اطلاعات علمی درباره ماه | تحقیقات و اکتشافات در مورد ماه

کره ماه یکی از زیباترین کره ها در منظومه شمسی است که بیشتر از هر جرم آسمانی دیگری هدف پژوهش بوده است. ماه نزدیک ترین همسایه کیهانی زمین و تنها قمر آن است که به راحتی می توانید آن را در آسمان شب ببینید. این کره خصوصیات شگفت انگیزی دارد؛ در این مطلب می خواهیم اطلاعات علمی و ویژگی های منحصر به فرد ماه را به طور کامل شرح دهیم و به دانستنی هایی در مورد ماه بپردازیم. با ما همراه باشید.

ماه چگونه شکل گرفت؟

بر اساس شواهد اخیر، ماه زمانی تشکیل شد که یک برخورد عظیم، قسمتی از زمین مذاب اولیه را جدا کرد و آن ها را به عنوان مواد اولیه ماه به مدار زمین فرستاد. طبق گفته دانشمندان، شیء برخورد کننده احتمالا 10% زمین جرم داشته و تقریبا اندازه مریخ بوده است.

چون زمین و ماه از نظر ترکیب بسیار به هم شباهت دارند، پژوهشگران به این نتیجه رسیده اند که این برخورد حدود 95 میلیون سال بعد از شکل گیری منظومه خورشیدی رخ داده است، البته 32 میلیون سال کمتر یا بیشتر. (منظومه خورشیدی تقریبا 4/6 میلیارد سال عمر دارد).

در سال 2015 پژوهش جدیدی به این نظریه وزن بیشتری داد. با استفاده از شبیه سازی گردش سیارات در منظومه خورشیدی اولیه و همچنین تفاوت کشف شده جدید در فراوانی عنصر تنگستن-182 در زمین و ماه. در حالی که این نظریه، که عموما با نام نظریه برخورد بزرگ شناخته می شود، نظریه غالب در جامعه علمی است.

چندین نظریه دیگر هم در مورد شکل گیری ماه وجود دارند. از جمله این ایده که زمین ماه را به دام انداخته، یا ماه از دل زمین خارج شده، یا حتی این که زمین ماه را از زهره دزدیده است.

مطلب مشابه: اطلاعات علمی در مورد خورشید | تحقیق در مورد خورشید برای دانش آموزان

فاصله ماه از زمین

فاصله ی میانگین ماه از زمین حدودا 384/400 کیلومتر است. با این حال این فاصله ثابت نیست، چون ماه در مداری بیضی شکل به دور زمین می چرخد. در نزدیک ترین فاصله ی ماه از زمین این فاصله به 363 هزار کیلومتر کاهش می یابد. وقتی ماه در دورترین نقطه از زمین قرار می گیرد، این فاصله به 405 هزار کیلومتر می رسد.

ماه از چه ساخته شده؟

ماه یک هسته بسیار کوچک ، در حد فقط 1 تا 2 درصد جرم ماه و با قطر تقریبا 680 کیلومتر دارد. احتمالا بیشتر این هسته از آهن باشد، اما می تواند مقادیر زیادی گوگرد و عناصر دیگر هم داشته باشد.

گوشته سنگی ماه حدود 1330 کیلومتر ضخامت دارد و از سنگ های متراکم مملو از آهن و منیزیم ساخته شده است. ماگماهای موجود در گوشته در گذشته راه خود را به سطح ماه پیدا کردند و برای بیش از یک میلیارد سال به طور آتشفشانی منفجر شده اند.

پوسته، شامل سطح ماه، به طور میانگین 70 کیلومتر عمق دارد. قسمت بیرونی پوسته به خاطر برخوردهای بزرگی که ماه تحت تاثیر آن ها بوده شکسته و راه را برای دسترسی به مواد دست نخورده در عمق تقریبا 9/6 کیلومتری باز کرده است.

ماه نیز مانند چهار سیاره داخلی منظومه خورشیدی، سنگی است. سطح ماه با دهانه های ناشی از برخورد سیارک ها در میلیون ها سال پیش آبله گون شده و چون آب و هوایی روی ماه وجود ندارد، دهانه های آن فرسوده نشده اند.

ترکیب میانگین سطح ماه از نظر وزن تقریبا 43% اکسیژن، 20% سیلیسیوم، 19% منیزیم، 10% آهن، 3% کلسیوم، 3% آلومینیوم، 0/42% کرومیوم، 0/18% تیتانیوم و 0/12% منگنز است.

فضاپیماهای مدار ماه روی سطح این قمر رد آب پیدا کرده اند که احتمالا از اعماق آن سرچشمه گرفته است. آن ها همچنین صدها چاله پیدا کرده اند که احتمالا می توانند در آینده میزبان کاوشگرانی باشند که برای مدت طولانی به ماه می روند.

مشاهدات «مدارگرد شناسایی ماه» (LRO) نشان داده اند که آب در شیب های به طرف قطب جنوب ماه فراوانی بیشتری دارد، هر چند که دانشمندان هشدار می دهند که مقادیر آب در این نواحی با یک بیایان بسیار خشک قابل مقایسه است. با این حال، یک پژوهش در سال 2017 پیشنهاد می کند که داخل ماه می تواند آب فراوانی داشته باشد.

آیا ماه اتمسفر دارد؟

ماه فقط یک اتمستر بسیار نازک دارد، در نتیجه یک لایه گرد و غبار ــ یا یک رد پا ــ می تواند برای قرن ها دست نخورده سر جای خود باقی بماند و بدون اتمسفر زیاد، گرما نزدیک سطح نمی ماند، پس تغییرات دما بسیار شدید است. دمای روز در سمت آفتابی ماه به 134 درجه سلسیوس می رسد؛ در سمتی که شب است، هوا به اندازه منفی 153 درجه سرد می شود.

مطلب مشابه: خسوف چیست؟ مقاله و تحقیق درباره خسوف یا افتاده سایه زمین روی ماه

ویژگی های سطح ماه

روی سطح ماه مناطقی بزرگ و تیره ای دیده می شود. این مناطق «ماریا» یا «دریاوار» نامیده می شوند که واژه لاتین دریا است. دلیل انتخاب این نام این است که در گذشته افراد این نواحی را دریاهای ماه می دانستند.

در حال حاضر می دانیم که این نواحی در واقع خراشیدگی های پوسته ی ماه هستند که میلیاردها سال پیش بر اثر جریان های گدازه ای شکل گرفتند. ئهانه های برخوردی دیگر شاخصه های سطحی ماه محسوب می شوند.

این دهانه های حاصل بمباران شهابی و سیارکی در حدود چند میلیارد سال پیش هستند. از آنجا که ماه تقریبا هیچ جو یا تکتونیک صفحه ای فعالی ندارد، هیچ فرسایشی هم رخ نمی دهد که این دهانه ها را پاک کند، در نتیجه این دهانه ها از زمان شکل گیری تا کنون بدون تغییر باقی مانده اند.

در آن سمت ماه، حوضه ی قطب جنوب آیتکن قرار دارد که گودالی برخوردی با قطر 2500 کیلومتر و عمق 13 کیلومتر است. مناطق آبی ماه در بخش های تاریک قطبی قرار دارند که می توان از آن ها برای اکتشاف های آینده استفاده کرد.

مدار و فازهای ماه

تأثیر گرانش ماه بر زمین باعث افزایش و کاهش سطح دریاها یا پدیده ی جزر و مد می شود. این جزر و مدها در مقیاس کوچک تر در دریاچه ها، جو و حتی خود پوسته ی زمین هم رخ می دهند.

کشش ماه همچنین باعث کند شدن سرعت چرخش زمین به دور خود می شود که به این پدیده ترمز جزر و مدی می گویند؛ اتفاقی که باعث افزایش طول روز به اندازه 2٫3 میلی ثانیه در قرن می شود.

انرژی ای که زمین از دست می دهد توسط ماه جذب می شود و منجر به افزایش فاصله اش از زمین می شود. ماه هر سال 3/8 سانتی متر از زمین دور می شود. ماه در مدار خود به دور زمین در هشت فاز ظاهر می شود.

یکی از نکات مهم درباره ی فازهای قمری این است که خورشید دقیقا همیشه نصف ماه را روشن می کند. فازهای قمری با تغییر زاویه ی زمین، ماه و خورشید در مقایسه با یکدیگر به وجود می آیند.

پدیده ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی

در طور گرفتگی، ماه، زمین و خورشید در یک خط مستقیم یا نسبتا مستقیم قرار می گیرند. ماه گرفتگی زمانی رخ می دهد که زمین مستقیما بین ماه و خورشید قرار می گیرد و سایه زمین روی ماه می افتد.

ماه گرفتگی فقط می تواند در طول ماه کامل رخ دهد. در طول ماه گرفتگی کامل، از آنجا که ماه در سایه قرار دارد، ممکن است در آسمان شب به رنگ قرمز ظاهر شود.

خورشید گرفتگی زمانی رخ می دهد که ماه از بین زمین و خورشید می گذرد و سایه آن روی زمین می افتد. خورشید گرفتگی فقط می تواند در زمان ماه نو رخ دهد.

با توجه به درجه ای که ماه در یک نقطه از زمین جلوی خورشید را می گیرد، خورشید گرفتگی می تواند کامل، حلقه ای یا جزئی باشد. خورشید گرفتگی های جزئی در یک مکان مشخص نادر هستند، چون سایه ماه روی زمین بسیار کوچک است.

مطلب مشابه: دانستنی های علمی در مورد فضا + اطلاعات جالب و تحقیق در مورد فضا

فصل های ماه

محور چرخش زمین دارای انحراف 23/5 درجه نسبت به صفحه ی دایره البروج است و همین مسئله باعث ایجاد فصل ها در زمین می شود. از طرفی انحراف محوری ماه فقط 1/5 درجه است و به همین دلیل تفاوت زیادی در فصل های ماه دیده نمی شود. به این ترتیب برخی مناطق ماه همیشه در معرض نور خورشید قرار دارند و برخی مناطق دائما در تاریکی هستند.

کاوش ماه و اولین رصدها از روی زمین

برخی از جوامع باستانی باور داشتند که ماه از آتش است و برخی دیگر فکر می کردند ماه آینه ای است که خشکی ها و دریاهای زمین را منعکس می کند. اما فیلسوفان یونان باستان باور داشتند که ماه کره ای است که دور زمین می چرخد و نور خورشید را انعکاس می دهد.

یونان باستان همچنین باور داشتند که نواحی تاریک ماه دریا و نواحی روشن خشکی هستند. از این زمان بود که نام «ماریا» و «تر» کلمات لاتین دریا و خشکی برای این نواحی انتخاب شدند.

گالیلئو گالیله، ستاره شناس رنسانس، اولین کسی بود که از تلسکوپ برای رصد علمی ماه استفاده کرد. او در سال 1609 از یک سطح سخت و کوهستانی گزارش می دهد که کاملا با باورهای عامیانه زمان خودش، که ماه سطحی صاف و هموار دارد، متفاوت است.

رقابت فضایی

اتحاد جماهیر شوروی در سال 1959، اولین فضاپیما را برای برخورد به سطح ماه فرستاد و اولین عکس ها از آن سمت ماه را منتشر کرد. این اتفاق مجموعه ای از ماموریت های فضایی بدون خدمه دوران جنگ سرد را شروع کرد که شوروی و ایالات متحده برای مشاهده سطح ماه راهی فضا می کردند.

بسیاری از این کاوشگرهای اولیه شکست خوردند و فقط برخی از آن ها موفقیت آمیز بودند. با این حال، به تدریج این ماموریت ها اطلاعاتی را در مورد سطح و تاریخ ژئولوژسکس ماه به زمین باز گرداندند.

ایالات متحده ماموریت هایی تحت عنوان پایونیر (Pioneer)، رنجر (Ranger) و سورویور (Surveyor)، و شوروی کاوشگرهایی با نام های لونا (Luna) و زوند (Zond) راهی ماه کردند. ایالات متحده در دهه های 1960 و 1970 فضانوردانی را به مدار و سطح ماه فرستاد.

اولین ماموریت خدمه ای به ماه در سال 1968 عازم فضا شد، هنگامی که فضانوردان آپولو 8 در مدار ماه قرار گرفتند. در سال 1969، آپولو 11 اولین فضانوردان را روی ماه فرود آورد و سپس 5 ماموریت موفقیت آمیز دیگر برای فرود روی سطح ماه نیز اجرا شدند (و یکی دیگر، آپولو 13، که نتوانست به ماه برسد، اما در ایمنی کامل به زمین بازگشت).

تا به امروز، ماه تنها شیء فضایی باقی مانده است که انسان ها تا به حال از آن دیدن کرده اند. تلاش های برنامه آپولو 382 کیلوگرم سنگ و خاک را برای پژوهش از ماه به زمین آورد. دانشمندان به مطالعه این سنگ ها ادامه می دهند و با پیشرفت تکنولوژی به یافته های جدیدی دست پیدا می کنند.

برای مثال، در سال 2013 در نمونه های آپولو 15، 16 و 17 آب پیدا شد ــ یک کشف جالب، با توجه به این که آنالیزهای قبلی نشان می دادند این سنگ ها کاملا خشک هستند.

شوروی فعالیت خود را در کاوش رباتیک ماه در دهه های 1960 و 1970 ادامه داد. اولین ماموریت باز گرداندن نمونه های رباتیک از ماه در 16 سپتامبر 1970 (25 شهریور 1349) و بعد از چندین ماموریت شکست خورده، با لونا 16 انجام شد.

همچنین شوروی دو ماه بعد از اولین مریخ نورد رباتیک را با نام لونوخود ۱ (Lunokhod ۱)، به کار گرفت. لونوخود ۲، که در سال 1973 استفاده شد، به مدت 40 سال رکورد طولانی ترین مسافت رانندگی خارج از زمین را در اختیار داشت، تا این که مریخ نورد آپورچونیتی (Opportunity rover) ناسا، در سال 2014 و بعد از چندین سال رانندگی از این رکورد عبور کرد.

مطلب مشابه: سفید چاله چیست + مقالعه و تحقیق در مورد سفید چاله و سفر به وسیله آن

ماموریت های مدرن

بعد از اتمام برنامه آپولوی ناسا و وقفه ای که بیش از یک دهه طول کشید، کاوش ماه توسط ایالات متحده در دهه 1990 از سر گرفته شد. از آن زمان، گروهی از آژانس های فضایی دولتی دیگر، از جمله ژاپن، آژانس فضایی اروپا، هند و چین، به تب ماه پیوسته اند.

با این حال، چین تنها کشوری است که توانسته با موفقیت روی سطح ماه عملیات اجرا کند. از کشورهای دیگر، روسیه، ژاپن و امارات متحده عربی، در حال تصمیم گیری برای ماموریت های آینده روی ماه هستند.

در همین حین، در سال 2019، حکمی از طرف دانلد ترامپ ناسا را ملزم کرد که روی باز گرداندن انسان ها به ماه تا سال 2024 کار کند. این پروژه با نام برنامه آرتمیس (Artemis program)، روی شرکای تجاری و بین المللی تکیه دارد تا با استفاده از راکت سنگین وزن ناسا، سامانه پرتاب فضایی (Space Launch System)، کاوش پایدار انسان ها در ماه را عملی کند.

بعد از پایان برنامه ی آپولو با فاصله ی بیش از یک دهه، اکتشافات قمری در دهه ی 1990 از سر گرفته شد. از آن زمان تا کنون، سازمان های فضایی کشورهای دیگر مانند ژاپن، اروپا، چین و هند هم به رقابت فضایی ماه پیوسته اند. از بین کشورهای تازه وارد به عرصه ی فتح ماه، تاکنون چین و هند به موفقیت دست پیدا کرده اند.

حقایق جالب در مورد ماه

ماه یکی از زیباترین اجرام آسمان شب است که با وجود اکتشافات و پژوهش ها، رازهای زیادی دارد. در ادامه برخی از حقایق جالب در مورد ماه را بررسی می کنیم.

1. قسمت تاریک ماه

فقط یک طرف کره ماه را می توان از سطح زمین مشاهده کرد. علت این امر این است که مسیر چرخش کره ماه در کهکشان راه شیری همزمان با حرکت زمین می باشد که همیشه فقط یک روی آن از زمین دیده می شود. به همین دلیل قسمت پشتی کره ماه برای ساکنان زمین همواره مانند یک راز بوده است و دانشمندان با استفاده از سفینه های فضایی موفق به مشاهده قسمت تاریک ماه شده اند.

2. فقط 12 نفر موفق به قدم زدن در کره ماه شده اند

فقط 12 نفر موفق به قدم زدن در کره ماه شده اند که همگی آن ها آمریکایی هستند و اولین نفر آن ها، نیل آرمسترانگ در سال 1969 میلادی در طی ماموریت آپولو 11 و آخرین آن ها ژن سرنان در طی ماموریت آپولو 17 سال 1972 قدم گذاشت. اما این روزها دیگر هزینه ای برای فرستادن فضانوردان بر روی کره ماه نمی شود و فقط از ربات ها و ابزارهای بدون سرنشین استفاده می شود.

وزن انسان ها در ماه چه تفاوتی با زمین دارد؟

همان طور که می دانید، کره ماه نسبت به کره زمین دارای گرانش و نیروی جاذبه کمتری می باشد که بر اساس برآوردهای انجام شده توسط محققان، وزن شما در کره ماه نسبت به کره زمین حدودا یک ششم (16.5 درصد) کمتر می باشد و به همین دلیل است که فضانوردان می توانند به خوبی در کره ماه جهش کنند.

مطلب مشابه: اطلاعاتی در مورد سیاره نپتون + مقاله و تحقیق در مورد سیاه نپتون

کره ماه کامل را می توان از روی زمین مشاهده کرد؟

اکثر منابع در این مورد اعلام کرده اند که هرگز نمی توان کره کامل ماه را از سطح زمین مشاهده کرد و ما نهایتا می توانیم نیمی از آن را مشاهده کنیم. اما حقیقت این است که در طول مدار بیضوی ما می توانیم حدودا 59 درصد کره ماه را از سطح زمین به خوبی مشاهده کنیم که شاید برایتان جالب باشد. به همین دلیل 41 درصد باقی کره ماه به هیچ عنوان قابل مشاهده از کره زمین نیست و قطعا اگر کسی در این 41 درصد ماه قرار بگیرد، نمی تواند کره زمین را مشاهده کند!

ماه خواهردار می شود

در حال حاضر ماه، تنها قمر کره زمین است که به صورت منطقی چنین چیزی همیشه ثابت نخواهد بود! دانشمندان و ستاره شناسان، شهاب سنگی به عرض 5 کیلومتر که در حال حرکت به سمت مدار زمین می باشد را در سال 1999 میلادی کشف کردند. نام این شهاب سنگ را کروتین گذاشتند و حدود 770 سال دیگر در حول مدار زمین قرار می گیرد و تبدیل به خواهر ماه و دومین قمر کره زمین می شود.

مطلب مشابه: دانستنی در مورد زمان + حقایق خواندنی در مورد زمان و تحقیق کوتاه