9.1: Mali ya jumla ya Mwezi

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Jadili kile kilichojifunza kutoka kwa utafutaji wa mwezi wa manned na wa roboti
• Eleza muundo na muundo wa Mwezi

Mwezi una molekuli moja tu ya themanini ya Dunia na takriban moja ya sita ya uso wa Dunia—chini mno ili kuhifadhi angahewa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Kusonga molekuli za gesi kunaweza kutoroka kutoka sayari kama vile roketi inavyofanya, na chini ya mvuto, ni rahisi zaidi kwa gesi kuvuja mbali angani. Wakati Mwezi unaweza kupata anga ya muda kutokana na athari za comets, anga hii inapotea haraka kwa kufungia kwenye uso au kwa kutoroka kwenye nafasi inayozunguka. Mwezi leo ni upungufu mkubwa katika aina mbalimbali za volatiles, mambo hayo na misombo ambayo huenea kwa joto la chini. Baadhi ya mali ya Mwezi ni muhtasari katika Jedwali\(\PageIndex{1}\), pamoja na maadili ya kulinganisha kwa Mercury.

Kielelezo Picha\(\PageIndex{1}\) ya kushoto inaonyesha sehemu ya hemisphere ambayo inakabiliwa na Dunia; maria kadhaa ya giza yanaonekana. Picha sahihi inaonyesha sehemu ya nusutufe inayoelekea mbali na Dunia; inaongozwa na nyanda za juu. Azimio la picha hii ni kilomita kadhaa, sawa na ile ya binoculars yenye nguvu ya juu au darubini ndogo.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Mali ya Mwezi na Mercury

Mali	Mwezi	Mercury
Misa (Dunia = 1)	0.0123	0.055
Kipenyo (km)	3476	4878
Uzito wiani (g/cm3)	3.3	5.4
Mvuto wa uso (Dunia = 1)	0.17	0.38
Kutoroka kasi (km/s)	2.4	4.3
Kipindi cha mzunguko (siku)	27.3	58.65
Eneo la uso (Dunia = 1)	0.27	0.38

Utafutaji wa Mwezi

Zaidi ya kile sisi kujua kuhusu Moon leo linatokana na mpango Apollo Marekani, ambayo alimtuma tisa majaribio spacecraft kwa satellite yetu kati 1968 na 1972, kutua 12 wanaanga juu ya uso wake (thumbnail picha kwa sura hii). Kabla ya zama za masomo ya spacecraft, wanaastronomia walikuwa wamepiga ramani upande wa Mwezi unaoelekea Dunia na azimio la telescopic la kilomita 1, lakini jiolojia ya mwezi haikuwepo kama somo la kisayansi. Yote yaliyobadilika kuanzia mwanzoni mwa miaka ya 1960. Awali, Urusi iliongoza katika utafutaji wa mwezi na Luna 3, ambayo ilirudi picha za kwanza za upande wa mbali wa mwezi mwaka 1959, na kisha kwa Luna 9, ambayo ilitua juu ya uso mwaka 1966 na kupeleka picha na data nyingine duniani. Hata hivyo, juhudi hizi zilifunikwa tarehe 20 Julai 1969, wakati mwanaanga wa kwanza wa Marekani alipoweka mguu juu ya Mwezi.

\(\PageIndex{2}\)Jedwali linafupisha ndege tisa za Apollo: sita zilizotua na nyingine tatu zilizozunguka Mwezi lakini hazikutua. Kutua kwa awali kulikuwa kwenye tambarare za gorofa zilizochaguliwa kwa sababu za usalama. Lakini kwa kuongezeka kwa uzoefu na kujiamini, NASA ililenga misioni tatu za mwisho kwa maeneo ya kuvutia zaidi ya kijiolojia. Kiwango cha utafutaji wa kisayansi kiliongezeka pia na kila utume, kwani wanaanga walitumia muda mrefu zaidi kwenye Mwezi na kubeba vifaa vya kufafanua zaidi. Hatimaye, juu ya kutua kwa Apollo ya mwisho, NASA ilijumuisha mwanasayansi mmoja, mwanajiolojia Jack Schmitt, kati ya astronauts (Kielelezo\(9.1.2\)).

Jedwali\(\PageIndex{2}\): Apollo Ndege hadi Mwezi

Ndege	Tarehe	Landing Site	Kuu Kukamilisha
Apollo 8	Desemba 1968	—	Mwanadamu wa kwanza kuruka karibu na Mwezi
Apollo 10	Mei 1969	—	Kwanza spacecraft rendezvous katika mzunguko wa mwezi
Apollo 11	Julai 1969	Mare Tranquillitatis	Kwanza binadamu kutua juu ya Moon; 22 kilo ya sampuli akarudi
Apollo 12	Novemba 1969	Oceanus Procellarum	Kwanza Apollo Lunar Surface majaribio mfuko (ALSEP); kutembelea Surveyor 3 Lander
Apollo 13	Aprili 1970	—	Landing aborted kutokana na mlipuko katika moduli amri
Apollo 14	Januari 1971	Mare Nubium	Kwanza “rickshaw” kwenye Mwezi
Apollo 15	Julai 1971	Mare Imbrium/Hadley	Kwanza “Rover;” ziara ya Hadley Rille; wanaanga walisafiri kilomita 24
Apollo 16	Aprili 1972	Descartes	Kwanza kutua katika nyanda za juu; 95 kilo ya sampuli akarudi
Apollo 17	Desemba 1972	Nyanda za juu za Taurus-Littrow	Jiolojia kati ya wafanyakazi; 111 kilo ya sampuli akarudi

Kielelezo\(\PageIndex{2}\) Jiolojia (na baadaye seneta wa Marekani) Harrison “Jack” Schmitt mbele ya jiwe kubwa katika Bonde la Littrow kwenye makali ya nyanda za juu za mwezi. Angalia jinsi mbingu nyeusi iko kwenye Mwezi usio na hewa. Hakuna nyota zinazoonekana kwa sababu uso unaangazwa sana na Jua, na kwa hiyo mfiduo hauna muda mrefu wa kutosha kufunua nyota.

Mbali na kutua juu ya uso wa mwezi na kujifunza kwa karibu, ujumbe wa Apollo ulifikia malengo matatu ya umuhimu mkubwa kwa sayansi ya mwezi. Kwanza, wanaanga walikusanya karibu kilo 400 za sampuli kwa uchambuzi wa kina wa maabara duniani (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Sampuli hizi zimefunua mengi kuhusu Mwezi na historia yake kama masomo mengine yote ya mwezi pamoja. Pili, kila Apollo kutua baada ya kwanza uliotumika Apollo Lunar Surface Experiment Package (ALSEP), ambayo iliendelea kufanya kazi kwa miaka baada ya wanaanga kuondoka. Tatu, modules za amri za Apollo zinazunguka zilibeba vyombo mbalimbali vya kupiga picha na kuchambua uso wa mwezi kutoka hapo juu.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\) Utunzaji Moon Rocks. Sampuli za Lunar zilizokusanywa katika Mradi wa Apollo zinachambuliwa na kuhifadhiwa katika vituo vya NASA kwenye Kituo cha Johnson Space huko Houst Hapa, fundi anachunguza sampuli ya mwamba akitumia kinga katika mazingira yaliyofunikwa ili kuepuka kuchafua sampuli.

Mwanadamu wa mwisho aliondoka Mwezi mnamo Desemba 1972, kidogo zaidi ya miaka mitatu baada ya Neil Armstrong kuchukua “leap kubwa kwa wanadamu.” Mpango wa utafutaji wa mwezi ulikatwa katikati kutokana na shinikizo la kisiasa na kiuchumi. Ilikuwa na gharama tu kuhusu $100 kwa Amerika, kuenea zaidi ya miaka 10—sawa na pizza moja kubwa kwa kila mtu kwa mwaka. Hata hivyo kwa watu wengi, kutua kwa Mwezi kulikuwa moja ya matukio ya kati katika historia ya karne ya ishirini.

Makombora makubwa ya Apollo yaliyojengwa kusafiri kwenda Mwezi yaliachwa kutu kwenye lawns ya vituo vya NASA huko Florida, Texas, na Alabama, ingawa hivi karibuni, baadhi yao wamehamia ndani ya nyumba kwa makumbusho (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Leo, wala NASA wala Urusi hazina mipango ya kutuma wanaanga kwa Mwezi, na China inaonekana kuwa taifa linalowezekana kujaribu hii feat. (Katika kipande cha ajabu cha kejeli, watu wachache hata wanauliza kama tulikwenda Mwezi wakati wote, wakipendekeza badala yake kuwa mpango wa Apollo ulikuwa bandia, uliofanyika kwenye hatua ya sauti ya Hollywood. Angalia sanduku hapa chini kwa majibu ya baadhi ya wanasayansi kwa madai hayo.) Hata hivyo, maslahi ya kisayansi katika Mwezi yana nguvu zaidi kuliko hapo awali, na zaidi ya nusu dazeni ya sayansi-iliyopelekwa kutoka NASA, ESA, Japan, India, na China-imezunguka au kutua kwenye jirani yetu ya karibu wakati wa miaka kumi iliyopita.

Soma The Great Moon Hoax kuhusu madai ya kwamba NASA haijawahi kufanikiwa kuweka watu kwenye Mwezi.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\) Moja ya makombora ya Saturn 5 yasiyotumiwa yaliyojengwa kwenda Mwezi sasa ni kivutio cha utalii kwenye Kituo cha NASA cha Johnson Space Center huko Houston, ingawa imehamishwa ndani ya nyumba tangu picha hii ilichukuliwa.

Utafutaji wa Lunar umekuwa biashara ya kimataifa yenye angani nyingi za roboti zinazolenga sayansi ya mwezi. USSR ilituma idadi katika miaka ya 1960, ikiwa ni pamoja na kurudi sampuli ya robot. Jedwali\(\PageIndex{3}\) linaorodhesha baadhi ya ujumbe wa hivi karibuni wa mwezi.

Jedwali\(\PageIndex{3}\): Baadhi ya Misheni ya Kimataifa ya Mwezi

Uzinduzi wa Mwaka	chombo cha angani	Aina ya Ujumbe	Wakala
1994	Clementine	Orbiter	SISI (USAF/NASA)
1998	Mtazamaji wa Lunar	Orbiter	SISI (NASA)
2003	SMART-1	Orbiter	Ulaya (ESA)
2007	SELENE 1	Orbiter	Japan (JAXA)
2007	Chang'e 1	Orbiter	China (CNSA)
2008	Chandrayaan-1	Orbiter	Uhindi (ISRO)
2009	LRO	Orbiter	SISI (NASA)
2009	MSALABA	Impactor	SISI (NASA)
2010	Chang'e 2	Orbiter	China (CNSA)
2011	GRAIL	Twin orbiters	SISI (NASA)
2013	LADEE	Orbiter	SISI (NASA)
2013	Chang'e 3	Lander/Rover	China (CNSA)
2018	Chang'e 4	Lander/Rover juu ya Farside	China (CNSA)

Muundo na Muundo wa Mwezi

Utungaji wa Mwezi si sawa na ule wa Dunia. Kwa wiani wa wastani wa 3.3 g/cm ³ tu, Mwezi lazima ufanyike karibu kabisa na mwamba wa silicate. Ikilinganishwa na Dunia, imeharibiwa katika chuma na metali nyingine. Ni kama kwamba Mwezi ulijumuisha silicates sawa na vazi la Dunia na ukanda, na metali na volatiles zimeondolewa kwa kuchagua. Tofauti hizi katika muundo kati ya Dunia na Mwezi hutoa dalili muhimu kuhusu asili ya Mwezi, mada tutakayofunika kwa undani baadaye katika sura hii.

Uchunguzi wa mambo ya ndani ya Mwezi uliofanywa na seismometers zilizochukuliwa kwa Mwezi kama sehemu ya mpango wa Apollo unathibitisha ukosefu wa msingi mkubwa wa chuma. pacha GRAIL spacecraft ilizindua katika mzunguko wa mwezi katika 2011 zinazotolewa hata sahihi zaidi kufuatilia muundo wa mambo ya ndani. Tunajua pia kutokana na utafiti wa sampuli za mwezi kwamba maji na vikwazo vingine vimeharibiwa kutokana na ukonde wa mwezi. Kiasi kidogo cha maji kilichogunduliwa katika sampuli hizi awali kilihusishwa na uvujaji mdogo katika muhuri wa chombo uliokubali mvuke wa maji kutoka angahewa ya Dunia. Hata hivyo, wanasayansi sasa wamehitimisha kuwa baadhi ya maji yaliyofungwa ya kemikali yanapo kwenye miamba ya mwezi.

Kwa kasi zaidi, barafu la maji limegunduliwa katika craters za kudumu za kivuli karibu na miti ya mwezi. Mwaka 2009, NASA iligonga chombo kidogo cha angani kiitwacho Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) ndani ya volkeno Cabeus karibu na pole ya kusini ya Mwezi. Athari ya kilomita 9,000 kwa saa ilitoa nishati sawa na tani 2 za baruti, ulipuaji pumzi ya mvuke wa maji na kemikali nyingine juu ya uso. Pumu hii ilionekana kwa darubini katika obiti kuzunguka Mwezi, na chombo cha angani cha LCROSS yenyewe kilifanya vipimo kama ilivyopitia kwenye pumzi. Kundi la angani la NASA linaloitwa Lunar Recnessory Orbiter (LRO) pia lilipima joto la chini sana ndani ya volkeno kadhaa za mwezi, na kamera zake nyeti ziliweza hata kuiga mambo ya ndani ya volkeno kwa mwanga wa nyota.

Jumla ya barafu la maji katika volkeno ya polar ya Mwezi inakadiriwa kuwa mamia ya mabilioni ya tani. Kama kioevu, hii itakuwa tu maji ya kutosha kujaza ziwa 100 maili kote, lakini ikilinganishwa na wengine wa ukanda wa mwezi kavu, maji mengi ni ya ajabu. Inawezekana, maji haya ya polar yalifanywa kwa Mwezi na comets na asteroids ambazo hupiga uso wake. Baadhi ya sehemu ndogo ya maji frozes katika maeneo machache baridi sana (mitego baridi) ambapo Jua kamwe huangaza, kama vile chini ya volkeno kirefu katika miti ya Mwezi. Sababu moja ya ugunduzi huu unaweza kuwa muhimu ni kwamba inaleta uwezekano wa makao ya binadamu ya baadaye karibu na miti ya mwezi, au hata ya msingi wa mwezi kama kituo cha njia kwenye njia za kwenda Mars na mfumo wa jua uliobaki. Ikiwa barafu ingeweza kuchimbwa, ingeweza kuzalisha maji na oksijeni kwa msaada wa binadamu, na inaweza kuvunjwa ndani ya hidrojeni na oksijeni, mafuta yenye nguvu ya roketi.

Muhtasari

Wengi wa kile tunachojua kuhusu Mwezi hutoka kwenye mpango wa Apollo, ikiwa ni pamoja na kilo 400 za sampuli za mwezi bado zinajifunza sana. Mwezi una mmoja-themanini wingi wa Dunia na umepungua sana katika metali zote mbili na vifaa vyenye tete. Inafanywa karibu kabisa na silicates kama wale walio katika vazi la Dunia na ukanda. Hata hivyo, spacecraft ya hivi karibuni imepata ushahidi wa kiasi kidogo cha maji karibu na miti ya mwezi, uwezekano mkubwa zilizowekwa na athari za kimondo na asteroid.