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月は地球の唯一の自然衛星です。月は地球から平均384,399キロメートル（238,854マイル）の距離で公転しており、これは地球の幅の約30倍です。月は地球と太陽に対して約29.5日ごとに公転（朔望月）を完了します。月と地球は重力によって結びついており、互いに向き合う面の方が重力が強くなります。その結果生じる潮汐力は地球の潮汐の主な原動力であり、月を常に同じ近面を地球に向けて引きつけています。この潮汐ロックにより、月の自転周期（朔望日）と公転周期（朔望月）が効果的に同期しています。
地球物理学的には、月は惑星質量を持つ天体、または衛星惑星です。その質量は地球の 1.2% で、直径は3,474 km (2,159 mi)で、地球の約 4 分の 1 (米国本土とほぼ同じ幅)です。太陽系内では、既知のどの準惑星よりも大きく質量も大きく、5 番目に大きく質量も大きい衛星であり、親惑星に対する比率では最大かつ最大です。[ 18 ]その表面重力は地球の約 6 分の 1、火星の約 2 分の 1 であり、太陽系のすべての衛星の中で木星の衛星イオに次いで 2 番目に高いです。月の本体は分化しており、地球型で、ごくわずかな水圏、大気、磁場しかありません。月面はレゴリス塵で覆われており、これは主に衝突によって月の地殻から噴出した微細な物質で構成されています。月の地殻には衝突クレーターがあり、比較的新しいクレーターには明るい光線状の筋が見られます。月は12億年前まで火山活動が活発で、主に月の薄い表側で溶岩が噴出し、古代のクレーターを埋めました。これらのクレーターは冷えて固まり、現在目立つ玄武岩の暗い平原、マリア（「海」）を形成しました。月の起源は明らかではありませんが、地球が誕生してから間もない45億1000万年前に火星サイズの天体が巨大衝突して地球から噴出した物質から形成されたと考えられています。
遠くから見ると、月の昼と夜の位相は月の満ち欠けとして見え、月が地球の影を通過するときには月食が観測できます。地球の空における月の見かけの大きさは太陽とほぼ同じなので、皆既日食の際には月が太陽を完全に覆い隠します。月は見かけの大きさが大きいため、地球の夜空で最も明るい天体であり、その表面の反射率（アルベド）はアスファルトの反射率に匹敵します。月の表面の約59%は、地球の空における月の見え方の角度が異なること（秤動）により、月の裏側の一部が見えることから、地球から見ることができます。
月は人類の歴史において重要なインスピレーションと知識の源であり、宇宙誌、神話、宗教、芸術、時間計測、自然科学、宇宙飛行にとって極めて重要な役割を果たしてきました。地球外天体への最初の宇宙飛行は月へのもので、1959年にソ連が送ったルナ1号のフライバイとルナ2号の意図的な衝突から始まり、1966年にはルナ9号による初の軟着陸とルナ10号による軌道投入が行われました。人類が初めて軌道に到達したのは、 1968年12月24日にアメリカ合衆国が送ったアポロ8号で、その後1969年7月20日にアポロ11号で月面に到達し、月は地球以外で人類が訪れた唯一の天体となりました。1972年までに、6回のアポロ計画で12人が月に着陸し、最長3日間滞在しました。特に月面に水が存在することを確認するための、月面探査ロボットの再始動は、 2020年代後半に予定されているアルテミス計画を皮切りに、人類を月面に帰還させる計画を後押ししている。
地球の自然衛星の英語での正式名称は、通常、大文字のMでMoonと表記されます。[ 19 ] [ 20 ]名詞moonは、古英語のmōnaに由来し、これは* mēnōnに由来します。[ 21 ]これはさらに、インド・ヨーロッパ祖語の* mēnsis (「月」) [ 22 ]に由来し、さらに遡ると* mēnōt (属格* mēneses ) に由来し、これは「[時間]を測る」という意味の動詞に関連している可能性があります。[ 23 ]
月のラテン語名はlūnaです。英語の形容詞lunarは、おそらくフランス語を経由してラテン語から借用されました。科学論文やSFでは、他の衛星と区別するために、月はLuna / ˈ l uː n ə / [ 24 ]と呼ばれることがあります。詩では、Luna は月を女性として擬人化したものを指す場合もあります。 [ 25 ]
古代ギリシャ語のselḗnē は、天体としての月、そして月の女神セレネ/ s ə ˈ l iː n iː /を指していました。まれな英語の形容詞selenian / s ə l iː n i ə n / [ 26 ]は、天体ではなく世界としての月を表すのに使われます。[ 27 ]同族語のselenicは、元々はまれな同義語でしたが、[ 28 ]現在ではほぼ常に化学元素のセレンを指します。[ 29 ]対応する接頭辞seleno- は、セレノグラフィー(月面の研究)などの用語に現れます。 [ 30 ] [ 31 ]
ギリシャ神話の荒野と狩猟の女神アルテミスは、セレネと同一視されるようになり、キュントス山の出生地にちなんでキュンティアと呼ばれることもあった。[ 32 ]ローマ神話における彼女の対応神はディアナである。
月の天文学的な記号は三日月
と三日月で
、例えばM☾「月の質量」のように表されます。
国際天文学連合 (IAU) は地球の衛星を「月」と大文字の「M」で表記します。[ 33 ]惑星の他の自然衛星は「月」と小文字の「m」で表記されます。[ 34 ] 月は歴史的に、空をさまよう物体という本来の意味での古典的な惑星として認識されてきました。ガリレオが木星の周りを公転する衛星を発見したとき、月と同様に、それらは別の惑星の周りを公転する惑星とみなせるため、「月」と名付けました。[ 35 ] : 7一部の専門家は、月を太陽の周りを公転しながら、偶然にも別の惑星の周りを公転する惑星として分類する地球物理学的定義を支持しています。 [ 35 ] : 25地球と月が二重惑星系を形成していると示唆する人もいますが、[ 36 ] : 70ほとんどの科学者は、これには軌道重心が地球の外側にある必要があるが、実際にはそうではないことに同意しています。[ 37 ]
月の試料の同位体年代測定によると、月は太陽系の起源 から約 5000万年後に形成されたと考えられています。[ 38 ] [ 39 ]歴史的に、いくつかの形成メカニズムが提案されてきましたが、[ 40 ]どれも地球-月系の特徴を十分に説明できていません。遠心力による地球の地殻からの月の分裂[ 41 ]は、地球の初期自転速度が大きすぎることを要求します。[ 42 ]形成前の月の重力による捕獲[ 43 ]は、通過する月のエネルギーを散逸させるために、地球の大気が非現実的に広がっていることを前提としています。 [ 42 ]原始降着円盤で地球と月が同時に形成されたとしても、月の金属の枯渇は説明できません。[ 42 ]これらの仮説のいずれも、地球-月系の高い角運動量を説明できません。 [ 44 ]
有力な説は、火星サイズの天体（テイアと名付けられた）が原始地球に巨大衝突した後に地球・月系が形成されたというものである。斜め衝突によって物質が地球の周回軌道に吹き飛ばされ、その物質が集積して月を形成した[ 45 ] [ 46 ] 。月は地球のロッシュ限界のすぐ外側に位置している。2.56 R 🜨 。[ 47 ]
巨大衝突は、初期の太陽系では一般的だったと考えられています。巨大衝突のコンピュータシミュレーションは、月の核の質量と地球・月系の角運動量と一致する結果を生み出しています。これらのシミュレーションは、月の大部分が原始地球ではなく衝突体から由来していることを示しています。[ 48 ]しかし、2007年以降のモデルは、月の大部分が原始地球から由来していることを示唆しています。[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]火星やベスタなどの太陽系内天体は、それらの隕石によると、地球と比較して酸素とタングステンの同位体組成が大きく異なります。しかし、地球と月はほぼ同一の同位体組成を持っています。地球・月系の同位体組成の均一化は、衝突後に2つを形成した蒸発物質が混合したことによって説明できる可能性がありますが、これについては議論があります。[ 53 ] [ 54 ]
衝突によって放出されたエネルギーは、噴出物と地球の地殻の両方を液化させ、マグマの海を形成したと考えられます。液化した噴出物はその後、地球・月系に再集積した可能性があります。[ 55 ] [ 56 ]新たに形成された月には独自のマグマの海があり、その深さは約500 km (300 マイル)から1,737 km (1,079 マイル)と推定されています。[ 55 ]
巨大衝突説は多くの証拠を説明するが、いくつかの疑問は未解決のままであり、そのほとんどは月の組成に関係している。[ 57 ]月が原始地球の相当量を獲得したとするモデルは、ジルコニウム、酸素、ケイ素、その他の元素の同位体の地球化学データとの整合性を取るのがより困難である。[ 58 ] 2022年に発表された研究では、高解像度シミュレーション（最大10 8 個の粒子）は、巨大衝突によって、月と質量と鉄含有量が類似した衛星が、地球のロッシュ限界のはるか外側の軌道に即座に配置される可能性があることを発見した。ロッシュ限界内を最初に通過する衛星でさえ、部分的に剥ぎ取られ、より広く安定した軌道にねじられることで、確実かつ予測可能な形で生き残ることができる。[ 59 ]
2023年11月1日、科学者たちは、コンピューターシミュレーションによると、テイアの残骸が地球内部にまだ存在している可能性があると報告した。[ 60 ] [ 61 ]
新しく形成された月は、現在よりもはるかに地球に近い軌道に落ち着きました。そのため、それぞれの天体は互いの空ではるかに大きく見え、日食や月食がより頻繁に起こり、潮汐の影響もより強くなりました。[ 62 ]潮汐加速により、月の地球周回軌道は著しく大きくなり、周期も長くなりました。[ 63 ]
月は形成後、冷えて大気の大部分が剥ぎ取られました。[ 64 ]その後、月の表面は大きな衝突と多くの小さな衝突によって形作られ、あらゆる年代のクレーターが特徴的な景観が形成されました。
月は12億年前まで火山活動が活発 で、その活動によって目立つ月の海が形成されました。月の海の玄武岩のほとんどは33億～37億年前のインブリア期に噴火しましたが、中には12億年 前のもの[ 65 ]や42億年前のもの[ 66 ]もあります。月の海の玄武岩の分布は不均一で、玄武岩は主に月の表側半球に現れます。その理由はまだ分かっていませんが、月の表側の地殻が比較的薄いことが要因の一つであると推測されています[ 67 ] 。月の裏側の高地の分布の原因もよく分かっていません。地形学的測定によると、表側の地殻は裏側よりも薄いことが示されています。このことの考えられる説明の一つは、近辺での大きな衝突によって溶岩が地表に流れやすくなった可能性があるということである。[ 68 ]
月の地質時代は、その特徴的な地形に基づいて命名されており、暗い海の外側にあるほとんどの衝突クレーターから、月の海とその後のクレーター、そして最後に、コペルニクスやティコのような、まだ明るく容易に視認できる、光条を持つ若いクレーターまで、様々な時代区分が存在する。
50億年後には、月は現在よりも地球から40%遠ざかっているだろう。しかし、その約20億～30億年後には、太陽は赤色巨星になっているだろう。太陽が地球・月系を包み込むと仮定すると、太陽の大気による抵抗によって、地球と月の間の軌道距離が縮小し、月が地球のロッシュ限界内に入り込み、崩壊する可能性がある。[ 69 ]
月は潮汐による伸張のため、わずかに不等辺楕円体であり、衝突盆地の重力異常により、長軸は地球から30°ずれています。その形状は、現在の潮汐力では説明できないほど細長くなっています。この「化石の膨らみ」は、月が地球から現在の半分の距離で公転していたときに固化し、現在の公転距離では、その形状が静水圧平衡を回復するには冷たすぎることを示しています。[ 70 ]現在、潮汐による地殻変形は、葉状の衝上断層崖の形成に限られています。[ 71 ]
月は、太陽系で5番目に大きい（大きさおよび質量による）自然衛星です。惑星質量を持つ衛星に分類され、地球物理学的な定義では衛星惑星となります。[ 18 ]水星よりは小さいですが、太陽系最大の準惑星である冥王星よりはかなり大きいです。月は、主惑星に対する相対的な大きさで太陽系最大の自然衛星です。[ g ] [ h ] [ 72 ]
月の直径は約3,500 kmで、地球の4分の1以上であり、月の表面はオーストラリア本土[ 73 ]、ヨーロッパ、またはアメリカ合衆国本土の幅に匹敵する[ 74 ]。月の表面積全体は約3,800 万平方キロメートルで、アメリカ大陸全体の面積に匹敵し[ 75 ]、月の半球の面積は北アメリカと南アメリカの面積に匹敵する。
月の質量は地球の1/81であり[76]、惑星の衛星の中で2番目に密度が高く、表面重力はイオに次いで2番目に高い。0.1654 g 、脱出速度は2.38 km/s（8 600 km/h、5 300 mph）。
月は、当初は静水圧平衡状態にあったが、その後この状態から逸脱した分化した天体である。 [ 77 ]月は、地球化学的に異なる地殻、マントル、核を持つ。月には、半径が240キロメートル（150マイル）ほど小さい可能性のある鉄に富む固体の内核と、半径がおよそ300キロメートル（190マイル）の液体鉄を主成分とする流体の外核がある。核の周囲には、半径約500キロメートル（310マイル）の部分的に溶融した境界層がある。[ 78 ] [ 79 ]この構造は、45億年前の月の形成直後に、地球規模のマグマオーシャンの分別結晶作用によって発達したと考えられている。[ 80 ]
このマグマオーシャンの結晶化により、カンラン石、単斜輝石、斜方輝石の沈殿と沈降によって苦鉄質マントルが形成された。マグマオーシャンの約4分の3が結晶化した後、密度の低い斜長石鉱物が形成され、その上に地殻として浮上したと考えられる。[ 81 ]最終的に結晶化した液体は、当初は地殻とマントルの間に挟まれており、不適合元素と発熱元素が豊富に存在していたと考えられる。 [ 1 ]この見解と一致して、軌道上から行われた地球化学マッピングでは、地殻は主に斜長岩で構成されていることが示唆されている。[ 17 ]マントルの部分溶融によって表面に噴出した洪水溶岩の月の岩石サンプルは、地球よりも鉄分に富む苦鉄質マントルの組成を裏付けている。[ 1 ]地殻は平均して約50キロメートル（31マイル）の厚さである。[ 1 ]
月は太陽系でイオに次いで2番目に密度が高い衛星です。[ 82 ]しかし、月の内部核は小さく、半径は約350キロメートル（220マイル）以下で、月の半径の約20%です。 [ 1 ]その組成はよくわかっていませんが、おそらく少量の硫黄とニッケルが合金化した金属鉄です。月の時間変動回転の分析から、少なくとも部分的に溶融していることが示唆されています。[ 83 ]月の核の圧力は5 GPa（49,000気圧）と推定されています。[ 84 ]
月の表面重力は平均して1.62 m/s 2 [ 5 ] (0.1654グラム ;5.318 ft/s 2 ) は火星の表面重力の約半分、地球の表面重力の約6分の1です。
月の重力場は均一ではありません。重力場の詳細は、周回する宇宙船から発信される電波信号のドップラーシフトを追跡することによって測定されています。月の主な重力の特徴はマスコンと呼ばれるもので、巨大な衝突盆地の一部に関連する大きな正の重力異常であり、これらの盆地を満たす高密度のマレ玄武岩溶岩流によって部分的に引き起こされています。[ 87 ] [ 88 ]これらの異常は、月を周回する宇宙船の軌道に大きな影響を与えます。いくつかの謎があります。溶岩流だけではすべての重力特性を説明できず、マレ火山活動と関連していないマスコンも存在します。[ 89 ]
月の重力場の影響圏、すなわち月が地球の重力場を支配する領域は、ヒル半径が 60,000 km (つまり、月と地球間の 距離 378,000 km の 6 分の 1 未満) であり、 [ 90 ]地球-月ラグランジュ点まで広がっています。この空間はシスルナー空間と呼ばれます。[ 91 ]
月の外部磁場は 0.2ナノテスラ未満[ 92 ]、つまり地球の10 万分の 1 未満です。月には全球的な双極子磁場はありません[ 93 ] 。地殻の磁化しかありません[ 94 ] 。月の磁場の歴史は議論の的となっており[ 95 ]、月の古地磁気の過去の強度と時期についてはまだ合意が得られていません[ 96 ] [ 97 ] 。アポロ計画中に採取された月のサンプルから多くの古地磁気測定が行われています。これらの測定結果は、月の古地磁気が特徴の異なる 2 つの時代を経験したことを示しています[ 92 ] 。最初の時代 (45 億年前から 35 億 6000 万年前) には、磁場強度が約 100 マイクロテスラ (1 ガウス) に達し、現在の地球の磁場強度に近くなりました。[ 98 ]第二の時代ははるかに長く（35億8000万年前から10億年前）、しかしはるかに弱く、強さはわずか5～7マイクロテスラにしか達しなかった。[ 97 ] [ 99 ]熱的または組成的な単一の対流メカニズムが、外部の影響なしにこの特定のダイナモの歴史を生成したとは考えにくい。[ 97 ] [ 100 ]理論的には、残留磁化の一部は、プラズマ雲の膨張によって大きな衝突中に生成された一時的な磁場に由来する可能性がある。これらの雲は、周囲の磁場の中で大きな衝突中に生成される。これは、最大の地殻磁化が巨大衝突盆地の対蹠点付近に位置していることによって裏付けられている。 [ 101 ]
さらに、月は時間の約27％[ 102 ] 、つまり月の1ヶ月あたり5～6日間、地球の磁気圏尾部を移動し、太陽風を地球風に置き換えます。[ 103 ]
月の大気は外気圏のみで構成されており、[ 104 ]非常に希薄でほぼ真空状態であり、総質量は 10 トン未満(9.8 ロングトン、11 ショートトン)です。[ 105 ]この小さな質量の表面圧力は約 3 × 10 −15 atm (0.3 nPa ) で、月の周期によって変化します。その発生源には、太陽風イオンによる月の土壌への衝突によって生じるアウトガスとスパッタリングが含まれます。 [ 17 ] [ 106 ]検出された元素には、スパッタリングによって生成されたナトリウムとカリウム(水星とイオの大気にも見られる)、太陽風からのヘリウム 4とネオン[ 107 ]などがあります。また、アルゴン40、ラドン222、ポロニウム210は、地殻とマントル内での放射性崩壊によって生成された後に放出される。 [ 108 ] [ 109 ]レゴリス中に存在する酸素、窒素、炭素、水素、マグネシウムなどの中性種（原子または分子）が存在しない理由は不明である。[ 108 ]チャンドラヤーン1号によって水蒸気が検出され、緯度によって変化し、約60～70度で最大となることがわかった。これは、レゴリス中の水氷の昇華によって生成された可能性がある。 [ 110 ]これらのガスは、月の重力によってレゴリスに戻るか、太陽放射圧によって、または電離している場合は太陽風の磁場によって吹き飛ばされて宇宙空間に失われる。[ 108 ]
月の周囲には、彗星の微粒子によって生成される恒久的な月の塵雲が存在する。24時間ごとに5トンの彗星粒子が月の表面に衝突し、塵粒子が放出されると推定されている。塵は月の上空に約10分間留まり、上昇に5分、下降に5分かかる。平均して、月の上空には120キログラムの塵が存在し、表面から最大100キロメートルまで上昇する。LADEEの月面塵実験（LDEX）による塵の計測では、地球と月が彗星の残骸を通過するふたご座流星群、しぶんぎ座流星群、北おうし座流星群、オミクロン・ケンタウルス座流星群のときに粒子数がピークに達したことがわかった。月の塵雲は非対称で、月 の昼側と夜側の境界付近で密度が高くなっている。[ 111 ] [ 112 ]
アポロ計画で採取された月のマグマサンプルの研究によると、月は30億年前から40億年前の7000万年間、比較的厚い大気を持っていたことが分かっています。この大気は、月の火山噴火で放出されたガスに由来し、現在の火星の大気の2倍の厚さでした。古代の月の大気は、最終的に太陽風によって剥ぎ取られ、宇宙空間に散逸しました。[ 64 ]
宇宙線からの電離放射線、それによって生じる中性子放射線[ 114 ]、および太陽からの放射線により、月面昼間の平均放射線レベルは1日あたり1.369ミリシーベルト[ 15 ]となり、これは国際宇宙ステーションのレベルの約2.6倍、大西洋横断飛行中のレベルの5 ～ 10倍、地球表面のレベルの200倍に相当します[ 115 ] 。さらに比較すると、火星への飛行中の平均放射線レベルは約1日あたり1.84ミリシーベルト、火星自体では約1日あたり0.64ミリシーベルトであり、火星の一部の場所では1日あたり0.342ミリシーベルトまで低くなる可能性があります[ 116 ] [ 117 ] 。 太陽放射はまた、研磨性の高い月の塵を帯電させて浮遊させます。この効果は、粘着性があり、肺や装備に損傷を与える月の塵が容易に拡散する原因となる。[ 118 ]
月面は、120 ℃から 太陽放射照度によって-171 °Cになる。大気がないため、さまざまな場所の温度は、特に日光が当たるか日陰になるかによって異なり、[ 119 ]地形の詳細が局所的な表面温度に決定的な役割を果たしている。[ 120 ] 多くのクレーターの一部、特に多くの極クレーターの底は、[ 121 ]永久に日陰になっている。これらの永遠の暗闇のクレーターは、極めて低い温度である。月探査機ルナー・リコネッサンス・オービターは、南極のクレーターで夏の最低温度を35 K (-238 °C; -397 °F) [ 122 ]と北極のクレーターエルミートで冬至に近いときにわずか26 K (-247 °C; -413 °F)と測定した。これは宇宙船によって測定された太陽系で最も低い温度であり、冥王星の表面よりも低い。[ 120 ]
月の地殻の上には、衝突によって形成された、非常に細かく砕かれた（ますます小さな粒子に砕かれた）衝突庭園のような、主に灰色の表面層であるレゴリスが覆われています。より細かいレゴリスは、二酸化ケイ素ガラスの月の土壌であり、雪に似た質感と、使用済みの火薬に似た匂いがあります。[ 123 ]古い表面のレゴリスは、一般的に新しい表面よりも厚く、高地では10～15メートル（33～49フィート） 、海では4～5メートル（13～16フィート）の厚さがあります。 [ 124 ]細かく砕かれたレゴリス層の下には、メガレゴリスと呼ばれる、数キロメートルの厚さの非常に破砕された岩盤の層があります。[ 125 ]
これらの極限状態では、宇宙船が月面で細菌胞子を1回の月周回軌道よりも長く保持することはまずないと考えられている。[ 126 ]
月の地形はレーザー高度計とステレオ画像解析によって測定されている。[ 128 ]月の最も広範囲にわたる地形は、直径約2,240 km (1,390 mi)の巨大な裏側の南極エイトケン盆地であり、月最大のクレーターであり、太陽系で2番目に大きい確認済みの衝突クレーターである。[ 129 ] [ 130 ]深さ13 km (8.1 mi)のその底は月の表面で最も低い地点であり、[ 129 ] [ 131 ]アントニアディ・クレーター内のクレーターで、南緯70°22′05″、西経172°24′47″ /南緯70.368°、西経172.413° / -70.368; -172.413で-9.178 km (-5.703 mi)に達する。[ 132 ]月面の最高標高は、いわゆるセレネアン・サミット（標高10.629キロメートル）で、北東（北緯5度26分28秒、西経158度39分22秒/北緯5.441度、西経158.656度/ 5.441; -158.656）に位置しており、[ 132 ]南極エイトケン盆地の斜め衝突によって厚くなった可能性がある。[ 133 ]インブリウム、セレニタティス、クリシウム、スミティ、オリエンターレなどの他の大きな衝突盆地は、地域的に標高が低く、縁が隆起している。[ 129 ]月面の裏側は、平均して表側より約1.9 km（1.2マイル）高い。 [ 1 ]
断層崖の発見は、月が 過去10億年の間に約90メートル（300フィート）縮小したことを示唆している。[ 134 ]同様の縮小地形は水星にも存在する。北極付近にある、長らく地質学的に活動していないと考えられていた盆地、マレ・フリゴリスは、亀裂が生じて移動している。月にはプレートテクトニクスがないため、地殻変動は緩慢であり、熱を失うにつれて亀裂が生じる。[ 135 ]
科学者たちは、1969年のアポロ11号着陸地点からほど近い静かの海付近の月面に洞窟が存在することを確認した。崩落した溶岩洞への入り口と特定されたこの洞窟は、幅約45メートル、長さ最大80メートルである。この発見は、月面洞窟への入り口が確認された初めての事例となる。分析は、NASAの月探査機ルナー・リコネサンス・オービターが2010年に撮影した写真に基づいている。洞窟内の安定した温度は約17 ℃は将来の宇宙飛行士にとって快適な環境となり、極端な温度、太陽放射、微小隕石から彼らを守ってくれるだろう。しかし、課題としてはアクセス性や雪崩や落盤の危険性などが挙げられる。この発見は将来の月面基地や緊急避難所の可能性を秘めている。[ 136 ]
地球から肉眼で見える主な特徴は、暗くて比較的特徴のない月の平原で、マリア（単数形はマーレ。ラテン語で「海」を意味し、かつては水で満たされていると考えられていた）[ 137 ]と呼ばれ、古代の玄武岩質溶岩が固まった広大な池です。地球の玄武岩に似ていますが、月の玄武岩は鉄分が多く、水によって変質した鉱物は含まれていません。[ 138 ]これらの溶岩堆積物の大部分は、衝突盆地に関連する窪地に噴出または流れ込みましたが、月の最大規模の玄武岩洪水地帯であるオケアヌス・プロケラルムは、明らかな衝突盆地に対応していません。マリアにおける溶岩流の異なるエピソードは、表面アルベドの変化と明確な流れの縁によって識別できることがよくあります。[ 139 ]
海が形成される過程で、玄武岩質溶岩の冷却と収縮により、一部の地域にしわ状の尾根が形成されました。これらの低く曲がりくねった尾根は数百キロメートルにも及ぶことがあり、しばしば海の中に埋もれた構造物の輪郭を描き出します。海の形成によるもう一つの結果として、縁に沿って同心円状の窪み、すなわち弧状溝が形成されます。これらの地形は、海の玄武岩が自重によって内側に沈下し、縁が割れて分離することによって生じます。
月には、目に見える月の海に加えて、衝突による噴出物で覆われた月の海堆積物も存在する。隠された月の海はクリプトマレスと呼ばれ、露出している月の海よりも古い可能性が高い。[ 140 ]一方、月の海溶岩は、多くの衝突溶融シートや溶融池を覆い隠している。衝突溶融物は、衝突による激しい衝撃圧力によって、衝突地点周辺の領域が蒸発して溶融するときに形成される。まだ露出している衝突溶融物は、その分布、アルベド、質感によって月の海溶岩と区別することができる。[ 141 ]
海とその周辺に見られる蛇行した溝は、おそらく消滅した溶岩流路、あるいは崩壊した溶岩洞である。これらは通常、火山の噴火口から発生し、蛇行しながら進み、時には枝分かれする。シュローターズ・バレーやリマ・ハドリーのような最大の例は、地球上の溶岩流路よりもはるかに長く、幅広く、深く、地球上では珍しい曲がりや急なカーブが見られることもある。
海火山活動は、衝突クレーターをさまざまな形で変化させてきました。例えば、クレーターをさまざまな程度に埋めたり、内部の海物質の隆起によって底面を隆起させたり、亀裂を生じさせたりしています。そのようなクレーターの例としては、タルンティウスやガッセンディなどがあります。ヒギヌスのような一部のクレーターは、完全に火山起源で、カルデラや陥没穴として形成されています。このようなクレーターは比較的まれで、衝突クレーターよりも小さく（通常は幅数キロメートル）、浅く、形状が不規則な傾向があります。また、衝突クレーターの特徴である上向きの縁もありません。
近側の海域には、楯状火山や火山ドームを含むいくつかの地質区が存在する。 [ 142 ]また、火砕堆積物、スコリア丘、特に粘性の高い溶岩でできた非玄武岩質ドームの地域もいくつか存在する。
月の海はほぼすべて月の表側にあり、表側の表面の 31% を覆っているのに対し、裏側の表面の 2% に過ぎない。[ 76 ] [ 143 ]これは、表側の地殻の下に熱を発する元素が集中しているため、その下のマントルが加熱され、部分的に溶融し、表面に上昇して噴火したと考えられる。[ 81 ] [ 144 ] [ 145 ]月の海の玄武岩のほとんどは、33億〜37億年前のインブリア紀に噴火したが、中には 12億年 前のものもあれば[ 65 ] 42億年前のものもある。[ 66 ]
2006年に行われた、ラクス・フェリシタティスにある小さな窪地イナの調査では、落下する破片による侵食がないためわずか200万年前のものと思われる、ギザギザで比較的塵の少ない地形が発見された。[ 146 ]月震とガスの放出は、月活動が継続していることを示している。[ 146 ]最近の月の火山活動の証拠は、5000万年未満のものもある不規則な月の海パッチ70箇所で確認されている。これは、少なくとも放射性元素の濃度が高いため深部地殻がかなり高温になっている近側では、これまで考えられていたよりもはるかに高温の月のマントルが存在する可能性を示唆している。[ 147 ] [ 148 ] [ 149 ] [ 150 ]オリエンターレ盆地内のローウェル火口内では、200万～1000万年前の玄武岩質火山活動の証拠が見つかっている。 [ 151 ] [ 152 ]オリエンターレ盆地の奥側では、初期のマントル温度の上昇とマントル内の発熱元素の局所的な濃縮が組み合わさって、長期にわたる活動の原因となっている可能性がある。[ 153 ] [ 154 ]
月の明るい色の領域は、ほとんどのマリアよりも高いため、テラ、またはより一般的には高地 と呼ばれています。放射年代測定により、44億年前に形成されたことが分かっており、月のマグマオーシャンの斜長石集積岩を表している可能性があります。 [ 65 ] [ 66 ]地球とは対照的に、月には地殻変動の結果として形成された主要な山はないと考えられています。[ 155 ]
月の近側における海の集中は、月の形成から数千万年後に地球の第二の衛星が低速で衝突した際に形成されたと考えられる、月の裏側の高地の地殻がかなり厚いことを反映している可能性が高い。[ 156 ] [ 157 ]あるいは、月が地球にずっと近かったときの非対称な潮汐加熱の結果である可能性もある。 [ 158 ]
月面に影響を与えた主要な地質学的プロセスは衝突クレーター形成であり、[ 159 ]小惑星や彗星が月面に衝突したときにクレーターが形成されます。月の表側には、直径が1 km (0.6マイル)を超えるクレーターが約 30 万個あると推定されています。 [ 160 ]月のクレーターは、その大きさによってさまざまな形状を示します。直径が大きくなる順に、基本的なタイプは、滑らかなボウル状の内部と上向きの縁を持つ単純なクレーター、平らな底面、段状の壁、中央のピークを持つ複雑なクレーター、ピークリング盆地、2 つ以上の同心円状のピークリングを持つ多重リング盆地です。 [ 161 ]衝突クレーターの大部分は円形ですが、カントールやヤンセンのように、下層の断層や節理によって導かれたと思われる、より多角形の輪郭を持つものもあります。メシエ対、シラー、ダニエルなどの他の天体は細長く伸びている。このような伸びは、非常に斜めの衝突、二重小惑星の衝突、表面衝突前の衝突体の破砕、または近接した二次衝突によって生じる可能性がある。[ 162 ]
月の地質年代は、ネクタリス、インブリウム、オリエンターレなどの直径数百キロメートルから数千キロメートルの多重リング構造など、最も顕著な衝突イベントに基づいており、広範囲にわたる噴出物堆積物のエプロンが地域の地層を形成しています。[ 163 ]大気、気象、最近の地質学的プロセスがないため、これらのクレーターの多くはよく保存されています。多重リング盆地のうち、年代が確定されているものはごくわずかですが、相対年代を割り当てるのに役立ちます。衝突クレーターはほぼ一定の速度で蓄積されるため、単位面積あたりのクレーター数を数えることで表面の年代を推定できます。[ 163 ]ただし、二次クレーターが存在する可能性があるため、クレーター計数法 には注意が必要です。衝突による噴出物は二次クレーターを形成することがあり、二次クレーターはクラスターまたはチェーン状に現れることが多いですが、衝突からかなり離れた場所に孤立した構造として現れることもあります。これらは一次クレーターに似ており、小さなクレーター群を支配することもあるため、未確認の存在は年代推定を歪める可能性がある。[ 164 ]
アポロ計画中に収集された衝突溶融岩石の放射年代は38億年から41 億年の間に集中しており、これに基づいて衝突が増加した後期重爆撃期が提唱されている。[ 165 ]
2010年代に月周回探査機ルナー・リコネッサンス・オービターから得られた高解像度画像では、現代のクレーター生成速度が以前の推定値よりもかなり高いことが示されています。遠方からの噴出物によって引き起こされる二次クレーター形成プロセスは、81,000年の時間スケールでレゴリスの最上部2センチメートルをかき混ぜると考えられています。[ 166 ] [ 167 ]この速度は、直接的な微小隕石の衝突のみに基づくモデルから計算された速度よりも100倍速いです。[ 168 ]
月の渦巻きは、月の表面全体に見られる謎めいた地形です。高いアルベドを持ち、光学的に未成熟（つまり、比較的若いレゴリスの光学特性を持つ）に見え、しばしば蛇行した形状をしています。その形状は、明るい渦巻きの間に曲がりくねって存在する低いアルベド領域によって強調されることがよくあります。渦巻きは、表面磁場が強い場所に位置し、多くは主要な衝突地点の対蹠点に位置しています。よく知られている渦巻きには、ライナー・ガンマ地形やマレ・インゲニイなどがあります。渦巻きは、太陽風から部分的に遮蔽された領域であり、その結果、宇宙風化が遅くなったと考えられています。[ 169 ]
月面には液体の水は存在できません。太陽放射にさらされると、水は光解離と呼ばれるプロセスによって急速に分解し、宇宙空間に失われます。しかし、1960年代以降、科学者たちは、衝突する彗星によって水氷が堆積したり、酸素を豊富に含む月の岩石と太陽風からの水素の反応によって生成され、月の両極にある冷たく永久影のクレーターに水が痕跡として残る可能性があると仮説を立ててきました。[ 170 ] [ 171 ]コンピューターシミュレーションによると、月面の最大14,000 km 2 (5,400平方マイル) が永久影になっている可能性があります。 [ 121 ]月面に利用可能な量の水が存在することは、月面居住を費用対効果の高い計画にする上で重要な要素です。地球から水を輸送するという代替案は、法外に高価になるでしょう。[ 172 ]
それ以降、月面に水の痕跡が発見されている。[ 173 ] 1994年、クレメンタイン探査機に搭載されたバイスタティックレーダー実験により、表面近くに小さな凍った水の塊が存在することが示された。しかし、アレシボによるその後のレーダー観測では、これらの発見はむしろ若い衝突クレーターから噴出した岩石である可能性が高いことが示唆されている。[ 174 ] 1998年、ルナ・プロスペクター探査機に搭載された中性子分光計により、極域付近のレゴリスの深さ1メートル以内に高濃度の水素が存在することが示された。[ 175 ]アポロ15号で地球に持ち帰られた火山溶岩ビーズには、内部に少量の水が含まれていることが示された。[ 176 ]
2008年に打ち上げられたチャンドラヤーン1号探査機は、搭載された月面鉱物マッピング装置を用いて、月面の水氷の存在を確認した。分光計は、反射太陽光中の水酸基に共通する吸収線を観測し、月面に大量の水氷が存在する証拠を示した。探査機は、濃度が最大で1,000 ppmに達する可能性があることを示した。[ 177 ]マッピング装置の反射スペクトルを用いて、影になっている領域を間接的に照らしたところ、2018年に両極から緯度20°以内の水氷が確認された。 [ 178 ] 2009年には、LCROSSが2,300 kg (5,100 lb)の衝突体を永久影になっている極クレーターに送り込み、噴出物のプルーム中に少なくとも100 kg (220 lb)の水を検出した。 [ 179 ] [ 180 ] LCROSS データの別の調査では、検出された水の量は155 ± 12 kg (342 ± 26 lb)に近いことが示されました。[ 181 ]
2011年5月、 1972年のアポロ17号ミッションで採取された火山起源の有名な高チタン「オレンジガラス土壌」である月試料74220の溶融包有物中に615 ～ 1410 ppmの水が含まれていることが報告された[182 ]。包有物は、約37億年前の月面の爆発的噴火で形成された。この濃度は、地球の上部マントルのマグマの濃度に匹敵する。この知見は月面学的に非常に興味深いものの、試料が地表から何キロメートルも下で生成されたこと、そして包有物へのアクセスが非常に困難で、最先端のイオンマイクロプローブ装置で発見するのに39年もかかったことから、水が容易に入手できることを意味するものではない。
月面鉱物マッピング装置（M3）の調査結果の分析により、2018年8月に月面に水氷が存在する「決定的な証拠」が初めて明らかになった。[ 183 ] [ 184 ]このデータは、塵やその他の反射物質とは対照的に、水氷特有の反射特性を示した。[ 185 ]氷の堆積物は北極と南極の両方で発見されたが、南極の方が多く、そこでは水が永久影のクレーターや割れ目に閉じ込められ、太陽光から遮られるため、氷として表面に存在し続けることができる。[ 183 ] [ 185 ]
2020年10月、天文学者たちは、成層圏赤外線天文台（SOFIA）を含む複数の独立した宇宙船によって、月の太陽光が当たる表面に分子状の水が検出されたと報告した。[ 186 ] [ 187 ] [ 188 ] [ 189 ]
月の軌道はわずかに楕円形で、軌道離心率は 0.055 です。地球中心の月の軌道の長半径は月までの距離と呼ばれ、約385,000 km (239,000 mi)または 1.3光秒で、地球を約 9.6 周回するのに相当します。[ i ] [ 190 ]月と地球の間の距離は、約356,400 km (221,500 mi) (近地点) から406,700 km (252,700 mi) (遠地点)まで変化するため、月までの距離と見かけの大きさは最大 14% 変動します。[ 191 ] [ 192 ]
月は恒星に対して地球の周りを約27.3日ごとに一周する恒星周期 を経ます。[ j ]しかし、地球と月の系は同時に太陽の周りを公転するため、地球から見て同じ月の位相に戻り、完全な周期を完了するには、わずかに長い29.5日かかります。 [ k ] [ 76 ]この朔望周期または朔望月は一般に朔望月として知られており、月の太陽日の長さに等しくなります。 [ 194 ]
他の惑星のほとんどの衛星とは異なり、月の軌道面は惑星の赤道面よりも黄道面に近い。月の軌道は、太陽と地球によって、多くの小さく複雑な相互作用のある方法で微妙に摂動される。たとえば、月の軌道面は18.61年ごとに徐々に1回転し[ 195 ] 、これが月の動きの他の側面に影響を与える。これらの連鎖的な影響は、カッシーニの法則によって数学的に記述される[ 196 ]。
地球と月は、共通の重心（重心）を持つ地球・月衛星系を形成している。この重心は、地球の中心から5,000 km（3,100マイル）（地球の半径の約4分の3）の距離にある。この重心は、潮汐摩擦によって回転する天体からエネルギーが奪われるにつれてゆっくりと外側へ移動しており、最終的には地球の外側に位置することになる。[ 36 ]： 69
太陽中心座標系では、月は地球の摂動を受けて太陽の周りを公転している。[ 197 ]このことから、一部の科学者は、月は歴史的にも定性的にも惑星として識別できると主張しており、月が単独で存在すれば、その質量は太陽の周りの軌道をクリアするのに十分であると付け加えている。[ 199 ]これは、地球と月の系が二重惑星であることを示唆している。[ 36 ] : 70国際天文学連合の標準化組織は、二重惑星系における惑星の定義や、二重惑星系を構成するものの定義を持っていないが、ほとんどの科学者は、これには月と地球の重心が地球の外側にある必要があることに同意している。[ 37 ]
月が地球の周りを公転する際の潮汐固定同期回転により、月は常にほぼ同じ面を地球に向けています。地球に面している月の面は近面、反対側は遠面と呼ばれます。遠面はしばしば誤って「暗面」と呼ばれますが、実際には近面と同じ頻度で照らされます。つまり、29.5地球日に1回です。新月から新月までの期間は、近面は暗くなります。[ 200 ]
月はもともとより速い速度で自転していましたが、その歴史の初期に自転速度が遅くなり、地球による潮汐変形に伴う摩擦効果の結果として、この向きで潮汐固定されました。 [ 201 ]時間が経つにつれて、月の自転エネルギーは熱として散逸し、最終的には地球に対する月の自転がなくなりました。2016年、1998年から1999年にかけてのNASAルナ・プロスペクター・ミッションで収集されたデータを使用した惑星科学者たちは、月の反対側に水素に富む2つの領域（おそらくかつての水氷）を発見しました。これらの領域は、月が地球に潮汐固定される前の数十億年前の月の極であったと推測されています。[ 202 ]
地球と月（そして太陽）が互いに及ぼす重力は、互いに最も近い側でわずかに強い引力として現れ、潮汐力を生み出します。海洋の潮汐は、この現象の最も身近な例ですが、潮汐力は地球、月、そしてそれらの系における他の力学的現象にも大きな影響を与えます。
月の固体地殻は、27 日周期で振幅約10 cm (4インチ)の潮汐を経験し、その成分は 3 つあります。地球が同期回転しているため、地球による固定潮汐、軌道の離心率と傾斜による変動潮汐、そして太陽による小さな変動成分です。[ 203 ]地球による変動成分は、月の軌道の離心率と傾斜による距離と秤動の変化から生じます(月の軌道が完全に円形で傾斜がない場合、太陽による潮汐のみが発生します)。[ 203 ]最近の研究では、月が地球に及ぼす影響が地球の磁場の維持に寄与している可能性があると科学者たちは示唆しています。[ 204 ]
これらの潮汐力によって蓄積された応力の累積効果により、月震が発生します。月震は地震よりもはるかに発生頻度が低く、弱いですが、乾燥した断片化した上部地殻での地震振動の散乱により、月震は最大1時間続くことがあり、これは 地球の地震よりもかなり長い時間です 。月震の存在は、1969年から1972年にかけてアポロ宇宙飛行士が月に設置した地震計から予期せず発見されました。 [ 205 ]
潮汐力の最もよく知られた効果は、海面の上昇、すなわち潮汐です。[ 206 ]月が潮汐力の大部分を及ぼしますが、太陽も潮汐力を及ぼし、月の潮汐力の最大40%を潮汐に寄与し、相互作用によって大潮と小潮を生み出します。[ 206 ]
潮汐は地球の海洋にできる2つの膨らみで、1つは月側に面した側、もう1つは反対側にあります。地球が自転すると、海洋の膨らみ（満潮）の1つは月の「下」に留まり、もう1つの潮汐は反対側にあります。月の下の潮汐は、月の重力が月の近くの水に対してより強いことによって説明されます。反対側の潮汐は、地球が重心の周りを公転する際の遠心力、または月の重力が近くの固体地球に対してより強く、遠くの水から引っ張られる水の慣性によって説明できます。[ 207 ] [ 208 ]
そのため、約24時間で満潮が2回、干潮が2回発生します。[ 206 ]月は地球の自転と同じ方向に地球の周りを公転しているため、満潮は約12時間25分ごとに発生します。25分というのは、月が地球を公転するのにかかる時間によるものです。
もし地球が（大陸のない）水の世界だったら、潮の満ち引きはわずか1メートルで、しかも非常に予測しやすいものになるだろう。しかし、海洋の潮汐は他の様々な要因によって大きく変化する。
その結果、地球上のほとんどの地点における潮汐のタイミングは、観測結果に基づいており、その観測結果は偶然にも理論によって説明される。
海洋潮汐と固体潮汐の両方の潮汐ピークの遅延は、地球の自転に逆らうトルクを引き起こします。これにより、地球の自転から角運動量と回転運動エネルギーが「奪われ」 、地球の自転が遅くなります。[ 206 ] [ 203 ] 32億年前の始生代には、太陽の1日は約13時間しかありませんでした。地球の自転から失われた角運動量は、潮汐加速と呼ばれるプロセスで月に伝達され、月をより高い軌道に持ち上げ、地球の周りの軌道速度を低下させます。[ 210 ]
そのため、地球と月の間の距離は増加しており、それに応じて地球の自転は遅くなっています。[ 203 ]アポロ計画中に残されたレーザー反射器（月面測距実験）からの測定では、月までの距離が年間38 mm（1.5インチ）ずつ増加していることがわかりました（人間の爪が伸びる速度とほぼ同じです）。[ 211 ] [ 212 ] [ 213 ]原子時計によると、地球の1日は毎年約17マイクロ秒ずつ長くなり、 [ 214 ] [ 215 ] [ 216 ] UTCが閏秒によって調整される速度が徐々に増加しています。
時間の経過とともに、この潮汐抵抗により地球の自転と月の公転周期が一致し、軽い方の天体が潮汐固定される（現在の月のように）。理論的には、500億年後には[ 217 ]地球の自転が遅くなり、月の公転周期と一致するため、地球は常に同じ面を月に向けることになる。しかし、これが起こるずっと前に、太陽は赤色巨星となり、地球と月を飲み込む可能性がある。[ 218 ] [ 219 ] 2026年の研究が示唆するように、地球と月のシステムがこの飲み込みを生き延びた場合[ 220 ] 、太陽大気からの抵抗により月の軌道が減衰する可能性がある。月の軌道が18,470 km（11,480マイル）の距離まで近づくと、地球のロッシュ限界を超え、地球との潮汐相互作用により月は分裂する。それはリングシステムになり、軌道上のリングのほとんどは崩壊して地球に落下するだろう。[ 69 ]
月は、地球上の観測地点や、地球上の太陰暦の年、月、日によって、地球の空で見え方が異なります。1年を通して、月は異なる高度で1日のうちに南中します。月は太陽とは異なり、冬には空で最も高く見え、夏には最も低く見えます。これは地球の北半球と南半球の両方の季節に当てはまります。
北極と南極では、月は熱帯暦の毎月（約27.3日）の2週間、24時間地平線上にあり、これは熱帯暦の極日に匹敵する。北極の動物プランクトンは、太陽が何ヶ月も地平線の下にある間、月の光を利用する。[ 221 ]
月の平均的な視直径は約0.52°で、太陽とほぼ同じ見かけの大きさです（§ 日食を参照）。楕円軌道のため、見かけの大きさや明るさは変化し、近地点では遠地点に比べて最大30%明るく、14%大きく見えます。この現象は「スーパームーン」として知られています。さらに、月の錯覚と呼ばれる純粋に心理的な効果により、月は地平線に近いほど大きく見えます。[ 222 ]
月の見かけ上の向きは、空における月の位置と、地球のどの半球から月を見ているかによって決まります。北半球から見ると、南半球から見る場合と比べて逆さまに見えます。[ 223 ]三日月の「角」が横よりも上を向いているように見えることがあります。この現象はウェットムーンと呼ばれ、熱帯地方でより頻繁に発生します。[ 224 ]
潮汐固定により、月は1:1の自転・公転共鳴状態にあります。この自転・公転比により、月の地球周回軌道周期は対応する自転周期と等しくなります。これが、月の片面、いわゆる近面だけが地球から見える理由です。とはいえ、月の動きは共鳴状態にあるものの、秤動などの微妙な変化があり、地球上の場所や時間によって、月の表面の約59%が地球から見えるようになります。[ 225 ]月の秤動により、満月よりもわずかに広い範囲（最大約101%）や、月の裏側のごく一部（最大5%）が見える場合もあります。[ 226 ]
月面の観測された特徴が時間とともに変化するかどうかについては、歴史的に論争が続いてきた。今日では、これらの主張の多くは、異なる照明条件下での観測、天体観測の不備、または不十分な図面による錯覚であると考えられている。しかし、ガス放出は時折発生し、報告されている月の過渡現象のごく一部に関与している可能性がある。最近では、約100万年前にガス放出イベントによって月面の直径約3 km (1.9 mi)の領域が変化したことが示唆されている。 [ 227 ] [ 228 ]
月は地球の周りを公転しながら自転し、太陽に対する向きを変え、太陰日を経験します。太陰日は、地球に潮汐固定されているため、太陰月（地球の周りを一周する朔望周期）に相当します。月は太陽に潮汐固定されていないため、月の昼と夜の両方が月の周りに存在します。太陰日の間に太陽によって照らされる月の位置が変化することは、地球から月の満ち欠けとして観測でき、三日月が日の出、三日月が日の入りの段階に相当します。[ 229 ]
月の夜は、月の裏側が最も暗く、月食の時は月の表側が最も暗くなります（地球の無月夜よりも暗い）。月夜の間、月の表側は地球の光によって照らされ、月の表面の特徴が地球から観測できるほどになります。地球照によって月の表側の夜は、満月の光で照らされた地球の夜よりも約43倍、時には55倍も明るくなります。[ 230 ]
地球の空では、月の明るさと見かけの大きさは、地球の周りを楕円軌道で公転しているため変化します。近地点（最も近い位置）では、月は遠地点（最も遠い位置）よりも地球に最大 14% 近づくため、立体角は最大 30% 大きくなります。したがって、同じ位相であれば、月の明るさも遠地点と近地点の間で最大 30% 変化します。[ 231 ]このような位置にある満月（または新月）はスーパームーンと呼ばれます。[ 191 ] [ 192 ] [ 232 ]
月の4つの中間段階は、平均してそれぞれ約7日間（約7.38日間）続きますが、遠地点（最も遠い地点）と近地点（最も近い地点）の間で月と地球の間の距離が変化するため、この期間は約±11%変動する可能性があります。
直近の新月から経過した日数を月の年齢と呼びます。[ 233 ]月の満ち欠けの完全なサイクルを朔望月と呼びます。[ 234 ]
任意の日付における月のおおよその年齢と位相は、既知の新月 (例えば、1900 年 1 月 1 日、または 1999 年 8 月 11 日) からの日数を求め、その値を朔望月の平均長さ (29.53059 日) で割ることによって計算できます。[ 235 ]割り算の余りが月の年齢を表します。この方法は完全な円軌道を仮定しており、新月の正確な時刻を考慮していないため、結果は数時間ずれる可能性があります。基準日から離れるほど精度は低下します。この簡略化された計算は多くの目的に適していますが、より正確な用途にはより複雑な計算が必要です。
月の黄道面に対する自転軸の傾きは1.5427°なので、1ドラコニック年（346.62日）ごとに、太陽は月の赤道から北に1.5427°の位置から南に1.5427°の位置まで移動し、その後元の位置に戻ります。これは、地球上で太陽の位置が1回帰線から南回帰線まで移動し、再び北回帰線に戻るのと似ています。このため、月の極はドラコニック年の半分は暗闇（または太陽の一部しか見えない状態）になり、残りの半分は日光が当たります。極付近の水平な領域に当たる日光の量は、太陽の高度角によって決まります。これらの「季節」は、赤道に近い地域ではほとんど影響がありません。
月の外観は、その反射特性と表面組成によって決まります。月のアルベドは約0.12で、摩耗したアスファルトに匹敵するため、夜空では明るいにもかかわらず、比較的暗く見えます。この低いアルベドは、隕石の衝突によって生成された細かい岩石の破片の層である月のレゴリスの反射率を表しています。レゴリスによる光の散乱により、月は満月のとき、半月のときよりもはるかに明るく見えます。月はまた、逆反射を示し、光を光源に向かって散乱させ、縁の暗化が顕著にならないように、円盤全体に均一な明るさを作り出します。
大気の影響を除いた月の本来の色は、くすんだ茶色がかった灰色です。[ 238 ]これは、レゴリスに含まれるケイ酸塩鉱物によるもので、玄武岩質の平原（マリア）は暗く、長石を多く含む高地は明るい色をしています。古代の火山噴出物によって形成されたマリアには、鉄とチタンが多く含まれているため、より暗い色調になっています。
地球から見ると、月の色は大気の影響で変化し、赤や青に見えることがあります。月食の際には、太陽光の赤いスペクトルが地球の大気によって屈折して月に届くため、月が赤く見えることがあります。この赤い色から、月食は「ブラッドムーン」と呼ばれることもあります。また、月が低い角度から見えたり、厚い大気を通して見えたりする場合にも、月は赤く見えることがあります。
月は、大気中に火山粒子などの特定の粒子が存在すると青く見えることがあり、 [ 239 ]その場合はブルームーンと呼ばれることがあります。[ 240 ]
「赤い月」や「青い月」という言葉は、特定の満月を指す場合にも使われるため、必ずしも赤い月光や青い月光の存在を意味するわけではありません。
日食や月食は、太陽、地球、月が一直線に並んだとき（「合」と呼ばれる）にのみ起こります。日食は新月のときに起こり、そのとき月は太陽と地球の間にあります。一方、月食は満月のときに起こり、そのとき地球は太陽と月の間にあります。月の見かけの大きさは太陽とほぼ同じで、どちらも視野角は約0.5度です。太陽は月よりもはるかに大きいのですが、地球から見ると、はるかに遠くにあるため、はるかに近くてはるかに小さい月と同じ見かけの大きさに見えます。軌道が円ではないため、見かけの大きさの変化もほぼ同じですが、周期が異なります。このため、皆既日食（月が太陽よりも大きく見える）と金環日食（月が太陽よりも小さく見える）の両方が起こり得ます。[ 241 ]皆既日食では、月が太陽の円盤を完全に覆い隠し、太陽コロナが肉眼で見えるようになる。
月と地球の間の距離は時間の経過とともに非常にゆっくりと増加しているため、[ 206 ]月の視直径は減少しています。太陽が赤色巨星へと進化するにつれて、太陽の大きさ、そして空における見かけの直径はゆっくりと増加しています。[ l ]これら 2 つの変化の組み合わせにより、数億年前には、日食の際に月が常に太陽を完全に覆い隠し、金環日食は起こり得ませんでした。同様に、数億年後には、月はもはや太陽を完全に覆い隠すことはなく、皆既日食は起こらなくなります。[ 242 ]
月の地球周回軌道は地球の太陽周回軌道 に対して約5.145°（5° 9 ′）傾いているため、満月と新月のたびに日食や月食が起こるわけではありません。日食や月食が起こるためには、月が2つの軌道面の交点付近にある必要があります。[ 243 ]月による太陽食と地球による月食の周期性と再発性は、約18年の周期を持つサロス周期によって表されます。[ 244 ]
月が常に半度幅の円形の空域を遮っているため、[ m ] [ 245 ]明るい星や惑星が月の後ろを通過して掩蔽される、つまり見えなくなるという関連現象である掩蔽が起こります。このように、日食は太陽の掩蔽です。月は地球に比較的近いため、個々の星の掩蔽は地球上のどこでも、また同時に見えるわけではありません。月の軌道の歳差運動のため、毎年異なる星が掩蔽されます。[ 246 ]
雄牛や幾何学模様を描いた最古の洞窟壁画は紀元前4万年まで遡ると考えられており、 [ 247 ]あるいは2万～3万年前のタリースティックは月の満ち欠けを観察し、月の満ち欠けを利用して時間を計るために使われていたと考えられている。 [ 248 ]月の側面は先史時代から月の神々 に識別され集約され、紀元前4千年紀の最初の文字から最終的に記録され、シンボル化された。発見された最も古い月の描写の1つは、紀元前3千年紀のアイルランドのノウスにあるオルソスタット47の岩彫刻である。[ 249 ] [ 250 ]月の神ナンナ/シンとともに月を描いた三日月は紀元前3千年紀から発見されている。[ 251 ]
最も古い名前が知られている天文学者で詩人のエンヘドゥアンナは、アッカドの月の神ナンナ/シンの最高女司祭であり、サルゴン大王の娘で王女（紀元前2334年頃-紀元前2279年頃）で、彼女の部屋で月を追跡していた。[ 252 ]天文学的な関係で他の天体と関連付けられた月を描いた最も古い発見された識別済みの図像は、紀元前1800年頃 - 1600年頃のネブラの天球円盤で、月の隣にプレアデス星団などの特徴が描かれている。 [ 253 ] [ 254 ]
古代ギリシャの哲学者アナクサゴラス（紀元前428年没）は、太陽と月はどちらも巨大な球状の岩であり、月は太陽の光を反射していると論じた。[ 258 ] [ 259 ]： 227紀元前5世紀から紀元前4世紀にかけて、バビロニアの天文学者は18年周期のサロス周期の月食を記録しており、[ 260 ] インドの天文学者は月の月ごとの離角を記述していた。[ 261 ]中国の天文学者施申（紀元前4世紀に活躍）は、日食と月食を予測するための指示を与えた。[ 259 ]： 411
アリストテレス（ 紀元前384～322年）の宇宙論では、月は変化する元素（土、水、空気、火）の領域と、不滅の星であるエーテルの領域との境界を示しており、この哲学は数世紀にわたって影響力を持つものとなった。[ 262 ]アルキメデス（紀元前287～212年）は、月や太陽系の他の天体の動きを計算できるプラネタリウムを設計した。[ 263 ]紀元前2世紀、セレウキアのセレウコスは、潮汐は月の引力によるものであり、潮位は太陽に対する月の位置によって決まると正しく考えていた。[ 264 ]同じ世紀に、アリスタルコスは月の大きさと地球からの距離を計算し、距離は地球の半径の約20倍という値を得た。
漢王朝の中国人は、月は気に相当するエネルギーであると信じており、彼らの「放射影響」理論では、月の光は単に太陽の反射であると認識していました。荊方（ 紀元前78～37年）は月の球形に気づきました。[ 259 ]： 413～414プトレマイオス（ 西暦90～168年）はアリスタルコスの数値を大幅に改善し、 地球の半径の59倍の平均距離と地球の直径の0.292倍の直径を計算しました 。これは、それぞれ約60と0.273という正しい値に近いものです。[ 265 ]西暦2世紀、ルキアノスは小説『真実の物語』を書き、その中で主人公たちは月へ旅してその住人と出会います。 西暦510年、インドの天文学者アーリヤバタは、アーリヤバティーヤの中で、反射した太陽光が月の輝きの原因であると述べています。[ 266 ] [ 267 ]天文学者で物理学者のイブン・アル＝ハイサム(965–1039) は、太陽光が鏡のように月面から反射されるのではなく、月面の太陽光が当たるあらゆる部分からあらゆる方向に光が放出されることを発見した。[ 268 ]宋王朝の沈括(1031–1095) は、月の満ち欠けを、白い粉をかけて横から見ると三日月に見える反射性の銀の球体にたとえる寓話を作った。[ 259 ] : 415–416望遠鏡が発明される前の中世には、月は球体であると認識されるようになったが、多くの人は月は「完全に滑らか」だと信じていた。[ 269 ]
望遠鏡は1608年に開発され、そのことが報告された。望遠鏡による天文学の最初の記録と月面の特徴の概略図は、1609年の初夏にトーマス・ハリオットによって作成されたが、彼はそれを公表しなかった。同時期にガリレオ・ガリレイも望遠鏡を使って空と月を観測し始め、同年後半にはより詳細な観測と重要な結論を記録した。例えば、月面は滑らかではなく、山やクレーターがあることなどである。彼はこれを1610年に、画期的で、すぐに広く議論を呼んだ著書『星界の報告』の中で発表した。
17 世紀後半、ジョヴァンニ・バッティスタ・リッチョーリとフランチェスコ・マリア・グリマルディの努力により、今日使用されている月面地形の命名システムが確立された。より正確な 1834 ～ 1836 年のヴィルヘルム・ベールとヨハン・ハインリヒ・フォン・メードラーのMappa Selenographicaと、それに関連する 1837 年の書籍Der Mond は、月面地形を三角法で正確に研究した最初のもので、1000 を超える山の高さを記載し、地球の地理学で可能な精度で月の研究を導入した。[ 270 ]ガリレオが最初に指摘した月のクレーターは、1870 年代にリチャード・プロクターが衝突によって形成されたと提唱するまで、火山活動によるものと考えられていた。[ 76 ]この見解は、1892年に地質学者グローブ・カール・ギルバートの実験によって支持され、1920年から1940年代にかけての比較研究によって支持され、[ 271 ]月層序学の発展につながり、1950年代には宇宙地質学の新しい成長分野になりつつあった。[ 76 ]
第二次世界大戦後、最初の打ち上げシステムが開発され、1950年代末までには、ソ連と米国が宇宙船を宇宙に打ち上げる能力を獲得した。冷戦は両国による打ち上げシステムの開発を加速させ、いわゆる宇宙開発競争、そしてその後の月面探査競争へと発展し、月探査への取り組みと関心を高めた。
国際地球観測年である1957年にスプートニク1号が初の宇宙飛行を行った後、ソ連のルナ計画の宇宙船が数々の目標を初めて達成した。1958年に3回の無名の失敗ミッションの後、[ 272 ]人類初の人工物体であるルナ1号が1959年1月4日に地球の重力圏を脱出し、月を通過した。同年後半には、人類初の人工物体であるルナ2号が意図的に衝突することで月面に到達した。年末までに、ルナ3号は人類初の人工物体として、通常は遮蔽されている月の裏側に到達し、その最初の写真を撮影した。月面への軟着陸に成功した最初の宇宙船はルナ9号で、月周回軌道に乗った最初の宇宙船はルナ10号で、いずれも1966年のことである。 [ 76 ]
ジョン・F・ケネディ大統領が1961年に10年以内に有人月面着陸を実現すると公約したことを受け、米国はNASAの主導の下、有人ミッションに備えて月面の理解を深めるため、ジェット推進研究所のレンジャー計画、ルナ・オービター計画、サーベイヤー計画といった一連の無人探査機を打ち上げた。有人アポロ計画はこれと並行して進められ、地球周回軌道上でのアポロ宇宙船の無人および有人試験が繰り返され、ソ連による有人月面着陸の可能性に後押しされ、1968年にアポロ8号が人類初の月周回軌道ミッションを成功させた（地球人としては、3か月前にソ連のゾンド5号で2匹の亀が月を周回し、その後ゾンド6号で亀が続いた）。
人類が月面、そして地球外天体に初めて着陸したのは、アメリカのアポロ11号ミッションの司令官ニール・アームストロングが1969年7月21日午前2時56分（協定世界時）に月面に降り立った時である。 [ 273 ]宇宙開発競争の集大成とみなされているこの出来事は、[ 274 ]推定5億人がアポロTVカメラによる中継を視聴し、当時としては生放送のテレビ視聴者数としては最大となった。[ 275 ] [ 276 ]同時に、ソ連のロボットによるサンプルリターンミッションであるルナ15号が月周回軌道上にあり、アポロ11号と合わせて、史上初めて2つの地球外ミッションが同時に実施された事例となった。
アポロ計画11号から17号（計画していた月面着陸を中止したアポロ13号を除く）では、2,196個のサンプルから合計380.05キログラム（837.87ポンド）の月の岩石と土壌が採取された。[ 277 ] すべてのアポロ着陸時に、科学機器パッケージが月面に設置された。熱流プローブ、地震計、磁力計などの長寿命の機器ステーションが、アポロ12号、14号、15号、 16号、17号の着陸地点に設置された。予算上の理由から、地球へのデータの直接送信は1977年後半に終了したが、[ 278 ] [ 279 ]ステーションの月面レーザー測距コーナーキューブレトロリフレクターアレイは受動機器であるため、現在も使用されている。[ 280 ] 1972年のアポロ17号は、月周回軌道または月面への最後の有人ミッションであり、2026年のアルテミス2号の月フライバイまで月近傍への最後のミッションでした。1973年のエクスプローラー49号は、1994年まで最後の米国専用月探査機でした。
ソ連は1976年まで月へのロボットミッションを続け、1970年にはルナ17号で初の遠隔操作式探査車ルノホート1号を地球外表面に展開し、 3回のルナサンプルリターンミッション（ 1970年のルナ16号、 1972年のルナ20号、 1976年のルナ24号 ）で0.3kgの岩石と土壌サンプルを採取して持ち帰った。[ 282 ]
1976年のソ連最後の月探査ミッション以降、14年間は月探査はほとんど行われなかった。宇宙開発は、太陽系の内惑星（例：ベネラ計画）や外惑星（例：パイオニア10号、1972年）の探査に重点を移したが、地球軌道にも目を向け、通信衛星のほか、地球観測衛星（例：ランドサット計画、1972年）、宇宙望遠鏡、そして特に宇宙ステーション（例：サリュート計画、1971年）の開発と運用を継続的に行っていた。
1979年の月条約の交渉、そして1984年のその批准は、1990年まで月に関する唯一の主要な活動であった。
1990年、1976年以来初の月探査専用ミッションである飛天羽衣[ 283 ]が月の軌道に到達した。日本が打ち上げたこのミッションは、ソ連やアメリカ以外の国による初の月探査ミッションとなった。
1994年、米国は1973年以来初めて宇宙船（クレメンタイン）を月へ送るミッションを実施した。このミッションでは、月面のほぼ全球的な地形図と、月面の全球的なマルチスペクトル画像が初めて取得された。 [ 284 ] 1998年には、これに続いてルナ・プロスペクター・ミッションが実施され、その機器は月の極域に過剰な水素が存在することを示しており、これは永久影クレーター内のレゴリスの上層数メートルに水氷が存在することが原因である可能性が高い。[ 285 ]
その後数年間は、月を積極的に探査する新たな国々のグループによる初の月探査ミッションが相次いだ。2004年から2006年にかけて、欧州宇宙機関（ESA）初の宇宙船（SMART-1）が月を周回し、月面の化学元素の詳細な調査を初めて記録した。[ 286 ] 中国の月探査計画は、周回機哨娥1号（2007～2009年）で初めて月に到達し、 [ 287 ]月の完全な画像マップを取得した。 インドは2008年にチャンドラヤーン1号と月衝突探査機で初めて月に到達、周回、衝突し、5番目と6番目の国となり、月面の高解像度の化学、鉱物、写真地質マップを作成し、月の土壌に水分子が存在することを確認した。[ 288 ]
米国は2009年6月18日に月周回探査機（LRO）と衝突体LCROSSを打ち上げた。LCROSSは2009年10月9日にカベウス・クレーターに計画通り広範囲に観測された衝突を行い、任務を完了した[ 289 ]。一方、LROは現在も運用中で、精密な月面高度測定と高解像度画像を取得している。
中国は2010年に嫦娥2号で月探査計画を継続し、8ヶ月かけてより高解像度で月面をマッピングした。2013年には嫦娥3号で月着陸船と月面探査車「玉兎（ユートゥ）」を打ち上げた。これは1973年のルノホート2号以来の月面探査車ミッションであり、1976年のルナ24号以来の月面軟着陸であり、中国はこれを達成した3番目の国となった。
2014年には、初の民間資金による探査機であるマンフレッド記念月探査ミッションが月をフライバイした。中国の別の探査機ミッションである嫦娥4号は、 2019年初頭に月の裏側への初の着陸に成功した。 [ 290 ]また、2019年には、インドが2番目の探査機であるチャンドラヤーン2号を月に送ることに成功した。2020年には、中国が初のロボットによるサンプルリターンミッション（嫦娥5号）を実施し、1,731グラムの月の物質を地球に持ち帰った。[ 291 ]
米国は2004年から宇宙飛行士を月へ帰還させる計画を策定し[ 292 ] 、 2020年に米国主導のアルテミス協定が署名されたことで、アルテミス計画は2020年代に人類を月へ帰還させることを目指している[ 293 ] 。協定にはますます多くの国が参加している。アルテミス協定の導入は、月条約とESA主導の月面村構想に基づいて、月面活動の国際的な枠組みと協力についての新たな議論を促した[ 294 ] [ 295 ] [ 296 ]。
2022年、韓国は米国から初の月探査機ダヌリを打ち上げ、成功を収めた。2023年と2024年には、インドと日本が、1960年代のソ連と米国、2013年の中国に続き、宇宙船を月に軟着陸させた4番目と5番目の国となった。 [ 297 ]特筆すべきは、日本の宇宙船「スマート月着陸機」が3回の月の夜を生き延びたことである。[ 298 ] 2024年2月、IM-1着陸機は商業的に製造された初の月着陸機となった。[ 299 ]
中国は2024年5月に嫦娥6号を打ち上げ、月の裏側から初のサンプルリターンを実施した。[ 300 ]また、月面の赤外線分光分析を行う中国の探査車も搭載した。 [ 301 ]パキスタンは嫦娥6号とともにICUBE-Qと呼ばれる月周回衛星を送った。[ 302 ] Nova-C 2、iSpace Lander、Blue Ghostはすべて2024年に月に向けて打ち上げられた。
NASAのアルテミスII有人月周回ミッションは2026年4月に打ち上げられた。これはアポロ時代以来、月を周回する初の有人ミッションだった。クリスティーナ・コックは女性として初めて、ビクター・グローバーは有色人種として初めて、カナダ人のジェレミー・ハンセンはアメリカ人以外として初めて[ 303 ]、そして司令官のリード・ワイズマンは最年長者として、地球低軌道を離れて月を周回した。
米国と中国の月探査計画はいずれも、 1972年のアポロ17号以来となる有人月面着陸を2030年代に国際パートナーと共に月面基地を建設することを目標としている。 [ 304 ]
2027年に予定されているアルテミスIIIの低地球軌道での試験飛行に続き、NASAは2028年にアルテミスIVの宇宙飛行士2名が月の南極に着陸し、人類を月面に帰還させる計画である。[ 304 ]アポロ計画は探査的な性質のものであったが、アルテミス計画はより恒久的な存在を確立することを計画している。この目的のために、米国はNASAの商業月面ペイロードサービスやDARPAの月面プログラムなどのプログラムを通じて、月面通信、ペイロード輸送、現地資源利用に関して産業界と提携している。[ 305 ] [ 306 ] [ 307 ]
中国は野心的な嫦娥計画を継続しており、苦戦しているロシアのルナ・グローブ計画との共同ミッションを発表している。[ 308 ] [ 309 ] 2026年の嫦娥7号と2028年の嫦娥8号という2つの月探査ミッションが計画されており、その後2029年か2030年に有人着陸が予定されている。[ 310 ] [ 311 ]
史上初の軌道飛行からわずか1年後の1959年、宇宙時代が始まって間もない頃、最初の地球外探査機（ルナ計画）が月に到達しました。それ以来、人類は様々な探査機や人を月に送り込んできました。人類初の月面滞在は1969年に行われ、一連の有人探査ミッション（アポロ計画）の一環として実施され、最後のミッションは1972年に行われました。
衝突体の残骸、着陸機、月周回機を通じて、途切れることなく存在が続いてきた。着陸機や周回機の中には、小規模な月面インフラを維持し、月面での継続的な観測と通信を提供しているものもある。長期ミッションとして、将来のミッションのために月面を監視する2009年打ち上げの月探査機ルナー・リコネッサンス・オービターなどの周回機や、月紫外線望遠鏡がまだ稼働している2013年打ち上げの嫦娥3号などの着陸機が引き続き活動している。[ 312 ] 1970年代以降、5つのレトロリフレクターが月面に設置され、レーザー測距によって月面の物理的秤動を正確に測定するために使用されてきた。
月周回空間および月面における人間の活動の増加、特に月の裏側や月の北極・南極地域でのミッションには、月面インフラが必要である。そのため、 2006年以降、月周回軌道または地球・月ラグランジュ点の周回軌道にある周回衛星が運用されている。鵲橋衛星や鵲橋2号中継衛星の軌道のように、非常に偏心した軌道で継続的な通信を提供している。[ 313 ]
月面に長期的な人類の拠点を築くため、様々な機関や企業による複数のミッションが計画されており、中でもアルテミス計画は現在最も進んでいる計画である。
月は惑星保護の目標分類では最低ランクだが、原始的な天体および科学的な場所としての劣化については議論されている。[ 315 ]月面から天文学を行うのであれば、物理的および放射線による汚染が一切ないことが求められる。月には顕著な大気はないが、月面上の交通や衝突によって発生する塵の雲は遠くまで広がり、月の本来の状態や特別な科学的内容を汚染する可能性がある。[ 316 ]学者アリス・ゴーマンは、月は居住に適さないものの、月を死んだと表現することは、持続可能な人間の活動によって月の生態系を共同参加者として扱う必要があるという月のダイナミズムを否定することになると主張している。[ 317 ]
2019年に墜落したベレシート着陸機にクマムシが積まれていたという、いわゆる「クマムシ事件」は、惑星保護のための対策や国際規制が不十分である例として議論されてきた。[ 318 ]
月の周囲にある地球外の宇宙ゴミは、月へのミッションの増加に伴い、将来の課題、特にそのようなミッションの危険として考えられてきました。[ 319 ] [ 320 ]そのため、月面廃棄物管理は、将来の月ミッション、特に月面において取り組むべき問題として提起されています。[ 321 ] [ 322 ]
人間の遺骨は、 CelestisやElysium Spaceなどの民間企業によって月へ運ばれてきた。月は多くの文化にとって神聖な場所または重要な場所であるため、宇宙葬の慣習は先住民の指導者から批判を受けている。例えば、当時のナバホ族大統領アルバート・ヘイルは、 1998年に科学者ユージン・シューメーカーの火葬された遺灰をNASAが月に送ったことを批判した。 [ 323 ] [ 324 ]
月面における人類の活動の痕跡の他に、月博物館のアート作品、アポロ11号の親善メッセージ、6枚の月面銘板、殉職した宇宙飛行士の慰霊碑、その他の遺物など、恒久的な設置を意図した施設もいくつか存在する。[ 314 ]
月は天文観測や地球観測の場として利用されてきた。月の空では地球は1° 48 ′から2°の見かけの大きさで見え、[ 325 ]これは地球の空における月や太陽の3～4倍の大きさ、または腕を伸ばした距離で小指2本分の見かけの幅にあたる。月面からの観測は、1966年にルナ・オービター1号が撮影した月面からの地球の最初の画像から始まった。文化的に特に重要なのは、1968年にアポロ8号のビル・アンダースが撮影した「地球の出」と呼ばれる写真である。1972年4月、アポロ16号ミッションは、さまざまな天文写真やスペクトルを記録する最初の専用望遠鏡[ 326 ] [ 327 ]である遠紫外線カメラ/分光器を設置した。[ 328 ]
月は望遠鏡の設置場所として最適であると認識されている。[ 329 ]月は比較的地球に近い。極付近の特定のクレーターは永久に暗く低温で、赤外線望遠鏡に特に適している。また、月の裏側にある電波望遠鏡は地球からの電波の雑音から遮られる。 [ 330 ]月の土壌は望遠鏡の可動部品には問題となるが、カーボンナノチューブやエポキシ樹脂と混合して、直径50メートルまでの鏡の製造に利用できる。[ 331 ]月の天頂望遠鏡はイオン液体で安価に作ることができる。[ 332 ]
月面での人間の活動が増加すると、月の塵の大気循環が増加し、月の塵の拡散を軽減するための対策によっては、月面からの天文学に適した条件が減少するだろう。[ 333 ]
人類は月面に2人組で最長3日間滞在したことがある。[ 334 ]合計12人が6回の訪問で月面に滞在した。[ 335 ]彼らは全員、アポロ月着陸船という同じタイプの月面居住施設に滞在した。[ 336 ]これらの滞在中、一部の人は合計で最長1日間月面を歩き回った。[ 334 ]
月面を歩き回る際の課題は、月面の塵が宇宙服や道具に付着し、居住施設内に持ち込まれることです。宇宙飛行士は、火薬のような匂いのする塵を味わったり嗅いだりすることができ、「アポロの香り」と呼ばれていました。[ 337 ]この微細な月面の塵は健康問題を引き起こす可能性があります。[ 337 ]
2019年、嫦娥4号着陸船での実験で少なくとも1つの植物の種子が発芽した。それは地球から他の小さな生命体とともに月面微小生態系に持ち込まれたものだった。[ 338 ]
ルナ着陸船はソビエト連邦の旗を月に撒き散らし、アポロ宇宙飛行士は着陸地点に象徴的にアメリカ国旗を立てたが、どの国も月の表面のいかなる部分の所有権も主張していない。[ 339 ]同様に、月の一部または全体を私有しているという主張も信憑性はないと考えられている。[ 340 ] [ 341 ] [ 342 ]
1967年の宇宙条約は、月とすべての宇宙空間を「全人類の領域」と定義している。[ 339 ]この条約は、月の利用を平和目的に限定し、軍事施設や大量破壊兵器を明確に禁止している。[ 343 ]大多数の国がこの条約の締約国となっている。[ 344 ] 1979年の月協定は、月の資源を単一国が開発することを詳細に規定し、制限するために作成され、まだ特定されていない国際的な規制体制に委ねられている。 [ 345 ] 2020年1月現在、18か国が署名・批准しているが、[ 346 ]いずれも有人宇宙飛行能力を持たない。
2020年以降、各国は米国に加わり、条約に異議を唱えるアルテミス協定を締結した。米国はさらに大統領令（「宇宙資源の回収と利用に対する国際的な支援の促進」）の中で、「米国は宇宙空間を『グローバル・コモンズ』とは見なしていない」と強調し、月協定を「自由企業を制限しようとする失敗した試み」と呼んでいる。[ 347 ] [ 348 ]
オーストラリアが1986年に月条約に署名・批准し、2020年にはアルテミス協定にも署名・批准したことから、両者を調和させることができるかどうかについての議論がなされてきた。[ 295 ]この観点から、月条約の欠点を補い、アルテミス協定などの他の法律や協定と調和させ、より広く受け入れられるようにする方法として、月条約の実施協定が提唱されている。[ 294 ] [ 296 ]
こうした商業的および国家的な関心の高まり、特に探査地域への関心の高まりを受けて、米国の議員は2020年後半に歴史的な着陸地点の保存に関する具体的な規制を導入し[ 349 ] 、利害関係者はこうした場所を世界遺産[ 350 ]や科学的価値のある区域を保護区域にするよう主張しており、これらすべてが月の法的利用可能性と領土化につながっている[ 318 ] 。
2021年、自然の権利運動の先例や宇宙における非人間的存在の法的地位の概念に基づき、「弁護士、宇宙考古学者、そして関心のある市民」のグループによって「月の権利宣言」[ 351 ]が作成された。 [ 352 ] [ 353 ]
月面における人類の活動の増加に伴い、国際的および商業的な月面活動を保護するための連携の必要性が高まっている。協力から単なる調整に至るまで、例えば共通の月時を導入するなど、様々な課題が提起されている。
特に、月面における人間の活動に関する国際的または国連の規制体制の確立は、月条約によって求められ、実施協定を通じて提案されているが、[ 294 ] [ 296 ]依然として議論の的となっている。現在の月探査計画は多国間であり、米国主導のアルテミス計画と中国主導の国際月面研究ステーションがある。より広範な国際協力と調整のために、国際月探査作業部会（ILEWG）、月村協会（MVA）、そしてより一般的には国際宇宙探査調整グループ（ISECG）が設立されている。
先史時代から人々は月の満ち欠けと満ち欠けの周期に注目し、それを使って時間を記録してきた。2万～3万年前まで遡る刻み目のある骨の棒であるタリースティックは、月の満ち欠けをマークするために使われたと考える人もいる。[ 248 ] [ 355 ] [ 356 ]月の満ち欠けの間の日数を数えることで、やがて月の周期を月、そしておそらく月の満ち欠けを週として一般化するようになった。[ 357 ]
さまざまな言語の月を表す言葉は、語源的には月の期間と月の関係を表しています。英語のmonthやmoon、および他のインド・ヨーロッパ語族の同族語 (例えば、ラテン語のmensisや古代ギリシャ語のμείς ( meis ) またはμήν (mēn ) は「月」を意味します) [ 358 ] [ 359 ] [ 360 ] [ 361 ]は、インド・ヨーロッパ祖語(PIE) のmoonの語根* méh 1 nōtに由来し、これは PIE 動詞の語根 * meh 1 -「測定する」から派生しており、「月の機能的概念、つまり月の指標を示しています (英語のmeasureやmenstrual を参照)」となっています。[ 362 ] [ 363 ] [ 364 ]別の言語ファミリーから別の例を挙げると、中国語では月を表すのに同じ単語（月）が使われており、さらに週を表す記号（星期）にも見られます。
この太陰暦による時間計測は、歴史的に主流であったものの、多様な太陰太陽暦を生み出した。7世紀のイスラム暦は、純粋な太陰暦の一例であり、伝統的に月は地平線上に現れる最初の三日月、すなわちヒラルの目視によって決定される。[ 365 ]
特に重要な意味を持つのは満月であり、さまざまな暦や文化で強調され、祝われています。仏教のウェーサク祭はその一例です。南半球または北半球の秋分の頃の満月はしばしば収穫月と呼ばれ、中国の旧暦の収穫祭などの祝祭で祝われます。収穫祭は、中国の旧正月に次いで2番目に重要な祝祭です。[ 366 ]
さらに、時間と月の関連性は宗教にも見られ、例えば古代エジプトの時間と月の神であるコンスなどが挙げられる。
人類は先史時代から月を観測してきただけでなく、月に対する複雑な認識を発展させてきた。時を経て、月は精霊や神性を持つ存在として、また占星術における一側面として、さまざまな形で特徴づけられ、多くの宇宙論において重要な位置を占めるようになった。
人類が月を観測してきた豊かな歴史は、紀元前4万年の描写から始まり、最古の文字としては紀元前4千年紀にまで遡る。最も古い名前が知られている天文学者であり詩人であるエンヘドゥアンナは、アッカドの月の神ナンナ/シンの最高女司祭であり、サルゴン大王（紀元前2334年頃-紀元前2279年頃）の娘で、月を追跡し、神聖な月についての詩を書いた。[ 252 ]
月、特に月の満ち欠けを表すシンボルとして、三日月（🌙）は少なくとも紀元前3000年、あるいはそれ以前から様々な文化で繰り返し用いられてきたシンボルであり、最古の洞窟壁画である4万年前の牛の角にも見られる。[ 247 ] [ 254 ]中国語などの文字体系では、三日月は「月」という文字に発展し、古代エジプト語では「月」を意味する「𓇹」というシンボルで、古代エジプトの月の神イアと同じ綴りだった。[ 368 ]イアは、他の古代エジプトの月の神コンスとトートと関連付けられていた。
図像学的に、三日月はメソポタミアで、古代シュメールの月の神ナンナ/シン[ 251 ]の主要なシンボルとして使用され、ナンナ/シンは金星の女神イナンナ/イシュタル（イシュタルの八芒星で象徴される）[369][251]と太陽の神ウトゥ/シャマシュ（円盤で、場合によっては8本の光線で象徴される）[ 369 ] [ 251 ]の父であり、この3人はしばしば隣り合って描かれる。ナンナ/シンは、他の月の神々、例えば古代エジプトのイアとコンス、古代ギリシャのメネ/セレネ、古代ローマのルナなどと同様に、三日月形の頭飾りや冠をかぶった角のある神として描かれる。[ 370 ] [ 371 ]
三日月と星の特別な配置は星と三日月（☪️）として知られ、青銅器時代に遡り、太陽と月、または月と金星の組み合わせを表していました。それはセレネ女神アルテミスを表すようになり、三位一体の神としてトリモルフォス/トリビアの称号でアルテミス/ディアナの側面を含むヘカテの庇護を通じて、ビザンティウムのシンボルとして使用されるようになり、後に聖母マリア（天の女王）がその地位を奪い、三日月の上に星で飾られたマリア崇敬の図像となりました。それ以来、星と三日月の紋章的使用は広がり、ビザンティウムの象徴主義はオスマン帝国の国旗の発展、特にトルコの三日月と星の組み合わせに影響を与えた可能性があり[ 372 ] 、イスラム教（イスラム暦のヒラルとして）やさまざまな国の人気のあるシンボルになりました。[ 373 ]
月の特徴、つまり明るい高地と暗い海との対比は、さまざまな文化で抽象的な形として捉えられてきました。そのような形には、月の男（例：コヨルシャウキ）や月のウサギ（例：中国のトゥエルイェ、またはアメリカ先住民の神話におけるマヤの月の女神の姿。おそらくアウィリックスやメツトリ／テチズテカトルの由来）などがあります。[ 367 ]
時折、ヒンドゥー教のチャンドラ/ソーマ、ギリシャ神話のアルテミス（セレネと関連付けられる）、あるいはセレネの古代ローマにおける対応神であるルナなど、月の神々が空を戦車で駆け抜ける姿で描かれることもある。中世の世界的時代を通して、月は恋愛詩、予言、医学的思考など、幅広いテーマにおいて重要な文化的役割を担ってきた。 [ 374 ]
色と物質の面では、西洋錬金術では月は銀と関連付けられ、金は太陽と関連付けられています。[ 375 ]
イスラム教における いわゆる月の分裂（アラビア語：انشقاق القمر）という奇跡を通して、月との関連はムハンマドにも当てはまる。[ 376 ]
現代における月の認識は、望遠鏡を用いた現代天文学によって形成されてきた。これらの新たな知見は、文化的な言及を促し、月に関するロマンチックな考察[ 378 ]や、月を扱ったSFなどの思弁小説[ 377 ] [ 379 ]を結びつけた。
その後、宇宙飛行は宇宙時代を到来させ、特に最初の月面着陸によって、地球を遠くから捉えた画像を通して表現され、畏敬の念と認識、すなわちオーバービュー効果と呼ばれるものへと集約され、月面到達による喜びへと繋がる、歴史的な成果と世界社会への模範を生み出した。
これに伴い、人類の天体に対する文化的、法的関係、特に宇宙開発競争における帝国主義の対象として、また月資源の商業化を通じた植民地主義の対象としての天体に対する、公的な批判的考察が行われた。[ 318 ] 1970年の詩「月面の白人」は、こうした批判的考察を表現したことで有名になった。[ 381 ]他の考察では、月の性質に言及し、[ 351 ]月の保全や持続可能性といった問題を提起し、[ 320 ]月を共有物として理解している。[ 382 ] [ 345 ] [ 353 ]
2021年、7月20日は国際月面着陸の日となり、有人月面着陸が初めて行われた日となった。[ 383 ]
月の影響とは、およそ29.5日の月の周期の特定の段階と、地球上の人間の行動や生理的変化との間に相関関係があるとされるものです。月の周期は人間の文化に大きな影響を与えますが、これらの周期と人間の生物学を結びつける確固たる証拠はありません。[ 384 ]
月は古くから狂気や非合理性と関連付けられてきました。lunacyやlunaticという言葉は、月のラテン語名Lunaに由来しています。哲学者アリストテレスとプリニウスは、感受性の高い人は満月によって狂気を誘発されると主張し、大部分が水でできている脳は月とその潮汐に対する力の影響を受けるに違いないと考えていましたが、月の重力は弱すぎて、個々の人に影響を与えることはありません。[ 385 ] 現代社会では、満月の時期に精神病院への入院、交通事故、殺人、自殺が増加するのは月の影響によるものだと主張されてきましたが、[ 385 ]これらの主張は少なくとも 37 の研究によって否定されています。[ 386 ]
月面で平均線量当量1369 μSv/日を測定しました
月のヒル球の半径は6万キロメートルで、地球との距離の約6分の1です。
329 回の最適な通過を使用して、30 km と 40 km の高度で月地殻磁場の全球マップが構築されます。
月の磁場の歴史は、長年にわたる論争の的となっている。
これらのデータは、月には長寿命の核ダイナモが存在しなかったことを示している。
これまで提案された単一のダイナモ機構では、35億6000万年前以前の期間に推定される強い磁場を説明できると同時に、約25億年後以降もダイナモが弱体化した状態で持続することを説明することはできません。したがって、我々の結果は、ダイナモは月の初期と後期の歴史において、少なくとも2つの異なる機構によって駆動されていたことを示唆しています。
少なくとも 45 億年前から 35 6 億年前まで、地球の表面と同程度の強度のダイナモ磁場が月に存在していた可能性が高いことが、現在では明らかになっている。
しかし、アポロ試料の古地磁気測定によると、月は42億5000万年前から35億6000万年前（Ga）にかけて、数十マイクロテスラ（現在の地球の磁場強度に匹敵）の表面磁場強度を持つコアダイナモを生成していたことが示されている（2-7）。この高磁場期の後、磁場は32億年前までに少なくとも1桁減少し（8）、少なくとも25億年前まで弱まった状態（約5μT）で続いた（9）。
熱対流または組成対流によって駆動される従来のダイナモのモデルでは、月のダイナモの存在と明らかに長い持続期間を再現することが困難でした。
{{citation}}: CS1 maint: postscript (link)... may cause the moon to have a blue tinge since the red light has been scattered out.
One comprises what we have called "Saros Cycle Texts", which give the months of eclipse possibilities arranged in consistent cycles of 223 months (or 18 years).
{{cite book}}: ISBN / Date incompatibility (help){{cite press release}}: CS1 maint: url-status (link)