порід, що складають кору, заснована на аналізі та класифікації тисяч дрібних фрагментів у зразках грунту, зібраних з різних місць на поверхні Місяця.
 
5.1. Фази Місяця

Не будучи самосвітним, Місяць видний тільки в тій частині, куди падають сонячні промені, або промені, відбиті Землею. Цим пояснюються фази Місяця. Кожен місяць Місяць, рухаючись по орбіті, проходить між Землею і Сонцем і звернена до нас темною стороною, у цей час відбувається молодик. Через 1 - 2 дні після цього на західній частині неба з'являється вузький яскравий серп молодого Місяця. Інша частина місячного диска буває в цей час слабко освітлена Землею, оберненою до Місяця своєю денною півкулею. Через 7 доби Місяць відходить від Сонця на 900, настає перша чверть, коли освітлена рівно половина диска Місяця і термінатор, тобто лінія розділу світлої і темної сторони, стає прямої - діаметром місячного диска. У наступні дні термінатор стає опуклим, вид Місяця наближається до світлого кола і через 14 - 15 доби настає повний місяць. На 22-а доба спостерігається остання чверть. Mag/відстань Місяця від сонця зменшується, вона знову стає серпом і через 29.5 доби знову настає молодик. Проміжок між двома послідовними молодиками називається синодичним місяцем, що має середню тривалість 29.5 доби. Синодичний місяць більше сидеричному, тому що Земля за цей час проходить приблизно 113 своєї орбіти і Місяць, щоб знову пройти між Землею