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月球重力场本文重定向自 月球重力場

月球表面可见的重力异常,按显示

月球重力场为月球所带有的重力场。月球表面的重力加速度约为1.625 m/s2,即约地球表面重力加速度的16.6%或0.166 ɡ[1]。月球整个表面的重力加速度差异约为0.0253 m/s2,即重力加速度的1.6%。由于重量与重力加速度为线性关系,月球上物件的重量只有地面上的16.6%。

重力场

科学家透过追踪环绕月球的太空船所放出的无线电讯号来侦测月球重力场。根据多普勒效应,地面无线电站可以透过侦测无线电讯号的细微改变以精确量度绕月太空船与该地面站的距离。由于月球重力场会影响太空船的轨道,科学家就能利用绕月太空船来检测月球上方的重力异常。然而,因为月球为潮汐锁定,而上述方法仅能于太空船在视线范围内时才可以使用,故初时只能量度月球正面至月球边缘为止。2012年初,重力回溯及内部结构实验室GRAIL)使用两艘太空船来侦测月球背面的重力场。

月球表面重力加速度,单位为m/s2。左图为正面,右图为背面。地图来自2011年月球重力模型

月球的重力场中可以找到质量瘤,一般皆为大型撞击坑引致的大面积正向重力异常。这些重力异常会大幅影响绕月太空船的轨道,故不论无人或载人任务皆需要小心把月球重力场计算在内。检视月球轨道计划的追踪数据时发现阿波罗计划之前的导航测试显示其位置误差大于可接受的数值,从此首次发现月球重力场对太空船的影响[2]

月球的质量瘤部分源自小行星撞击月球表面后熔岩流出再凝固而做成的月海玄武岩[3]。然而,单靠熔岩流动不能完全解释上述的重力异常,这种程度的质量瘤亦需要月壳和月幔上升才能达到。根据月球探勘者的重力模型,某些质量瘤没有火山活动的痕迹[4]风暴洋有广阔的月海玄武岩,却没有正向重力异常,而月球的质心亦与月球几何中心稍有差别,前者稍向地球偏移约2公里[5]

月球风暴洋
正方形的古裂谷(可见图–测绘图–GRAIL重力图)
古裂谷月球探勘者重力模型
古裂谷近镜(艺术图)

参见

参考资料

  1. ^ C. Hirt; W. E. Featherstone. A 1.5 km-resolution gravity field model of the Moon. Earth and Planetary Science Letters. 2012,. 329–330: 22–30 [2012-08-21]. Bibcode:2012E&PSL.329...22H. doi:10.1016/j.epsl.2012.02.012.
  2. ^ P. Muller; W. Sjogren. Mascons: Lunar mass concentrations. Science. 1968, 161 (3842): 680–84. Bibcode:1968Sci...161..680M. PMID 17801458. doi:10.1126/science.161.3842.680.
  3. ^ Richard A. Kerr. The Mystery of Our Moon's Gravitational Bumps Solved?. Science. 12 April 2013, 340 (6129): 138–39. PMID 23580504. doi:10.1126/science.340.6129.138-a.
  4. ^ A. Konopliv; S. Asmar; E. Carranza; W. Sjogren; D. Yuan. Recent gravity models as a result of the Lunar Prospector mission. Icarus. 2001, 50 (1): 1–18. Bibcode:2001Icar..150....1K. doi:10.1006/icar.2000.6573.
  5. ^ Nine Planets. Nine Planets.

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