Hành Tinh Ánh Sáng

Mặt Trăng, còn được gọi là Trăng, Nguyệt, Cung Hằng, Cung Trăng (tiếng Anh: Moon, chữ Hán: 月), là vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất. Mặc dù chỉ sáng hơn Mặt Trời vào ban ngày, Mặt Trăng đã được biết đến từ rất lâu. Với đường kính khoảng 27% của Trái Đất và khối lượng khoảng 1,23% của Trái Đất, Mặt Trăng có bề mặt chứa nhiều khoáng silicat và không có khí quyển, thủy quyển, hay từ quyển đáng kể.

Giả thuyết phổ biến nhất về sự hình thành của Mặt Trăng là nó được tạo ra cách đây hơn 4,5 tỷ năm, ngay sau khi Trái Đất hình thành, từ các mảnh vụn văng ra sau một cú va chạm với một thiên thể lớn gọi là Theia, có kích thước bằng Sao Hỏa.

Mặt Trăng có quỹ đạo đồng bộ với Trái Đất, nghĩa là thời gian Mặt Trăng quay một vòng quanh Trái Đất bằng với thời gian nó tự quay một vòng quanh trục của nó, khoảng 27,3 ngày. Vì vậy, nó luôn quay về phía Trái Đất một mặt. Hiện tượng bình động cho phép chúng ta quan sát nhiều hơn một nửa bề mặt Mặt Trăng (59%) từ Trái Đất. Các pha của Mặt Trăng, từ trăng tròn đến trăng mới, lặp lại theo chu kỳ 29,5 ngày, hình thành lịch Mặt Trăng (âm lịch). Đường kính góc của Mặt Trăng trên bầu trời tương đương với Mặt Trời, khoảng hơn nửa độ, cho phép Mặt Trăng che phủ hoàn toàn Mặt Trời trong nhật thực toàn phần. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng tạo ra hiện tượng thủy triều trên đại dương của Trái Đất, ảnh hưởng đến vỏ và lõi của hành tinh và làm ngày dài hơn một chút. Khoảng cách trung bình từ Mặt Trăng đến Trái Đất là khoảng 384.000 km, tương đương với 1,28 giây ánh sáng, hay khoảng 30 lần đường kính Trái Đất. Trong tương lai, khoảng cách này sẽ tăng dần do hiệu ứng thủy triều, làm cho Mặt Trăng trông nhỏ hơn.

Trong Hệ Mặt Trời, Mặt Trăng đứng ở vị trí thứ năm về kích thước trong số các vệ tinh tự nhiên. Nó có tỷ lệ kích thước so với hành tinh chủ yếu cao nhất trong Hệ Mặt Trời. Bề mặt Mặt Trăng đặc trưng với các vùng biển Mặt Trăng, là những khu vực tối màu được hình thành từ hoạt động núi lửa cổ xưa, chủ yếu nằm ở mặt gần. Những vùng này được bao quanh bởi các khu vực sáng màu có nhiều hố va chạm. Các hố va chạm trên Mặt Trăng được bảo tồn tốt và cung cấp nhiều thông tin quý giá về lịch sử của Hệ Mặt Trời. Trọng lực tại bề mặt Mặt Trăng chỉ bằng khoảng 1/6 so với Trái Đất. Nhiệt độ trên Mặt Trăng dao động mạnh mẽ tùy thuộc vào ánh sáng Mặt Trời, với mức trung bình từ khoảng -180°C vào ban đêm đến hơn 100°C vào ban ngày tại xích đạo. Nước đá tồn tại hàng trăm tỷ tấn ở đáy các hố va chạm gần cực, nơi không bao giờ nhận được ánh sáng mặt trời.

Chương trình Luna của Liên Xô đã thực hiện bước đột phá khi đưa vật thể nhân tạo đầu tiên lên Mặt Trăng với tàu không người lái Luna 2 vào tháng 9 năm 1959, hướng đến việc đâm vào bề mặt. Đến năm 1966, tàu Luna 9 đã hạ cánh thành công trên Mặt Trăng. Chương trình Apollo của Hoa Kỳ đã tiếp tục khám phá Mặt Trăng, với Apollo 8 vào năm 1968 thực hiện chuyến bay quanh Mặt Trăng lần đầu tiên, và Apollo 11 vào tháng 7 năm 1969 cùng với 5 chuyến bay sau đó đã hạ cánh trên Mặt Trăng với sự có mặt của con người và thiết bị. Những chuyến thám hiểm này đã mang về Trái Đất các mẫu đá Mặt Trăng để nghiên cứu và làm sáng tỏ nguồn gốc của nó. Từ sau chuyến bay Apollo 17 năm 1972 đến nay, chỉ có các tàu không người lái tiếp tục thăm dò Mặt Trăng.

Sự hiện diện của Mặt Trăng trên bầu trời, với các pha tuần hoàn của nó, đã để lại dấu ấn sâu đậm trong xã hội và văn hóa nhân loại. Ảnh hưởng của Mặt Trăng được thể hiện rõ ràng trong ngôn ngữ, hệ thống âm lịch, nghệ thuật, và các thần thoại.

Nguyên nhân hình thành

Trước hội nghị năm 1984, có ba giả thuyết 'truyền thống' được ủng hộ, và một số nhà khoa học bắt đầu nghiêm túc cân nhắc lý thuyết va chạm lớn. Nhiều người khác không có quan điểm rõ ràng và cho rằng cuộc tranh luận sẽ không bao giờ ngã ngũ. Sau hội nghị, chỉ còn hai quan điểm chính: lý thuyết va chạm lớn và phe bất khả tri.

Mặt Trăng được hình thành cách đây khoảng hơn 4,5 tỷ năm. Các nghiên cứu về hafni và wolfram trong vỏ Mặt Trăng cho thấy nó ra đời khoảng 50 triệu năm sau sự hình thành của Hệ Mặt Trời.

Có ba giả thuyết chính về nguồn gốc hình thành Mặt Trăng. Thứ nhất, vật chất từ Trái Đất bị văng ra trong giai đoạn hình thành do lực ly tâm và sau đó tụ lại thành Mặt Trăng. Tuy nhiên, điều này yêu cầu Trái Đất phải quay nhanh hơn mức khả thi. Thứ hai, Mặt Trăng có thể đã bị Trái Đất thu hút từ một nơi khác, nhưng điều này giả định khí quyển Trái Đất đã hấp thụ năng lượng động học của Mặt Trăng khi nó tiếp cận – điều này rất khó xảy ra. Thứ ba, Mặt Trăng có thể đã hình thành cùng lúc với Trái Đất từ một đĩa bồi tụ trong giai đoạn hình thành Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, phương án này không giải thích được sự khác biệt về tính chất giữa Mặt Trăng và Trái Đất, chẳng hạn như việc Mặt Trăng chứa ít kim loại hơn. Hai giả thuyết đầu tiên và thứ ba cũng không giải thích được mômen động lượng của hệ Trái Đất – Mặt Trăng.

Để giải thích đầy đủ các bằng chứng thực nghiệm, một giả thuyết mới đã được đưa ra, gọi là giả thuyết va chạm lớn. Giả thuyết này cho rằng hệ Trái Đất – Mặt Trăng hình thành sau một vụ va chạm lệch tâm với một thiên thể cỡ Sao Hỏa tên là Theia, với thiên thể tiền Trái Đất. Vụ va chạm đã làm văng nhiều vật chất ra ngoài không gian, một phần bay xa khỏi Trái Đất, phần còn lại tạo thành một đĩa bồi tụ xung quanh Trái Đất và từ đó hình thành Mặt Trăng. Trong hội nghị về nguồn gốc Mặt Trăng năm 1984 tại Kona, Hawaii, giả thuyết va chạm lớn đã được đa số các nhà khoa học chấp nhận là hợp lý.

Các vụ va chạm lớn được cho là đã xảy ra trong giai đoạn hình thành của Hệ Mặt Trời. Các mô phỏng máy tính về các vụ va chạm lớn cho thấy kết quả phù hợp với khối lượng thực tế của lõi Mặt Trăng và mômen động lượng của hệ Trái Đất – Mặt Trăng. Vụ va chạm đã giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, đủ để làm nóng chảy lớp vỏ Trái Đất và tạo thành đại dương magma. Mặt Trăng mới hình thành cũng có đại dương magma của riêng nó. Theo giả thuyết va chạm lớn, phần lớn Mặt Trăng được hình thành từ lớp vỏ của Trái Đất và Theia, phù hợp với thành phần ít kim loại và nhiều silicat của nó. Các nguyên tố dễ bay hơi đã được giải phóng bởi nhiệt độ cao trong giai đoạn đầu của vụ va chạm, giải thích sự thiếu hụt vật chất dễ bay hơi trên Mặt Trăng. Nếu Mặt Trăng chứa nhiều thành phần của vỏ Trái Đất, điều này có thể giải thích sự tương đồng hóa học giữa Mặt Trăng và vỏ Trái Đất, chẳng hạn như nồng độ đồng vị oxy.

Mặc dù giả thuyết va chạm lớn giải thích nhiều kết quả quan sát, vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được làm sáng tỏ, đặc biệt liên quan đến thành phần của Mặt Trăng. Năm 2001, nhóm nghiên cứu tại Viện Carnegie, Washington đã công bố kết quả đo đồng vị oxy trong đá Mặt Trăng với độ chính xác cao, cho thấy sự tương đồng với đá trên Trái Đất. Các nghiên cứu tiếp theo cũng chỉ ra tỷ lệ đồng vị wolfram và titan trên vỏ Mặt Trăng giống hệt với Trái Đất. Đá Mặt Trăng từ chương trình Apollo có đặc trưng đồng vị tương tự đá trên Trái Đất và khác hẳn với các thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, các mô phỏng vụ va chạm lớn cho thấy hơn 40% đến phần lớn Mặt Trăng được hình thành từ vật liệu của Theia, không phải từ thiên thể tiền Trái Đất. Để giải thích sự tương đồng hóa học giữa Mặt Trăng và vỏ Trái Đất, nhiều giả thuyết khác đã được đưa ra, bao gồm việc xem xét lại giả thuyết va chạm lớn. Một số nghiên cứu gợi ý rằng Theia có thể có hóa học tương đồng với thiên thể tiền Trái Đất, với xác suất lên đến 20%, mặc dù ước lượng trước đó chỉ là dưới 2%. Các giả thuyết khác cho rằng cả vỏ Trái Đất và Mặt Trăng đều được tạo ra từ cùng một vật liệu được hòa trộn sau vụ va chạm lớn, mặc dù điều này vẫn còn gây tranh cãi. Dù thế nào, sự tương đồng hóa học chứng tỏ rằng Mặt Trăng không được hình thành xa Trái Đất và độc lập với nó.

Giả thuyết va chạm lớn vẫn đang được cập nhật để giải thích những quan sát ngày càng chính xác về Mặt Trăng. Một ý tưởng là vật liệu văng ra từ vụ va chạm lớn đã hình thành hai vệ tinh nhỏ của Trái Đất, sau đó chúng đã hợp nhất thành Mặt Trăng trong một va chạm ở tốc độ thấp. Ý tưởng này giải thích được sự khác biệt về độ dày của vỏ Mặt Trăng ở mặt xa và mặt gần.

Các đặc tính vật lý

Mặt Trăng có hình dạng gần ellipsoid do ảnh hưởng của lực thủy triều, với trục lớn lệch khoảng 30° so với đường nối đến Trái Đất. Trục lớn của ellipsoid cũng lệch khoảng 30° so với trục lớn của trường trọng lực Mặt Trăng, vì trục lớn của trường trọng lực gần như trùng với đường nối đến Trái Đất. Hình dạng của Mặt Trăng hiện tại hơi bị biến dạng hơn so với tác động của lực thủy triều hiện tại. Hóa thạch hình dạng này cho thấy lịch sử của Mặt Trăng. Mặt Trăng đã nguội và đông cứng khi lực thủy triều còn mạnh, khi đó nó cách Trái Đất chỉ khoảng một nửa khoảng cách hiện nay. Hiện tại, Mặt Trăng đã quá lạnh và cứng để điều chỉnh hình dạng theo lực thủy triều yếu hơn ở quỹ đạo hiện tại.

Với mật độ trung bình khoảng 3,3 g/cm³, chỉ bằng 1/5 so với Trái Đất, Mặt Trăng chủ yếu cấu thành từ đất đá silicat và thiếu hụt kim loại như sắt so với Trái Đất. Trong số các vệ tinh lớn của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, Mặt Trăng đứng thứ hai về mật độ chỉ sau Io.

Cấu trúc bên trong

Cấu trúc bên trong của Mặt Trăng được chia thành ba lớp chính: lớp vỏ, lớp phủ và lõi, mỗi lớp có đặc điểm hóa địa chất riêng biệt.

Lõi Mặt Trăng có ít nhất một phần là nóng chảy, với độ dẫn điện cao và mật độ lớn hơn lớp phủ. Thành phần hóa học của lõi Mặt Trăng vẫn chưa được xác định rõ ràng. Một số giả thuyết cho rằng lõi bao gồm hợp kim sắt-sắt sulfide-carbon nóng chảy với bán kính dưới 375 km. Một số giả thuyết khác đề xuất rằng lõi lớn hơn một chút, bao gồm silicat nóng chảy pha lẫn sắt và titan. Lõi này có thể có phần lõi trong rắn chiếm khoảng 40% thể tích, và phần lõi ngoài nóng chảy chiếm khoảng 60% thể tích.

Lõi của Mặt Trăng được bao bọc bởi phần trong của lớp phủ, có bán kính từ khoảng 480 km đến 587 km, trong đó một số phần vẫn ở trạng thái nóng chảy. Lớp phủ trên cùng được hình thành từ quá trình kết tinh của một đại dương magma tồn tại ngay sau khi Mặt Trăng hình thành khoảng 4,5 tỷ năm trước. Kết tinh từ đại dương magma đã tạo ra lớp phủ ultramafic dày đặc, chứa nhiều olivin và pyroxen, nằm dưới lớp vỏ plagiocla nhẹ hơn, bao phủ toàn bộ bề mặt Mặt Trăng. Các phần dung nham cuối cùng đã hóa rắn giữa lớp vỏ và lớp phủ, chứa nhiều thành phần tỏa nhiệt và có sự khác biệt về hóa địa chất. Các mẫu đá thu thập từ biển Mặt Trăng, vốn là dung nham hóa rắn từ lớp phủ nóng chảy, xác nhận sự tồn tại của lớp phủ ultramafic.

Quá trình hình thành này đã dẫn đến việc tạo ra lớp vỏ anorthosit, điều này phù hợp với các đo đạc tại chỗ và từ xa. Sau khi ba phần tư đại dương dung nham đã kết tinh, các khoáng chất plagiocla nhẹ hơn bắt đầu hình thành và nổi lên trên, tạo thành lớp vỏ dày khoảng 50 km. Các mẫu đá trên vỏ Mặt Trăng có tuổi từ 3,3 đến 4,4 tỷ năm, cổ hơn hầu hết các đá trên Trái Đất, và phù hợp với mô hình kết tinh từ đại dương dung nham.

Bề mặt

Địa hình của Mặt Trăng đã được đo bằng laser và xử lý bằng ảnh stereo. Một đặc điểm nổi bật là bồn địa Nam cực - Aitken nằm ở phía nam mặt xa của Mặt Trăng, là hố va chạm lớn nhất trong Hệ Mặt Trời với đường kính 2500 km. Bồn địa này chứa điểm sâu nhất trên Mặt Trăng, với độ sâu khoảng 13 km so với vùng xung quanh. Điểm cao nhất trên Mặt Trăng nằm ngay phía đông bắc bồn địa, có thể được nâng lên do vụ va chạm nghiêng tạo ra bồn địa Nam cực - Aitken. Các bồn địa khác, hình thành từ các vụ va chạm lớn trong giai đoạn đầu của Mặt Trăng, bao gồm biển Mưa, Trong Sáng, Khủng Hoảng ở mặt gần và Đông Phương ở ranh giới giữa hai mặt, đều có phần trung tâm sâu và phần rìa cao. Mặt xa của Mặt Trăng cao hơn mặt gần trung bình khoảng 1,9 km.

Liên đoàn Thiên văn Quốc tế đề xuất rằng kinh tuyến gốc trong hệ tọa độ địa lý của Mặt Trăng nên đi qua điểm trung tâm trung bình của mặt gần Mặt Trăng. Trong hệ tọa độ này, hố va chạm nhỏ Mösting A có tọa độ 3,18° Nam, 5,16° Tây, cùng với một số đặc điểm địa hình khác, được sử dụng làm cơ sở để vẽ bản đồ.

Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng vào năm 2010 đã phát hiện ra các vách đứt gãy nhô lên trên bề mặt Mặt Trăng, gợi ý rằng Mặt Trăng có thể đã co lại trong thời kỳ địa chất gần đây. Hiện tượng co ngót tương tự cũng đã được ghi nhận trên Sao Thủy. Một nghiên cứu dựa trên 12.000 bức ảnh chụp từ tàu quỹ đạo cho thấy biển Lạnh gần cực bắc, vốn được cho là đã ngừng hoạt động địa chất như các biển khác của Mặt Trăng, hiện đang bị nứt và dịch chuyển. Do Mặt Trăng không có các mảng kiến tạo, hoạt động địa chất chủ yếu diễn ra dưới dạng các vết nứt do sự co ngót của toàn Mặt Trăng khi nó nguội đi và một phần là do lực thủy triều.

Các khu vực tối màu và phẳng trên bề mặt Mặt Trăng, giống như các đồng bằng, không có đặc điểm địa hình nổi bật đủ để thấy bằng mắt thường từ Trái Đất, được gọi là các biển Mặt Trăng. Trước đây, người ta từng cho rằng những vùng này chứa nước. Hiện tại, lý thuyết được chấp nhận là các vùng này từng là những bồn địa chứa dung nham cổ, giờ đã nguội và hình thành nên bazan tối màu. Bazan trên Mặt Trăng có cấu tạo tương tự như lớp vỏ dưới đại dương Trái Đất hoặc dung nham phun trào từ núi lửa Trái Đất nhưng thiếu khoáng chất hơn. Dung nham đã trào ra bề mặt và lấp đầy các hố va chạm lớn trong giai đoạn đầu của lịch sử Mặt Trăng. Các biển chiếm 17% diện tích Mặt Trăng, chủ yếu ở mặt gần, trong khi các biển ở mặt xa chỉ chiếm khoảng 1% bề mặt.

Một số biển trên mặt gần có các vòm núi lửa, có thể hình thành từ magma có độ nhớt cao hơn. Theo bản đồ địa chất Mặt Trăng do vệ tinh Lunar Prospector đo, mặt gần Mặt Trăng có nồng độ cao hơn các nguyên tố hóa học sinh nhiệt dưới lớp vỏ, gợi ý rằng khu vực dưới lớp vỏ đã từng nóng hơn và dễ phun trào dung nham hơn, giải thích cho việc mặt gần có nhiều biển hơn. Hầu hết bazan tạo nên các biển nhỏ nằm xen kẽ với các vùng cao được phun trào trong kỷ Mưa, cách đây 3,2–3,8 tỷ năm, còn hoạt động phun trào tại biển Mưa và Đại dương Bão kéo dài từ 4,2 đến khoảng 1 tỷ năm trước. Theo nghiên cứu định tuổi từ hố va chạm ở vùng Đại dương Bão, dung nham cuối cùng trào lên bề mặt cách đây 1,2 tỷ năm. Năm 2006, nghiên cứu phát hiện hố va chạm Ina trong biển Hồ Hạnh Phúc có các đặc điểm trẻ, chỉ khoảng 10 triệu năm tuổi. Các trận động đất và hiện tượng thoát khí cho thấy một số hoạt động địa chất vẫn tiếp tục trên Mặt Trăng. Năm 2014, một nghiên cứu dựa trên ảnh chụp của Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng phát hiện những vùng có tuổi dưới 100 triệu năm. Có khả năng lớp phủ của Mặt Trăng, ít nhất là ở mặt gần, đã nóng hơn trước đây, với nhiều nguyên tố phóng xạ sinh nhiệt dưới lớp vỏ. Ở bồn địa Đông Phương, hoạt động núi lửa kéo dài chứng tỏ lớp phủ dưới vùng này từng nóng và/hoặc chứa nhiều nguyên tố sinh nhiệt.

Các khu vực sáng màu trên Mặt Trăng được gọi là vùng cao vì chúng có độ cao lớn hơn so với các biển Mặt Trăng. Vùng cao chủ yếu là plagiocla, hình thành từ đại dương dung nham cổ của Mặt Trăng, do nhẹ hơn nên đã nổi lên từ rất sớm, cách đây khoảng 4,4 tỷ năm. Vì hình thành sớm nên vùng cao phải chịu sự bắn phá từ các mảnh vụn vũ trụ trong thời gian dài, dẫn đến mật độ hố va chạm rất cao. Khác với Trái Đất, không có ngọn núi lớn nào trên Mặt Trăng được hình thành bởi sự dịch chuyển của các mảng kiến tạo. Tổng diện tích vùng cao chiếm tới 83% bề mặt Mặt Trăng.

Sự phân bố của các biển ở mặt gần và các núi ở mặt xa có thể được giải thích bằng một vụ va chạm ở tốc độ thấp giữa Mặt Trăng và một vệ tinh tự nhiên khác của Trái Đất, xảy ra vài chục triệu năm sau khi hệ Trái Đất và Mặt Trăng hình thành.

Khi các tiểu hành tinh và sao chổi va chạm với bề mặt Mặt Trăng, các hố va chạm hình thành và làm thay đổi bề mặt. Ước tính có khoảng 300.000 hố có đường kính lớn hơn 1 km chỉ riêng trên mặt gần của Mặt Trăng. Niên đại địa chất của Mặt Trăng được dựa vào các sự kiện va chạm nổi bật như ở bồn địa Mật Hoa, Mưa, Đông Phương và các hố va chạm Copernicus và Eratosthenes. Các cấu trúc này để lại dấu vết địa tầng qua hình ảnh, ví dụ như mảnh vụn từ hố Eratosthenes nằm trên nền biển xung quanh, và vật liệu bắn ra từ Copernicus chồng lên Eratosthenes. Vì không có khí quyển và quá trình địa chất gần đây, đa số hố vẫn giữ nguyên trạng từ khi hình thành. Việc định tuổi chính xác các cấu trúc địa chất còn ít, nên các khu vực còn lại được so sánh tuổi bằng phương pháp khác như đếm số hố va chạm. Đếm số hố trên mỗi đơn vị diện tích và so sánh giữa các khu vực có thể giúp xác định tuổi của chúng.

Các hố va chạm trên Mặt Trăng đều có hình tròn do tốc độ cao của mảnh vụn vũ trụ khi va chạm tạo ra hiệu ứng giống như vụ nổ, tác động đều ra mọi hướng. Khi mảnh va chạm lao xuống bề mặt, nó thâm nhập sâu khoảng 2 đến 3 lần đường kính của mảnh va chạm, tạo sóng xung kích và nhiệt, làm nứt lớp đá nền bên dưới và bốc hơi lớp silicat bề mặt. Lớp đất bị bốc hơi giãn nở nhanh chóng, tạo ra vụ nổ tương tự như bom hạt nhân, khoét một hố có đường kính khoảng 10 đến 15 lần đường kính của mảnh va chạm và đẩy vật liệu ra xung quanh, tạo nên vành tròn cao. Sóng xung kích trong lớp vỏ phản hồi lại, làm dâng đất đá trong hố, khiến đáy hố trở nên phẳng và đôi khi nhô lên ở giữa. Các vụ lở đất gần vành tạo nên cấu trúc dốc dạng bậc thang. Những mảnh vật liệu bị văng lên cao do vụ nổ sau đó rơi xuống tạo thành vùng có đường kính gấp đôi đường kính của hố va chạm. Các mảnh lớn và bay nhanh thường tạo thêm hố nhỏ khi rơi xa hố chính.

Bề mặt Mặt Trăng được phủ bởi lớp đất mặt gồm đá bị tán vụn từ các vụ va chạm. Sau mỗi sự kiện va chạm, các mảnh vụn lại vỡ thành những phần nhỏ hơn. Đất Mặt Trăng có thành phần gần nửa là silica, còn lại là các oxit kim loại khác. Lớp đất mặt trên các bề mặt cổ tại vùng cao thường dày hơn, trung bình khoảng 10-15 mét, trong khi các bề mặt trẻ ở biển có lớp đất mặt chỉ dày 4-5 mét. Dưới lớp đất mặt tán mịn là lớp các mảnh vỡ lớn và đá móng nứt gãy, dày từ vài đến vài chục kilomet. Lớp đất mặt thường được chia thành hai tầng: tầng trên nằm ngay bề mặt, dày vài đến vài chục xăngtimét và chứa các hạt đã được trộn đều; tầng dưới có các lớp khác nhau chưa được trộn lẫn, hình thành từ các sự kiện va chạm trong quá khứ.

Trong ba tỷ năm qua, tỷ lệ hình thành hố trên Mặt Trăng là một hố đường kính 1 km mỗi 200.000 năm, một hố đường kính 10 km mỗi vài triệu năm, và một đến hai hố đường kính 100 km mỗi tỷ năm. Tỷ lệ này cao hơn rất nhiều so với trước đây, đặc biệt là khoảng 4 tỷ năm trước. Tuổi của các đá nóng chảy do va chạm thu thập từ các hố trong chương trình Apollo chỉ ra một sự kiện quan trọng khoảng 3,9 tỷ năm trước, khi có sự gia tăng các tiểu hành tinh va chạm với các thiên thể trong Hệ Mặt Trời, mặc dù giả thuyết này vẫn còn gây tranh cãi.

So sánh các hình ảnh từ Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng cho thấy tốc độ hình thành hố hiện tại nhanh hơn nhiều so với các ước tính trước đây, đặc biệt là với các hố nhỏ có kích cỡ vài mét. Khi xảy ra va chạm, các mảnh vật liệu nóng chảy hoặc bốc hơi văng ra ở ngoại vi với góc nhỏ và tốc độ rất cao. Cơ chế này đã khuấy động lớp đất mặt trên cùng ở độ sâu hai xăngtimét trong khoảng thời gian 81.000 năm, nhanh gấp trăm lần so với các mô hình lý thuyết trước đây.

Các vụ va chạm lớn nhỏ trên Mặt Trăng đã gây xói mòn, khiến cho các ngọn núi trên bề mặt đều có bề mặt nhẵn và độ cao thấp, tương tự như những ngọn núi cổ nhất trên Trái Đất.

Các xoáy trên Mặt Trăng là những khu vực địa chất đặc biệt nằm rải rác khắp bề mặt vệ tinh này. Chúng nổi bật với sự phản chiếu cao, đặc điểm quang học của bề mặt mới hình thành gần đây, và thường có các đường tối uốn lượn giữa những vùng sáng. Mặc dù từ trường ở các xoáy đều mạnh, không phải tất cả các vùng bất thường từ trường đều có sự hiện diện của xoáy.

Trên bề mặt Mặt Trăng, nước lỏng không tồn tại. Dưới điều kiện hiện tại, nước sẽ bị phân hủy thành các hợp chất khác do bức xạ cực tím từ Mặt Trời. Ngay cả nước nằm trong đất đá cũng bị phân hủy bởi tia cực tím. Môi trường của Mặt Trăng không hỗ trợ sự sống do bức xạ Mặt Trời mạnh, gần như không có khí quyển, nhiệt độ cao vào ban ngày, và bức xạ ion hóa. Các tàu vũ trụ đã mang khoảng 4,57×10 tế bào vi sinh vật hoặc bào tử lên Mặt Trăng, nhưng hầu hết không thể sống lâu hơn một ngày Mặt Trăng (29,5 ngày Trái Đất). Tuy nhiên, vào năm 2019, ít nhất một hạt giống đã nảy mầm trong môi trường kiểm soát của tàu đổ bộ Thường Nga 4.

Từ những năm 1960, có giả thuyết rằng nước đá có thể tồn tại trong các hố va chạm lạnh ở hai cực Mặt Trăng, nơi luôn bị khuất trong bóng tối. Trục quay của Mặt Trăng đã ổn định trong hàng tỷ năm, và các hố này không nhận được ánh sáng Mặt Trời trong suốt thời gian đó. Chúng có thể chứa nước đá từ sao chổi, gió Mặt Trời, hoặc các lớp đá bên dưới. Các mô phỏng máy tính năm 2003 cho thấy khoảng 14.000 km² diện tích Mặt Trăng có thể nằm trong bóng tối vĩnh cửu. Các kế hoạch định cư trên Mặt Trăng sẽ phụ thuộc nhiều vào lượng nước có sẵn tại đây, vì việc vận chuyển nước từ Trái Đất không khả thi.

Các nghiên cứu gần đây đã xác nhận sự hiện diện của nước trên bề mặt Mặt Trăng. Vào năm 1998, phổ kế neutron trên tàu Lunar Prospector phát hiện dấu hiệu của hydro trong nước đá nằm dưới lớp đất mặt vài chục xăngtimét tại các hố tối vĩnh cửu gần cực. Thủy tinh núi lửa thu thập từ Mặt Trăng cũng chứa một lượng nhỏ nước. Nước tồn tại dưới dạng liên kết hóa học trong đá của Mặt Trăng. Vào năm 2008, phổ kế M3 trên tàu Chandrayaan-1 phát hiện nước ở cả những bề mặt được chiếu sáng bởi Mặt Trời. Năm 2009, LCROSS đã phóng một tên lửa hết nhiên liệu vào vùng tối vĩnh cửu trong hố va chạm Cabeus gần cực nam và phát hiện khoảng 155 kg nước trong luồng khói bụi từ vụ va chạm.

Năm 2011, một thí nghiệm đo được từ 615 đến 1410 ppm nước trong bao thể nóng chảy của mẫu đá chứa magma cổ trên Mặt Trăng, cho thấy một số phần bên trong Mặt Trăng có lượng nước tương đương với lớp phủ trên của Trái Đất. Phân tích dữ liệu phổ phản xạ từ máy đo M3 vào năm 2018 đã xác nhận sự hiện diện của nước đá trong vòng vĩ độ 20° ở cả hai cực. Dữ liệu chỉ ra ánh sáng phản xạ đặc trưng của nước đá, khác biệt rõ rệt so với ánh sáng từ hydroxyl, nước ở dạng khác, hoặc các bề mặt phản xạ khác. Nước đá chủ yếu tập trung ở cực Nam, tại các khu vực nằm trong bóng tối lâu dài. Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng đã xác nhận nhiệt độ rất thấp trong một số hố va chạm và chụp ảnh nhờ ánh sáng của sao. Tổng lượng nước ở các hố này ước tính lên đến hàng trăm tỷ tấn.

Cuối năm 2020, các nhà thiên văn phát hiện phân tử nước trên phần bề mặt được chiếu sáng của Mặt Trăng bằng thiết bị SOFIA. Những khe hở nhỏ khuất tối trong đất đá, ngay cả ở vùng đất được chiếu sáng với vĩ độ trên 80, có thể chiếm tới khoảng 10–20% diện tích tối vĩnh cửu chứa nước đá của Mặt Trăng.

Trường hấp dẫn

Trường hấp dẫn của Mặt Trăng đã được đo từ những năm 1960 nhờ vào sự ảnh hưởng lên quỹ đạo của các tàu không gian gần Mặt Trăng, với việc gia tốc của tàu được xác định qua dịch chuyển Doppler của sóng vô tuyến liên lạc giữa tàu và Trái Đất. Vào những năm 1998-1999, tàu Lunar Prospector đã vẽ bản đồ trọng trường của mặt gần. Đến năm 2013, cặp tàu quỹ đạo GRAIL đã hoàn tất bản đồ trường hấp dẫn toàn bộ bề mặt Mặt Trăng với độ chi tiết cao. Gia tốc trọng trường của Mặt Trăng có các điểm cực đại tại một số bồn địa va chạm khổng lồ, phần lớn do mật độ lớn của bazan biển lấp đầy những bồn địa này. Tuy nhiên, không phải tất cả các vùng cực đại đều nằm gần khu vực bazan biển.

Gia tốc trọng trường trung bình trên bề mặt Mặt Trăng là 1,63 m/s², tương đương khoảng 1/6 gia tốc trọng trường của Trái Đất. Một người trong bộ đồ phi hành gia Apollo 11, cùng hệ thống cung cấp dưỡng khí nặng tổng cộng 91,3 kg, sẽ cảm thấy như chỉ nặng khoảng 15 kg trên Mặt Trăng. Tốc độ cần thiết để thoát khỏi Mặt Trăng (tốc độ vũ trụ cấp 2) là 2,38 km/s, so với 11,2 km/s trên Trái Đất.

Từ trường

Mặt Trăng có một từ trường yếu với cường độ tổng thể dưới 0,2 nanotesla, chỉ là một phần nhỏ so với từ trường của Trái Đất. Hiện tại, Mặt Trăng không sở hữu một từ trường lưỡng cực toàn cầu mà chỉ còn lại lớp vỏ đã từ hóa, có thể do trước đây đã tồn tại một dynamo toàn cầu. Khoảng 4,25 đến 3,56 tỉ năm trước, từ trường của Mặt Trăng có thể mạnh gần bằng từ trường hiện tại của Trái Đất. Dynamo này duy trì hoạt động đến khoảng 1,92 đến 0,80 tỷ năm trước nhờ vào các dòng đối lưu trong lõi Mặt Trăng khi lõi này kết tinh. Theo lý thuyết, một số vùng từ hóa còn sót lại có thể là kết quả của từ trường thoáng qua từ các đám mây plasma mở rộng trong các vụ va chạm lớn. Những đám mây này xuất hiện sau các vụ va chạm lớn, khi Mặt Trăng vẫn còn một nền từ trường đáng kể. Giả thuyết này được củng cố bởi việc các vùng từ hóa mạnh nhất nằm gần các điểm đối chân của các bồn địa va chạm lớn.

Khí quyển

Khí quyển của Mặt Trăng rất thưa thớt, với các hạt khí gần như không va chạm với nhau, tương tự như tầng ngoài của khí quyển hành tinh. Tổng khối lượng khí quyển từ dưới 10 tấn đến khoảng 30 tấn. Các thiết bị trên tàu đổ bộ Apollo đo được mật độ hạt khí quyển khoảng 10 hạt/cm³ vào ban ngày và đêm, gần như là chân không so với khí quyển của Trái Đất (10 hạt/cm³). Khí quyển chủ yếu bao gồm các khí thoát ra từ đất đá và khí sinh ra từ hoạt động phún xạ do gió mặt trời và bụi vũ trụ tác động lên bề mặt Mặt Trăng. Các nguyên tố phát hiện bao gồm natri và kali từ phún xạ và giải hấp nhiệt (cũng tìm thấy trên khí quyển Sao Thủy và Io); helium-4 và neon chủ yếu từ gió mặt trời; argon-40, radon-222 và các đồng vị poloni từ phân rã phóng xạ trong lớp vỏ và lớp phủ. Tổng mật độ của các nguyên tố này vẫn còn thấp hơn nhiều so với mật độ khí quyển của Mặt Trăng, do đó các nhà khoa học tiếp tục tìm kiếm sự hiện diện của các phân tử và nguyên tử khác trong khí quyển, đặc biệt là những chất có thể xuất phát từ lớp đất mặt. Chandrayaan-1 đã phát hiện hơi nước với nồng độ thay đổi theo vĩ độ, cao nhất tại khoảng 60–70 độ nam. Hơi nước có thể đến từ sự thăng hoa của nước đá trên bề mặt. Những khí này có thể quay lại lớp đất mặt do trọng lực của Mặt Trăng hoặc bị biến mất vào không gian do áp suất bức xạ mặt trời hoặc bị thổi bay bởi từ trường gió mặt trời nếu bị ion hóa.

Mặt Trăng bao quanh bởi một đám mây bụi không đồng đều, được tạo ra từ các hạt bụi sao chổi. Mỗi giây, khoảng 0,1 đến 0,6 picôgam bụi sao chổi rơi vào mỗi mét vuông bề mặt tại vùng xích đạo của Mặt Trăng với tốc độ khoảng 20 km/s. Những hạt bụi này va vào bề mặt, khiến bụi bắn lên với tốc độ vài trăm mét mỗi giây, và phần lớn lại rơi trở lại bề mặt. Trung bình, lớp bụi lơ lửng trên bề mặt Mặt Trăng có tổng khối lượng khoảng 120 kg và dày hàng trăm km. Thí nghiệm Bụi Mặt Trăng (LDEX) của LADEE đã đo lượng bụi trong khoảng thời gian 6 tháng, từ gần bề mặt đến trên 200 km. Trung bình mỗi phút, một hạt bụi bán kính trên 0,3 micromet va đập vào đầu đo của LDEX. Số lượng hạt bụi tăng lên trong các dịp mưa sao băng Geminid, Quadrantid, Taurid và Omicron Centaurid, khi Trái Đất và Mặt Trăng đi qua các tàn tích sao chổi. Đám mây bụi xung quanh Mặt Trăng có mật độ không đồng đều, dày hơn ở khu vực hoàng hôn.

Các nhà du hành vũ trụ trong chương trình Apollo đã quan sát thấy những quầng sáng gần đường chân trời vào lúc bình minh, hiện tượng này cũng được ghi nhận bởi một số vệ tinh và tàu đổ bộ. Có thể đây là ánh sáng phản xạ từ lớp bụi trên cao hoặc từ natri và kali trong khí quyển.

Năm 2017, một nghiên cứu dựa trên mô hình phun trào dung nham theo thời gian chỉ ra rằng Mặt Trăng đã từng có một khí quyển khá dày trong khoảng thời gian 70 triệu năm, từ 3 đến 4 tỷ năm trước. Khí quyển này chứa các khí sinh ra từ các vụ phun trào núi lửa và có áp suất khoảng 1,5 lần so với khí quyển của Sao Hỏa hiện tại. Khí quyển cổ xưa này đã dần biến mất vào không gian chủ yếu do sự chuyển động nhiệt của các hạt khí với tốc độ vượt qua tốc độ vũ trụ cấp 2.

Chuyển động và mùa

Mặt Trăng tự quay quanh trục với hai chu kỳ khác nhau tùy thuộc vào điểm quan sát: so với các ngôi sao xa, chu kỳ quay của nó là 27,3 ngày Trái Đất (chu kỳ sao), trong khi so với Mặt Trời, chu kỳ này là 29,5 ngày Trái Đất (chu kỳ giao hội). Đối với người quan sát trên bề mặt Mặt Trăng, Mặt Trời mọc và lặn theo chu kỳ giao hội. Do Mặt Trăng quay quanh Trái Đất và bị khóa thủy triều, chu kỳ sao của chuyển động tự quay của Mặt Trăng khớp với chu kỳ quỹ đạo của nó quanh Trái Đất, và chu kỳ giao hội cũng trùng với chu kỳ giao hội quỹ đạo, còn gọi là 'tháng giao hội'. Chu kỳ giao hội quỹ đạo cũng đồng thời là chu kỳ pha Mặt Trăng khi nhìn từ Trái Đất, hay còn gọi là 'tuần trăng'.

Mặt Trăng có độ nghiêng trục quay chỉ 1,54°, thấp hơn nhiều so với 23,5° của Trái Đất. Vì vậy, sự thay đổi bức xạ Mặt Trời theo mùa trên Mặt Trăng ít hơn, ngoại trừ ở gần các cực, nơi ảnh hưởng của địa hình và mùa có thể tạo ra sự khác biệt.

Năm 2005, phân tích ảnh từ tàu vũ trụ Clementine cho thấy các khu vực núi non ở vành hố va chạm Peary tại cực bắc có thể được chiếu sáng toàn bộ ngày Mặt Trăng, tạo ra các đỉnh núi sáng vĩnh cửu. Các nghiên cứu sau đó, từ 2005 đến 2013, cho rằng vùng rìa Peary có thể bị che khuất vào mùa đông, nhưng xác nhận nhiều địa điểm ở vùng này và rìa hố va chạm khác gần cực có thể nhận sáng từ 80% đến hơn 90% trung bình năm, bao gồm rìa hố Shackleton gần cực nam. Tương tự, có nhiều khu vực luôn ở trong bóng tối ở đáy các hố va chạm gần cực, những 'hố tối vĩnh cửu' này rất lạnh.

Dù có thể tính toán được nhiệt độ trung bình bề mặt của Mặt Trăng, nhiệt độ thực tế tại từng địa điểm có thể dao động hàng chục độ K, tùy thuộc vào điều kiện địa hình, độ phản xạ ánh sáng, bức xạ hồng ngoại của bề mặt, và tính chất nhiệt của khu vực. Vì thiếu khí quyển và thủy quyển để điều hòa nhiệt, nhiệt độ bề mặt Mặt Trăng biến đổi mạnh trong ngày. Vào giữa trưa, đất đá màu sẫm có thể nóng lên trên 100°C; trong khi đó, vào ban đêm (kéo dài khoảng hai tuần, tương đương với thời gian ban ngày của Mặt Trăng), nhiệt độ đất giảm xuống khoảng -180°C. Các đỉnh núi sáng vĩnh cửu gần cực có nhiệt độ ổn định hơn, khoảng -50±10°C, được cho là nơi lý tưởng để định cư nhờ dễ dàng tiếp cận năng lượng Mặt Trời và nguồn nước đá trong các hố tối vĩnh cửu gần đó.

Hệ Trái Đất - Mặt Trăng

Quỹ đạo

Hệ Trái Đất và Mặt Trăng xoay quanh một điểm chung nằm dưới bề mặt Trái Đất khoảng 1.700 km (tương đương một phần tư bán kính Trái Đất), theo quỹ đạo gần hình elip với độ lệch tâm nhỏ. So với các ngôi sao xa, hệ này hoàn tất một vòng quỹ đạo (hay 'tháng vũ trụ') trong 27,3 ngày. Tuy nhiên, do điểm chung này cũng chuyển động quanh Mặt Trời, nên để Mặt Trăng trở lại cùng một pha cần khoảng 29,5 ngày, gọi là chu kỳ giao hội quỹ đạo (hay 'tháng giao hội'). Nhìn từ cực bắc, hệ Mặt Trăng-Trái Đất quay theo chiều ngược kim đồng hồ, trùng với chiều quay của hệ quanh Mặt Trời và chiều tự quay của Trái Đất, Mặt Trăng và hầu hết các hành tinh khác. Mặt phẳng quỹ đạo của hệ, hay mặt phẳng bạch đạo, không lệch nhiều so với mặt phẳng quỹ đạo quanh Mặt Trời, hay mặt phẳng hoàng đạo, và cũng tương tự như mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời. Ngược lại, khoảng một phần ba các vệ tinh tự nhiên khác trong Hệ Mặt Trời quay quanh các hành tinh của chúng theo quỹ đạo gần mặt phẳng xích đạo của hành tinh và thường lệch nhiều so với mặt phẳng hoàng đạo. Hầu hết các vệ tinh khác có quỹ đạo ngược chiều với hành tinh mà chúng quay quanh và nằm cách xa hành tinh.

Quỹ đạo của Mặt Trăng chịu ảnh hưởng từ Mặt Trời, Trái Đất, và một phần từ các hành tinh khác, gây ra sự biến động nhỏ nhưng liên tục trong tất cả các thông số quỹ đạo như độ nghiêng, độ lệch tâm, bán trục lớn, điểm nút, và củng điểm. Chẳng hạn, mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng tiến động theo chu kỳ 18,6 năm, ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh chuyển động của nó, được thể hiện qua các định luật Cassini. Thêm vào đó, độ lệch tâm quỹ đạo của Mặt Trăng thay đổi theo chu kỳ 206 ngày, làm cho các cận điểm và viễn điểm quỹ đạo cũng dao động theo chu kỳ này.

Tương quan kích thước

So với Trái Đất, Mặt Trăng là một vệ tinh tự nhiên lớn hiếm có: với đường kính khoảng một phần tư và khối lượng chỉ bằng 1/81 Trái Đất. Trong Hệ Mặt Trời, Mặt Trăng là vệ tinh lớn nhất so với kích thước hành tinh của nó, mặc dù Charon, vệ tinh của Pluto, có kích thước lớn hơn một nửa hành tinh lùn này. Mặt Trăng nắm giữ phần lớn mômen động lượng của hệ Trái Đất-Mặt Trăng, và buộc Trái Đất phải quay quanh khối tâm Trái Đất-Mặt Trăng với tốc độ bằng khoảng 1/81 tốc độ của Mặt Trăng, tương đương với khoảng 12,5 m/s. Chuyển động này kết hợp với chuyển động quay của Trái Đất quanh Mặt Trời với tốc độ lớn hơn nhiều, khoảng 30 km/s.

Thủy triều

Theo định luật vạn vật hấp dẫn, lực hút giữa hai vật thể giảm theo bình phương khoảng cách giữa chúng. Do đó, ở một hệ hai thiên thể gần nhau, phần bề mặt của thiên thể gần thiên thể kia hơn sẽ chịu lực hút mạnh hơn một chút so với phần xa hơn. Sự chênh lệch này tạo ra hiện tượng thủy triều. Trong hệ Trái Đất-Mặt Trăng, lực thủy triều làm biến dạng cả hai thiên thể, tạo ra nhiều hiệu ứng quan sát được.

Nếu Mặt Trăng từng quay quanh trục của nó với tốc độ khác so với hiện tại, lực thủy triều sẽ dần điều chỉnh tốc độ quay này cho đến khi chu kỳ tự quay của Mặt Trăng khớp với chu kỳ quỹ đạo quanh Trái Đất, khiến Mặt Trăng luôn giữ một mặt hướng về Trái Đất – hiện tượng này gọi là khóa đồng bộ (hay khóa thủy triều). Lực thủy triều từ Trái Đất làm biến dạng Mặt Trăng liên tục, gây ma sát nội bộ và tiêu hao năng lượng quay thành nhiệt. Qua hàng ngàn năm, động năng quay của Mặt Trăng chuyển hóa thành nhiệt năng, và Mặt Trăng không còn quay so với phương nối với Trái Đất, luôn giữ một mặt hướng về Trái Đất. Hiện tại, Mặt Trăng đang ở trạng thái khóa thủy triều cân bằng bền với khối tâm lệch khoảng 1,8 km về phía Trái Đất. Vào năm 2016, các nhà khoa học hành tinh sử dụng dữ liệu từ vệ tinh Lunar Prospector phát hiện hai vùng giàu hydro (có thể là các vùng nước đá) trên hai mặt đối diện của Mặt Trăng, có thể là hai cực của Mặt Trăng từ hàng tỉ năm trước, khi Mặt Trăng còn ở trạng thái khóa thủy triều cân bằng bền với phân bổ khối lượng khác so với hiện tại.

Mặt Trăng cũng tạo ra lực thủy triều trên Trái Đất, ảnh hưởng đến cả đại dương và lớp vỏ đá của hành tinh. Hiệu ứng rõ rệt nhất là đại dương lý tưởng, nếu không có lục địa, sẽ có hình dạng ellipsoid với hai 'bướu' nhô lên khoảng một mét, một bướu gần Mặt Trăng và bướu còn lại đối diện. Tuy nhiên, do Trái Đất quay trong trường lực thủy triều, đại dương không thể đạt hình dạng cân bằng hoàn hảo vì tốc độ sóng và các yếu tố khác. Lực thủy triều và chuyển động quay của Trái Đất tạo ra sóng thủy triều với bước sóng hàng nghìn km, với đỉnh sóng ứng với triều dâng và đáy sóng ứng với triều hạ. Thành phần sóng này gây ra bởi Mặt Trăng thay đổi theo chu kỳ 12,42 giờ, tương ứng với một nửa chu kỳ quay của một điểm trên bề mặt Trái Đất so với Mặt Trăng. Mặt Trời cũng gây ra hiện tượng thủy triều, nhưng lực thủy triều của Mặt Trời chỉ bằng khoảng một nửa so với Mặt Trăng. Sự kết hợp của lực thủy triều từ Mặt Trăng và Mặt Trời tạo ra sự thay đổi phạm vi thủy triều với chu kỳ tuần hoàn khoảng hai tuần. Phạm vi thủy triều tại từng nơi còn phụ thuộc vào địa hình biển, ma sát giữa đại dương và đáy biển, độ nhớt của biển, nhiễu loạn dòng chảy và điều kiện khí tượng.

Lực thủy triều tạo ra những 'bướu' nhỏ ở lõi và vỏ đất đá của Trái Đất, cao khoảng 20 cm. Không giống như trong đại dương, nơi lực thủy triều làm dịch chuyển các khối chất lỏng, lõi và vỏ đất đá của Trái Đất bị bóp méo một cách đàn hồi dưới tác động của thủy triều. Ma sát từ sự chuyển động của đại dương và ma sát nhỏ hơn từ phần lõi đất đá làm giảm dần năng lượng quay của Trái Đất, khiến mỗi ngày kéo dài thêm khoảng 0,002 giây sau mỗi thế kỷ. Một nghiên cứu năm 2016 cho rằng lực thủy triều có thể đã góp phần duy trì từ trường Trái Đất, nhờ vào việc chuyển hóa động năng và thế năng của hệ Trái Đất-Mặt Trăng-Mặt Trời thành nhiệt năng và động năng ở lõi Trái Đất, giúp ổn định nhiệt độ và khả năng tạo từ trường. Để bảo toàn mô men động lượng trong hệ Trái Đất-Mặt Trăng, mô men động lượng mất đi từ quay của Trái Đất được chuyển sang mô men động lượng của Mặt Trăng, làm quỹ đạo của Mặt Trăng dần nâng cao với tốc độ quỹ đạo giảm. Thí nghiệm chiếu laser lên các phản xạ từ chương trình Apollo cho thấy khoảng cách đến Mặt Trăng tăng 38 mm mỗi năm, tương đương với tốc độ mọc móng tay.

Nếu quá trình này tiếp tục, chu kỳ tự quay của Trái Đất sẽ dần dài ra đến khi khớp với chu kỳ quỹ đạo của hệ Trái Đất-Mặt Trăng, tạo ra tình trạng khóa thủy triều ở cả hai thiên thể. Khi đó, Mặt Trăng sẽ đứng yên tại một điểm trên đường kinh tuyến, như một vệ tinh địa tĩnh, tương tự như Pluto và Charon hiện nay. Tuy nhiên, trong tương lai, khi Mặt Trời trở thành sao đỏ khổng lồ, nó sẽ nuốt chửng hệ Trái Đất-Mặt Trăng trước khi hiện tượng khóa thủy triều ở cả hai thiên thể này xảy ra.

Hiện tại, Mặt Trăng vẫn bị ảnh hưởng nhẹ bởi lực thủy triều từ Trái Đất và Mặt Trời. Phạm vi thủy triều trên Mặt Trăng vào khoảng 10 cm và thay đổi theo chu kỳ 27 ngày, với hai thành phần chính: thành phần lớn từ Trái Đất và thành phần nhỏ hơn từ Mặt Trời. Thành phần từ Trái Đất là do sự lệch tâm của quỹ đạo Mặt Trăng. Nếu quỹ đạo Mặt Trăng hoàn toàn tròn, chỉ có lực thủy triều từ Mặt Trời. Thành phần từ Mặt Trời biến đổi theo nhiều chu kỳ khác nhau như 2 tuần, 1 tháng, 7 tháng, 1 năm, 6 năm và 18,6 năm. Ứng suất từ các lực thủy triều gây ra động đất sâu trong lòng Mặt Trăng, đo được nhờ địa chấn kế từ chương trình Apollo. Động đất Mặt Trăng ít xảy ra hơn và có cường độ yếu hơn so với Trái Đất, nhưng kéo dài hàng giờ vì không có thủy quyển hấp thụ. Ngoài động đất sâu theo chu kỳ 27 ngày, còn có động đất nông gần vỏ và động đất do va chạm thiên thạch xảy ra ngẫu nhiên.

Diện mạo từ Trái Đất

Nhờ hiện tượng khóa thủy triều, Mặt Trăng luôn giữ một mặt hướng về Trái Đất. Tuy nhiên, từ Trái Đất, chúng ta có thể quan sát khoảng 59% bề mặt của Mặt Trăng. Mặt gần Trái Đất gọi là mặt gần (hay 'mặt trước'), trong khi mặt còn lại là mặt xa (hay 'mặt khuất', 'mặt sau'). Mặt xa đôi khi bị gọi là 'mặt tối', nhưng thực tế nó cũng được chiếu sáng như mặt gần theo chu kỳ 29,5 ngày. Mặt gần có thể tối vào kỳ trăng tối (hoặc pha 'không trăng').

Mặt Trăng có suất phản chiếu khá thấp, tương tự như nhựa đường. Tuy nhiên, trong pha trăng tròn, nó trở thành vật thể sáng thứ hai trên bầu trời sau Mặt Trời, nhờ vào hiệu ứng xung đối làm tăng sự phản xạ ánh sáng tại góc hướng về Mặt Trời. Hiệu ứng này, đặc trưng bởi bề mặt đất xốp và gồ ghề, khiến cho Mặt Trăng trong pha bán nguyệt chỉ sáng bằng một phần mười so với khi trăng tròn, và ánh sáng ở rìa trăng tròn gần như đồng đều với phần trung tâm, không có hiện tượng rìa tối. Mắt người cảm nhận Mặt Trăng sáng hơn trên nền trời tối khi được chiếu sáng bởi Mặt Trời, nhờ vào cơ chế điều chỉnh màu sắc và độ sáng trong hệ thống thị giác. Mặt Trăng trông lớn hơn khi gần đường chân trời, nhưng đây là một ảo ảnh tâm lý đã được mô tả từ thế kỷ 7 trước công nguyên. Trăng tròn có đường kính góc trung bình khoảng hơn 31 phút cung và kích thước biểu kiến gần giống Mặt Trời.

Độ cao tối đa của Mặt Trăng trên bầu trời thay đổi theo pha và thời gian trong năm. Trăng tròn đạt độ cao cao nhất vào mùa đông ở cả hai bán cầu. Hướng của đường phân cách sáng tối ở pha không tròn phụ thuộc vào vĩ độ quan sát. Người ở bán cầu nam thấy Mặt Trăng bị lộn ngược so với người ở bán cầu bắc. Ở vùng nhiệt đới, người quan sát có thể thấy trăng lưỡi liềm giống như mặt cười. Tại các cực Bắc và Nam, Mặt Trăng có thể mọc và lặn liên tục trong gần hai tuần, rồi biến mất trong gần hai tuần, theo chu kỳ 27,3 ngày. Ở Bắc Cực vào mùa đông, khi Mặt Trời không xuất hiện trên đường chân trời, sinh vật phù du di chuyển theo chiều thẳng đứng với chu kỳ ánh sáng Mặt Trăng hàng ngày – 24,8 giờ – và chu kỳ pha Mặt Trăng hàng tháng – 29,5 ngày. Chu kỳ hằng ngày của ánh sáng Mặt Trăng dài hơn 24 giờ thông thường do Mặt Trăng quay cùng chiều với Trái Đất, khiến Mặt Trăng mọc muộn hơn khoảng 0,8 giờ mỗi ngày.

Khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất dao động từ khoảng 356.400 km ở cận điểm gần nhất đến 406.700 km ở viễn điểm xa nhất, chênh lệch 14%. Khi Mặt Trăng ở cận điểm gần nhất và cũng là pha trăng tròn, nó được gọi là siêu trăng; trong khi trăng tròn ở viễn điểm xa nhất gọi là vi trăng. Siêu trăng sáng hơn 30% so với vi trăng, nhờ vào đường kính góc lớn hơn 14% và diện tích sáng gấp 1,14 lần. Mắt người cảm nhận sự thay đổi độ sáng ít hơn so với mức thay đổi thực tế, theo các công thức như định luật Weber–Fechner hoặc định luật lũy thừa Stevens. Vì vậy, Mặt Trăng ở cận điểm sẽ trông sáng hơn so với cùng pha ở viễn điểm, nhưng sự khác biệt về độ sáng cảm nhận không đạt mức 30%.

Đã có nhiều báo cáo về sự biến đổi của các đặc điểm bề mặt Mặt Trăng theo thời gian. Nhiều tuyên bố như vậy thường bị coi là không chính xác và do sự khác biệt trong điều kiện ánh sáng, ảnh hưởng của khí quyển, hoặc những bản vẽ không chính xác. Dù vậy, hiện tượng thoát khí đôi khi xảy ra và có thể là nguyên nhân cho một số hiện tượng thoáng qua được ghi nhận. Một ví dụ được đưa ra vào năm 2006 cho thấy một vùng có đường kính khoảng 3 km ở cấu trúc Ina đã bị thay đổi do các sự kiện giải phóng khí trong vòng 10 triệu năm qua và có thể vẫn còn đang tiếp tục.

Tương tự như Mặt Trời, hình dáng của Mặt Trăng cũng có thể bị ảnh hưởng bởi khí quyển của Trái Đất. Một hiệu ứng quang học phổ biến là hào quang 22°, hình thành khi ánh sáng Mặt Trăng bị khúc xạ qua các tinh thể băng trong đám mây ti tầng cao, và quầng sáng nhỏ hơn khi Mặt Trăng được nhìn qua các lớp mây mỏng.

Thiên thực

Thiên thực xảy ra khi một phần của Trái Đất hoặc Mặt Trăng đi vào bóng râm của thiên thể còn lại, khi Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng đều nằm trên một đường thẳng, gọi là sóc vọng. Nhật thực xảy ra khi Mặt Trăng che khuất ánh sáng Mặt Trời đến một phần của Trái Đất, và thường xuất hiện vào những kỳ trăng tối khi Mặt Trăng ở giữa Mặt Trời và Trái Đất. Ngược lại, nguyệt thực xảy ra khi Trái Đất che ánh sáng Mặt Trời đến Mặt Trăng, và thường xảy ra vào những kỳ trăng tròn khi Trái Đất nằm giữa Mặt Trời và Mặt Trăng. Do quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất nghiêng khoảng 5°9' so với quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời, thiên thực không xảy ra mỗi lần có trăng tối hoặc trăng tròn. Để có thiên thực, Mặt Trăng cần nằm gần điểm giao cắt của hai mặt phẳng quỹ đạo. Chu kỳ lặp lại của nhật thực và nguyệt thực được gọi là saros, với chu kỳ khoảng 18 năm.

Kích thước biểu kiến của Mặt Trăng gần bằng kích thước biểu kiến của Mặt Trời, đều khoảng hơn nửa độ. Mặc dù Mặt Trời lớn hơn nhiều so với Mặt Trăng, nhưng vì Mặt Trời xa hơn Trái Đất nhiều nên kích thước biểu kiến của chúng tương tự nhau. Sự thay đổi kích thước biểu kiến của Mặt Trăng, do quỹ đạo không tròn, dẫn đến hai dạng nhật thực khác nhau: toàn phần (khi Mặt Trăng lớn hơn Mặt Trời) và vành khuyên (khi Mặt Trăng nhỏ hơn Mặt Trời).

Trong nhật thực toàn phần, vùng bóng tối nhất phía sau Mặt Trăng chỉ che phủ một khu vực nhỏ trên bề mặt Trái Đất. Những người trong khu vực bóng tối này sẽ thấy Mặt Trời bị che phủ hoàn toàn, và quầng sáng xung quanh Mặt Trời sẽ trở nên rõ ràng hơn. Một số hành tinh và các ngôi sao sáng nhất cũng có thể được nhìn thấy trong nhật thực toàn phần. Vùng bán dạ, rộng khoảng 3000 km quanh vùng bóng tối, nơi mà Mặt Trời bị che khuất một phần, cũng di chuyển về phía đông với tốc độ khoảng 1500 km/h. Vì vậy, nhật thực toàn phần chỉ kéo dài không quá 7 phút đối với một người quan sát đứng yên trên mặt đất. Trong khoảng một giờ trước và sau nhật thực toàn phần, người quan sát có thể thấy nhật thực một phần.

Khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất gia tăng rất từ từ theo thời gian, dẫn đến việc đường kính góc của Mặt Trăng giảm chậm. Đồng thời, do Mặt Trời đang tiến hóa thành một sao khổng lồ đỏ, kích thước và đường kính biểu kiến của Mặt Trời trên bầu trời cũng đang tăng chậm. Sự kết hợp của hai thay đổi này có nghĩa là, hàng tỷ năm trước, Mặt Trăng luôn che khuất hoàn toàn Mặt Trời trong nhật thực và không có nhật thực hình khuyên. Tương tự, hàng tỷ năm sau, Mặt Trăng sẽ không còn đủ lớn để che khuất hoàn toàn Mặt Trời và nhật thực toàn phần sẽ không còn xảy ra nữa.

Khác với nhật thực, nguyệt thực cho phép chóp bóng tối của Trái Đất che phủ lên tới 4 lần kích thước của Mặt Trăng. Khi Mặt Trăng không hoàn toàn nằm trong bóng tối của Trái Đất, ta có thể quan sát nguyệt thực một phần. Bởi vì bóng tối của Trái Đất lớn hơn nhiều so với Mặt Trăng, nguyệt thực toàn phần thường kéo dài lâu hơn nhật thực toàn phần. Khoảng 20 phút trước khi Mặt Trăng hoàn toàn vào bóng tối của Trái Đất, ánh sáng của Mặt Trăng bị mờ dần vì bị che khuất bởi Trái Đất. Khi Mặt Trăng bắt đầu vào bóng tối của Trái Đất, bóng tối của Trái Đất dần hiện rõ trên bề mặt Mặt Trăng. Khi Mặt Trăng hoàn toàn trong bóng tối, nó vẫn có thể được thấy với ánh sáng đỏ yếu từ ánh sáng Mặt Trời lọt qua khí quyển Trái Đất. Nguyệt thực toàn phần có thể kéo dài đến 1 giờ 40 phút, trong khi nguyệt thực một phần trước và sau đó có thể kéo dài khoảng 1 giờ. Nguyệt thực toàn phần có thể được quan sát từ bất kỳ nơi nào trên nửa cầu Trái Đất đang đối diện với Mặt Trăng, trái ngược với nhật thực toàn phần chỉ có thể thấy ở những khu vực cụ thể.

Mặt Trăng thường xuyên che khuất một vùng rộng lớn trên bầu trời có đường kính khoảng nửa độ, dẫn đến hiện tượng che khuất khi các hành tinh hoặc sao sáng đi qua sau Mặt Trăng và bị che khuất. Theo khái niệm này, nhật thực là một dạng che khuất của Mặt Trời, mặc dù trong định nghĩa, che khuất là một trường hợp đặc biệt của thiên thực khi thiên thể bị che có kích thước biểu kiến nhỏ hơn nhiều. Các khu vực khác nhau trên Trái Đất có thể quan sát sự che khuất của các sao vào các thời điểm khác nhau và theo các cách khác nhau, tương tự như nhật thực. Hiện tượng che khuất từng được dùng để xác định vị trí của Mặt Trăng và tọa độ địa lý của người quan sát. Che khuất bởi Mặt Trăng cũng được sử dụng để phát hiện các cặp sao đôi với khoảng cách biểu kiến tới 0,02 giây cung và có đề xuất dùng để chụp ảnh tia X cứng của các nguồn thiên văn.

Khám phá

Trước thời kỳ du hành vũ trụ

Một trong những hình khắc cổ xưa về Mặt Trăng có thể là các bản khắc trên đá từ khoảng 5000 năm trước tại di sản văn hóa thế giới Knowth ở Ireland.

Việc nghiên cứu các chu kỳ liên quan đến Mặt Trăng đã là một phần quan trọng trong thiên văn học từ xa xưa. Vào thế kỷ 5 trước Công nguyên, các nhà thiên văn Babylon đã ghi chép chu kỳ saros khoảng 18 năm của nguyệt thực và nhật thực, trong khi các nhà thiên văn Ấn Độ đã mô tả cự giác hàng tháng của Mặt Trăng. Nhà thiên văn học Trung Quốc Thạch Thân, vào thế kỷ thứ 4 trước Công nguyên, đã đưa ra phương pháp dự đoán nhật thực. Tiếp theo là sự phát triển trong việc hiểu hình dạng của Mặt Trăng và cơ chế ánh sáng của nó: triết gia Hy Lạp cổ đại Parmenídis (475 trước công nguyên) cho rằng ánh sáng Mặt Trăng là ánh sáng phản chiếu, và sách Chu Bễ ở Trung Quốc từ thế kỷ 6 đến 4 trước công nguyên cũng ghi nhận rằng ánh sáng Mặt Trời tạo ra ánh sáng Mặt Trăng. Nhiều học giả Trung Quốc từ cuối thời Chiến Quốc đến đời nhà Hán đã nhận ra hình dạng cầu của Mặt Trăng và Mặt Trời và giải thích rằng nhật thực xảy ra khi Mặt Trăng che khuất Mặt Trời, mặc dù một số người phản bác bằng cách cho rằng Mặt Trăng là thái âm và Mặt Trời là thái dương.

Vào đầu thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên, Arístarkhos xứ Sámios đã áp dụng hình học và các quan sát để ước lượng kích thước của Mặt Trăng. Cuối thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên, Arkhimídis thiết kế một mô hình vũ trụ có khả năng tính toán chuyển động của Mặt Trăng và các thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời. Đến thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên, Sélefkos Seleukos đã phát hiện sự ảnh hưởng của Mặt Trăng đến thủy triều và mối liên hệ giữa độ cao thủy triều với vị trí của Mặt Trăng so với Mặt Trời. Vào thế kỷ thứ 2, Claudius Ptolemaeus đã điều chỉnh các phép tính về khoảng cách đến Mặt Trăng, khoảng 59 lần bán kính Trái Đất, và đường kính Mặt Trăng, vào khoảng 0,292 đường kính Trái Đất, gần giống với các con số hiện tại là 60 và 0,273.

Năm 499, nhà thiên văn Ấn Độ Aryabhata trong cuốn Aryabhatiya của ông đã ghi chép rằng nguyệt thực xảy ra khi Mặt Trăng đi vào bóng râm của Trái Đất, và nhật thực là do Mặt Trăng tạo ra bóng râm trên Trái Đất. Ông cũng cung cấp công thức tính toán chính xác về kích thước bóng râm, thời gian của nguyệt thực và nhật thực, cùng các thông số quỹ đạo của Mặt Trăng. Nhà thiên văn học và vật lý học Ả Rập Alhazen (965–1040), ngoài nhiều phát hiện về Mặt Trăng, đã chỉ ra trong sách Ánh sáng Mặt Trăng rằng Mặt Trăng không phản xạ ánh sáng như gương mà phản xạ khuếch tán theo nhiều hướng. Nhà thiên văn Trầm Quát của nhà Tống vào năm 1086 đã viết về các pha trăng rằm và trăng tối, so sánh chúng với quả cầu bạc có một nửa phủ sơn trắng, sẽ có hình lưỡi liềm khi nhìn từ bên cạnh, và giải thích rằng thiên thực không xảy ra thường xuyên vì bạch đạo lệch so với hoàng đạo.

Những bản vẽ chi tiết đầu tiên về bề mặt Mặt Trăng, trước khi có kính viễn vọng, bao gồm các bản vẽ của Leonardo da Vinci khoảng năm 1505 đến 1508 và bản đồ của Williams Gilbert năm 1600, thể hiện các đặc điểm đặc biệt của Mặt Trăng. Vào năm 1610, Galileo Galilei đã công bố những bức vẽ đầu tiên về Mặt Trăng qua kính viễn vọng trong cuốn sách Sidereus Nuncius, ghi nhận rằng Mặt Trăng không bằng phẳng mà có nhiều núi non và hố. Thomas Harriot cũng đã vẽ một bản đồ Mặt Trăng chi tiết gần thời điểm đó, nhưng không được xuất bản. Việc vẽ bản đồ Mặt Trăng tiếp tục phát triển trong thế kỷ 17 nhờ vào quan sát từ kính viễn vọng. Giovanni Battista Riccioli và Francesco Maria Grimaldi, vào năm 1651, dựa trên công trình của Michael Florent van Langren, Johannes Hevelius và những người khác, đã tạo ra hệ thống đặt tên các đặc điểm trên Mặt Trăng vẫn được sử dụng ngày nay, trong đó các hố va chạm được đặt tên theo các nhà khoa học vĩ đại đã qua đời. Wilhelm Beer và Johann Heinrich Mädler, vào năm 1836, đã xây dựng bản đồ Mappa Selenographica, xuất bản năm 1837 trong cuốn sách Der Mond, với các nghiên cứu chính xác về đường kính của 148 hố va chạm và chiều cao của 830 ngọn núi. Các hố trên Mặt Trăng, lần đầu tiên được Galileo ghi chép, từng được cho là do hoạt động núi lửa gây ra, cho đến khi Franz von Gruithuisen vào năm 1829 và Richard Proctor vào năm 1873 đề xuất rằng chúng là kết quả của các vụ va chạm. Quan điểm này được Grove Karl Gilbert đồng tình vào năm 1893 và tiếp tục được củng cố qua các nghiên cứu từ 1936 đến 1963, hình thành nên hiểu biết về địa tầng học Mặt Trăng, một nhánh mới của địa chất thiên văn.

1958-1976

Từ năm 1958, khi chương trình Luna của Liên Xô bắt đầu, đến những năm 1970, khi chương trình Apollo và Luna kết thúc, cuộc Chạy đua Vũ trụ giữa Liên Xô và Mỹ đã gia tăng đáng kể sự quan tâm và hiểu biết về Mặt Trăng. Một số nhà du hành vũ trụ đã đặt chân lên vệ tinh này, nhưng khi cuộc đua kết thúc, không còn thêm nhiệm vụ thám hiểm con người lên Mặt Trăng.

Sau ba sứ mệnh không tên thất bại vào năm 1958, chương trình Luna của Liên Xô đã đạt được những cột mốc quan trọng: Luna 1 trở thành vật thể nhân tạo đầu tiên thoát khỏi lực hấp dẫn Trái Đất và tiếp cận gần Mặt Trăng; Luna 2 là vật thể nhân tạo đầu tiên va chạm với bề mặt Mặt Trăng; và Luna 3 chụp được những bức ảnh đầu tiên về mặt xa của Mặt Trăng, phần thường bị khuất khỏi tầm nhìn, tất cả đều diễn ra vào năm 1959.

Tàu không gian đầu tiên hạ cánh thành công lên Mặt Trăng là Luna 9, và phương tiện không người lái đầu tiên vào quỹ đạo quanh Mặt Trăng là Luna 10, cả hai sự kiện đều diễn ra vào năm 1966. Các mẫu đất và đá được mang về Trái Đất từ ba nhiệm vụ thu thập mẫu (Luna 16 năm 1970, Luna 20 năm 1972, và Luna 24 năm 1976) tổng cộng nặng khoảng 0,3 kg. Hai cỗ máy thám trắc tiên phong của chương trình Lunokhod đã đặt chân lên Mặt Trăng vào các năm 1970 và 1973.

Nhiệm vụ thám hiểm Mặt Trăng cuối cùng của Liên Xô là Luna 24 vào năm 1976.

Vào năm 1961, sau khi Liên Xô cử Yuri Gagarin, người đầu tiên bay vào không gian, Tổng thống Hoa Kỳ John Fitzgerald Kennedy tuyên bố cam kết đưa con người lên Mặt Trăng trước khi kết thúc thập kỷ 1960. Cùng năm, NASA bắt đầu triển khai các nhiệm vụ nhằm đưa tàu thăm dò không người lái lên Mặt Trăng. Chương trình Ranger, sau 13 lần thất bại liên tiếp, đã thành công trong việc chụp ảnh cận cảnh vào năm 1964; chương trình Surveyor đã đưa tàu Surveyor 1 hạ cánh trên Mặt Trăng khoảng 4 tháng sau Luna 9; và chương trình Tàu quỹ đạo Mặt Trăng (1966-1967) đã chụp ảnh phần lớn bề mặt để khảo sát các vị trí dự kiến đổ bộ. Song song với đó, chương trình Apollo với các tàu có người lái cũng được thực hiện. Sau một loạt thử nghiệm, bao gồm sự cố Apollo 1 gây thiệt mạng cho phi hành đoàn, và thành công của Apollo 7 đưa người lên quỹ đạo quanh Trái Đất, năm 1968 Apollo 8 đã lần đầu tiên đưa người bay trên quỹ đạo quanh Mặt Trăng.

Vào lúc 02:56 UTC ngày 21 tháng 7 năm 1969, trong nhiệm vụ Apollo 11, phi hành gia Neil Armstrong đã trở thành người đầu tiên đặt chân lên Mặt Trăng. Sự kiện này được truyền hình trực tiếp và ước tính có khoảng 600 triệu người trên toàn cầu đã theo dõi.

Các tàu Apollo đã mang về tổng cộng 381,7 kg đất đá Mặt Trăng, chia thành 2196 mẫu vật. Các nhiệm vụ Apollo cũng đã lắp đặt 14 loại thiết bị thí nghiệm địa vật lý thuộc Gói Thí nghiệm Bề mặt Mặt Trăng Apollo (ALSEP) tại các vị trí đổ bộ của Apollo 12, 14, 15, 16 và 17, hoạt động cho đến tháng 9 năm 1977. Tuy nhiên, thí nghiệm đo khoảng cách laser Mặt Trăng của ALSEP, chỉ sử dụng các tấm gương hồi phản thụ động, vẫn tiếp tục đến ngày nay. Các trạm ở Trái Đất thường xuyên gửi tia laser để đo khoảng cách với độ chính xác đạt đến milimét, nhằm xác định thông số quỹ đạo và chuyển động tự quay của Mặt Trăng, kiểm chứng thuyết tương đối rộng, quan trắc sự tiến động của Trái Đất, theo dõi các hiệu ứng thủy triều liên quan đến chuyển động của Mặt Trăng, và hỗ trợ nghiên cứu về lõi Mặt Trăng.

Chuyến bay Apollo 17 năm 1972 đánh dấu nhiệm vụ cuối cùng của chương trình Apollo, với sự tham gia lần đầu của một nhà khoa học địa chất, Jack Schmitt, trong đội phi hành gia.

Thập kỷ 1970 đến nay

Kể từ thập niên 1970, sự quan tâm trong nghiên cứu không gian đã chuyển hướng sang các khu vực khác của Hệ Mặt Trời. Mặt Trăng bị bỏ qua trong một thời gian dài, cho đến khi các hoạt động vũ trụ trở nên mang tính quốc tế hơn.

Bắt đầu từ những năm 1990, nhiều quốc gia đã tham gia vào việc khám phá trực tiếp Mặt Trăng. Năm 1990, Nhật Bản trở thành quốc gia thứ ba đưa tàu vũ trụ bay quanh Mặt Trăng, với tàu Hiten (ひてん). Tàu này đã thả ra một đầu dò quỹ đạo mang tên Hagoromo, nhưng do sự cố truyền tín hiệu, đầu dò không đóng góp nhiều cho khoa học. Năm 1994, Hoa Kỳ đã đưa tàu Clementine vào quỹ đạo Mặt Trăng, vẽ bản đồ địa hình toàn cầu đầu tiên và chụp ảnh đa phổ đầu tiên của bề mặt Mặt Trăng. Đến năm 1998, tàu Lunar Prospector của Hoa Kỳ đã phát hiện dư lượng hydro ở các cực, có thể do nước đá tích tụ trong các hố tối.

SMART-1 là tàu vũ trụ đầu tiên của Liên minh Châu Âu hoạt động trên quỹ đạo Mặt Trăng, từ ngày 15 tháng 11 năm 2004 đến khi đâm xuống bề mặt vào ngày 3 tháng 9 năm 2006. Cuộc thám hiểm này đã cung cấp nhiều thông tin chi tiết hơn về địa hình và thành phần khoáng vật của Mặt Trăng.

Chương trình thám hiểm Mặt Trăng của Trung Quốc bắt đầu với tàu Thường Nga 1, bay quanh Mặt Trăng từ ngày 5 tháng 11 năm 2007, thu thập các bản đồ ảnh chụp toàn bộ bề mặt. Tàu đã được điều khiển để đâm xuống Mặt Trăng vào ngày 1 tháng 3 năm 2009. Tiếp theo, Thường Nga 2, được phóng vào tháng 10 năm 2010, nhanh chóng đến Mặt Trăng, thực hiện bản đồ ở độ phân giải cao trong vòng 8 tháng, sau đó chuyển đến điểm Lagrange L2 của hệ Trái Đất-Mặt Trời, bay qua tiểu hành tinh 4179 Toutatis ngày 13 tháng 12 năm 2012, và cuối cùng vào quỹ đạo quanh Mặt Trời. Vào ngày 14 tháng 12 năm 2013, Thường Nga 3 (嫦娥三号) đã hạ cánh trên Mặt Trăng và thả ra một xe tự hành có tên Ngọc Thố (玉兔). Thường Nga 4, phóng năm 2019, mang theo xe tự hành và trở thành tàu vũ trụ đầu tiên hạ cánh ở mặt xa của Mặt Trăng. Thường Nga 5 đã hạ cánh trên Mặt Trăng vào ngày 1 tháng 12 năm 2020 và mang về 1,731 kg mẫu vật.

Từ tháng 10 năm 2007 đến ngày 10 tháng 6 năm 2009, tàu quỹ đạo Kaguya (かぐや) của Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản cùng với hai vệ tinh phụ trợ đã thu thập dữ liệu địa vật lý và ghi lại video độ phân giải cao đầu tiên trên quỹ đạo Mặt Trăng.

Nhiệm vụ thám hiểm Mặt Trăng đầu tiên của Ấn Độ là tàu Chandrayaan-1, hoạt động từ ngày 8 tháng 11 năm 2008 cho đến khi mất tín hiệu vào ngày 28 tháng 8 năm 2009. Chandrayaan-1 thả một đầu dò đâm vào Mặt Trăng và thực hiện nhiều quan sát giúp xác nhận sự hiện diện của nước. Sau nhiều lần trì hoãn, tàu Chandrayaan-2 (चन्द्रयान-२) được phóng vào tháng 7 năm 2019, mang theo tàu đổ bộ Vikram và xe tự hành Pragyan. Tàu quỹ đạo tiếp tục hoạt động quanh Mặt Trăng, trong khi Vikram gặp sự cố khi còn cách bề mặt 2,1 km vào ngày 6 tháng 9 năm 2019.

Vào ngày 18 tháng 6 năm 2009, Hoa Kỳ đã phóng cùng lúc Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng và thiết bị va chạm LCROSS. LCROSS đã tạo ra hai va chạm tại hố Cabeus vào ngày 9 tháng 10 năm 2009, phát hiện nước và nhiều nguyên tố quan trọng ở đây, trong khi Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng vẫn đang hoạt động, cung cấp dữ liệu về độ cao và hình ảnh độ phân giải cao. Cặp tàu GRAIL của NASA, bắt đầu hoạt động từ ngày 1 tháng 1 năm 2012, đã lập bản đồ trọng trường Mặt Trăng với độ phân giải cao. Ngày 6 tháng 10 năm 2013, tàu thăm dò LADEE của NASA đã vào quỹ đạo Mặt Trăng, nghiên cứu tầng ngoài khí quyển của Mặt Trăng.

Nga đã lên kế hoạch xây dựng một căn cứ ở cực nam của Mặt Trăng qua các dự án Luna trong tương lai, bao gồm Luna 25, 26, 27, 28, v.v. Luna 25 dự kiến là tàu đổ bộ không người lái sẽ được phóng vào tháng 10 năm 2021 để hạ cánh ở hố Boguslawsky. Các tàu Luna 27 và Luna 28 sẽ hạ cánh tại vùng cực nam Mặt Trăng, với Luna 28 dự kiến mang theo xe tự hành và thiết bị thu thập mẫu vật để đưa về Trái Đất, chuẩn bị cho các chuyến thám hiểm tiếp theo của các nhà du hành vũ trụ. Hoa Kỳ cũng công bố chương trình Artemis, nhằm đưa con người trở lại Mặt Trăng, với hai pha: pha 1 tập trung đưa người phụ nữ đầu tiên và người đàn ông tiếp theo lên vùng cực nam Mặt Trăng vào năm 2024, và pha 2 phát triển công nghệ cho phép sinh sống lâu dài và các chuyến bay tái lặp đến nhiều địa điểm của Mặt Trăng.

Hoạt động tư nhân

Bên cạnh các dự án của các quốc gia, còn có nhiều kế hoạch tư nhân nhằm thám hiểm và khai thác Mặt Trăng.

Giải thưởng Mặt Trăng X của Google (XPRIZE), được công bố vào năm 2007, hứa hẹn 30 triệu đô la Mỹ cho bất kỳ cá nhân hoặc tổ chức nào có thể đưa xe tự hành lên Mặt Trăng theo các tiêu chí nhất định trước tháng 3 năm 2018. Mặc dù không có đội nào kịp hoàn thành nhiệm vụ để nhận thưởng, nhưng giải thưởng đã thu hút được 300 triệu đô la tài trợ và ít nhất 5 đội đã ký hợp đồng phóng tàu.

Vào tháng 10 năm 2017, công ty Bigelow Aerospace của tỷ phú Robert Bigelow, phối hợp với United Launch Alliance, đã công bố kế hoạch triển khai một dự án kho vận trên Mặt Trăng. Dự án này dự kiến sẽ hoạt động từ năm 2022, hỗ trợ các chương trình quay lại Mặt Trăng và thám hiểm Sao Hỏa của NASA. Bigelow dự định thiết lập các kho vận cả trên quỹ đạo quanh Mặt Trăng và trên bề mặt của nó.

Vào ngày 17 tháng 9 năm 2018, công ty vũ trụ SpaceX của tỷ phú Elon Musk đã ký hợp đồng với hành khách tư nhân đầu tiên, Yusaku Maezawa, để đưa ông lên Mặt Trăng dự kiến vào năm 2023. Musk cũng có kế hoạch xây dựng một cơ sở trên Mặt Trăng như một phần trong dự án khám phá Sao Hỏa của mình.

Tháng 9 năm 2018, chương trình Dịch vụ Vận tải Mặt Trăng Thương mại của NASA, thuộc chương trình Artemis, đã mở thầu cho các công ty tư nhân nhằm cung cấp dịch vụ vận tải cho các tàu đổ bộ và xe tự hành lên Mặt Trăng. Một số công ty từng tham gia XPRIZE cũng đã tham gia lần này, như Astrobotic. Astrobotic hợp tác với ATLAS Space Operations để phát triển kênh liên lạc bằng laser từ Mặt Trăng, cho phép thực hiện các nhiệm vụ cần băng thông lớn như trải nghiệm thực tại ảo trên Mặt Trăng.

Công ty Blue Origin của tỷ phú Jeff Bezos đã công bố kế hoạch vận tải đến Mặt Trăng với dự án mang tên Blue Moon, dự kiến bắt đầu từ giữa thập niên 2020. Blue Moon sẽ cung cấp giải pháp vận tải thương mại cho NASA, với điểm đến dự kiến là hố Shackleton trên Mặt Trăng, nơi có các điều kiện tự nhiên thuận lợi.

Nhiều ý tưởng khai thác Mặt Trăng đã được các đơn vị tư nhân đề xuất, chẳng hạn như khai thác heli 3 để làm nhiên liệu hoặc thu năng lượng Mặt Trời để truyền về Trái Đất qua vi sóng. Tuy nhiên, các quy định pháp lý cho những hoạt động kinh doanh này vẫn chưa được hoàn thiện.

Sự hiện diện của con người

Bề mặt Mặt Trăng hiện có nhiều dấu vết của hoạt động của con người. Mỗi nhiệm vụ Apollo đã để lại lượng khí tương đương với toàn bộ khối lượng khí quyển Mặt Trăng, và mặc dù sự ô nhiễm lâu dài có thể đã tồn tại, phần lớn có thể đã thoát khỏi Mặt Trăng. Những vật dụng mà con người để lại trên Mặt Trăng bao gồm các xe tự hành, tàu đổ bộ, thiết bị thí nghiệm như Gói Thí nghiệm Bề mặt Mặt Trăng Apollo (ALSEP), cùng với các bảng tưởng niệm và tác phẩm nghệ thuật như Nhà du hành đã Ngã xuống.

Một số thiết bị vẫn còn đang hoạt động, chẳng hạn như các tấm phản hồi trong thí nghiệm đo khoảng cách laser Mặt Trăng của ALSEP. Một số tàu quỹ đạo như Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng cũng đang hoạt động trên quỹ đạo Mặt Trăng. Các tàu đổ bộ và xe tự hành như Kính viễn vọng Cực tím Mặt Trăng của Thường Nga 3 và các thiết bị của Thường Nga 4 vẫn đang hoạt động ít nhất một phần.

Mặt Trăng được coi là một vị trí lý tưởng để lắp đặt nhiều loại kính viễn vọng. Kính viễn vọng vô tuyến trên mặt xa của Mặt Trăng được bảo vệ khỏi nhiễu vô tuyến từ Trái Đất và có thể quan sát bước sóng dài hơn 20m, điều mà không thể làm được từ Trái Đất vì bị tầng điện li chắn. Các hố tối vĩnh cửu gần cực có thể cung cấp môi trường lý tưởng cho các kính viễn vọng hồng ngoại với đường kính lên đến 100m, tránh được nhiễu hồng ngoại từ các nguồn nhiệt và nhiễu khí quyển do Mặt Trăng hầu như không có khí quyển. Các kính viễn vọng thiên đỉnh có thể được chế tạo bằng gương lỏng quay với đường kính 20-100m. Lớp đất Mặt Trăng chứa nhiều silica có thể dùng để chế tạo gương và dụng cụ thủy tinh cho các đài quan sát. Sự hiện diện của con người có thể giúp vận hành các trạm quan sát hiệu quả hơn so với các kính viễn vọng bay trong không gian.

Đã có nhiều kế hoạch nhằm hướng tới việc định cư lâu dài trên Mặt Trăng. Dự án Cổng Mặt Trăng thuộc chương trình Artemis là một trong những nỗ lực hiện đang được triển khai. Mặc dù con người đã từng có mặt trên Mặt Trăng trong thời gian ngắn, việc sinh sống lâu dài tại đây vẫn gặp nhiều thách thức, bao gồm phóng xạ vũ trụ và bụi Mặt Trăng. Bụi Mặt Trăng có thể dính vào quần áo và theo vào khu vực sinh hoạt. Một số nhà du hành vũ trụ trong chương trình Apollo mô tả bụi này có mùi giống thuốc súng. Bụi mịn có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe.

Mặc dù đã có quốc kỳ của một số quốc gia đặt chân lên Mặt Trăng, theo Hiệp ước Ngoại Không gian 1967, không quốc gia nào được phép tuyên bố chủ quyền trên Mặt Trăng cũng như không gian ngoài Trái Đất. Hiệp ước này cho phép khai thác và sở hữu tài nguyên Mặt Trăng, nhưng yêu cầu hoạt động phải hòa bình và bảo vệ môi trường. Hiệp ước Mặt Trăng năm 1979 coi Mặt Trăng là 'di sản chung của nhân loại' và kêu gọi hợp tác quốc tế trong việc khai thác. Tuy nhiên, đến tháng 1 năm 2018, mới chỉ có 18 quốc gia phê chuẩn hiệp ước này, không bao gồm Hoa Kỳ, Nga, Trung Quốc, vì lo ngại rằng hiệp ước có thể cản trở hoạt động thương mại. Một số cá nhân đã tuyên bố sở hữu đất đai trên Mặt Trăng, nhưng những tuyên bố này chưa được công nhận rộng rãi.

Văn hóa

Thần thoại

Các vùng sáng tối trên Mặt Trăng đã được con người tưởng tượng thành nhiều hình ảnh khác nhau trong các nền văn hóa, như chú Cuội và cây đa trên cung trăng trong văn hóa dân gian Việt Nam, hay thỏ Mặt Trăng trong văn hóa Trung Hoa và Ấn Độ, hoặc hình người.

Trong nhiều nền văn hóa cổ đại, Mặt Trăng thường được thần thánh hóa hoặc nhân cách hóa. Thần thoại Trung Hoa kể về Hằng Nga bay lên Mặt Trăng và sống vĩnh cửu cùng thỏ ngọc, một câu chuyện lý giải cho phong tục Tết Trung Thu. Trong thần thoại Ấn Độ, Chandra (Soma) được coi là nam thần của Mặt Trăng. Tôn giáo Lưỡng Hà, từ thiên niên kỷ thứ nhất trước công nguyên, xem Mặt Trăng là nam thần Sin (Nanna), cha của nữ thần Sao Kim Ishtar và thần Mặt Trời Shamash. Theo thần thoại Hy Lạp-La Mã cổ đại, Mặt Trời được coi là nam còn Mặt Trăng là nữ, tương ứng với Helios (Sol) và Selene (Luna).

Việc theo dõi các hiện tượng thiên văn liên quan đến Mặt Trăng, Mặt Trời, các hành tinh và các vì sao đã dẫn đến sự phát triển của chiêm tinh học ở Trung Quốc, Ấn Độ và phương Tây.

Lịch

Chu kỳ của các pha Mặt Trăng đã được sử dụng như một công cụ đo thời gian hữu ích, hình thành nền tảng cho nhiều hệ thống lịch cổ đại. Một số thanh đếm cổ, được làm từ xương hàng chục nghìn năm trước, được cho là để đánh dấu các pha Mặt Trăng. Ngày nay, chu kỳ của tháng, khoảng 30 ngày, gần tương ứng với chu kỳ của Mặt Trăng. Trong tiếng Hán và các ngôn ngữ Ấn Âu, từ để chỉ 'tháng' hoặc 'nửa tháng' có nguồn gốc từ Mặt Trăng.

Hầu hết các hệ thống lịch của nhân loại từ trước đến nay đều dựa vào chu kỳ chuyển động của Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời. Lịch âm dương của Trung Hoa không chỉ dựa vào các chu kỳ này mà còn kết hợp thêm chu kỳ gần 12 năm của Sao Mộc, tương ứng với 12 con giáp. Ngược lại, lịch Hồi giáo, ra đời vào thế kỷ thứ 7, hoàn toàn dựa vào chu kỳ Mặt Trăng, với các tháng được xác định dựa trên sự quan sát trăng non xuất hiện sớm nhất ở đường chân trời.

Ảnh hưởng tâm sinh lý

Trong một số nền văn hóa, Mặt Trăng thường được liên kết với các đặc điểm tâm lý bất thường hoặc phi lý. Các học giả Hy Lạp và La Mã cổ đại, như Aristoteles, Pliny cha, Lucius Mestrius Plutarchus và Claudius Galenus, từng cho rằng các pha của Mặt Trăng có liên quan đến chứng động kinh. Pliny cha (sống từ năm 23 đến 79) và Claudius Ptolemaeus (khoảng năm 150) từng cho rằng độ ẩm trong não có mối liên hệ với Mặt Trăng. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện đại không xác nhận những lý thuyết này.

Chu kỳ của thủy triều và các pha của Mặt Trăng có ảnh hưởng đến hành vi của một số loài sinh vật trên Trái Đất, đặc biệt là những loài hoạt động vào ban đêm hoặc nhạy cảm với ánh sáng. Tuy nhiên, các nghiên cứu về mối liên hệ giữa các pha Mặt Trăng và trạng thái tâm lý của con người đều bị bác bỏ. Mặc dù một số người tin rằng các pha Mặt Trăng có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ nhập viện vì tâm thần, các vụ giết người, tự tử hay các hành vi phạm pháp, nhiều nghiên cứu đã phủ nhận các quan điểm này.

Nguồn cảm hứng

Trăng ghé cửa đòi thơ,

Việc quân đang bận, xin chờ hôm khác.

Chuông lầu làm tỉnh giấc thu,

Đó là tin thắng trận từ Liên khu báo về.

Bản dịch của Huy Cận cho bài Báo Tiệp (報捷 1948) của Hồ Chí Minh

Mặt Trăng đã truyền cảm hứng cho nhiều nhà thơ từ cổ chí kim, với hàng trăm tác phẩm vịnh nguyệt được ghi lại từ thế kỷ 7 trước Công Nguyên đến nay. Một số ví dụ tiêu biểu gồm bài Mặt Trăng, Trăng tròn của Sappho (610-570 trước Công Nguyên) từ Hy Lạp cổ đại, các bài thơ Đường Nguyệt hạ độc chước (月下獨酌), Nguyệt dạ (月夜) của Lý Bạch (701-762) và Đỗ Phủ (712-770) từ Trung Quốc, Dẫu gió thổi (吹けども　葺けども) của Izumi Shikibu (976-1030) từ Nhật Bản, Tới Mặt Trăng (Alla luna) của Giacomo Leopardi (1798–1837) từ Ý, Trăng lên (La luna asoma) của Federico García Lorca (1898–1936) từ Tây Ban Nha, và ai mà biết Mặt Trăng có phải (who knows if the moon's) của E. E. Cummings (1894–1962) từ Mỹ, cùng với Huyền ảo của Hàn Mặc Tử (1912–1940) từ Việt Nam.

Mặt Trăng cũng là nguồn cảm hứng cho nhiều tác phẩm văn học suốt hai thiên niên kỷ qua. Vào thế kỷ thứ 2, Lukianos xứ Samosata đã viết tiểu thuyết Truyện Thật (Ἀληθῆ διηγήματα), kể về những người từ Trái Đất du hành đến Mặt Trăng và gặp gỡ các cư dân ở đó. Một số tác phẩm đáng chú ý từ thời Phục Hưng đến nay bao gồm Giấc mơ (Somnium, 1634) của Johannes Kepler, Người cung trăng (The Man in the Moone, 1638) của Francis Godwin, Tiếu sử về Đế chế Mặt Trăng (L'Autre monde ou les états et empires de la Lune, 1657) của Cyrano de Bergerac, Từ Trái Đất lên Mặt Trăng (De la Terre à la Lune, trajet direct en 97 heures 20 minutes, 1865) của Jules Verne, và Khúc dạo đầu cho Không gian (Prelude to Space, 1951) của Arthur C. Clarke.

Một số nhạc phẩm nổi bật có chủ đề liên quan đến Mặt Trăng bao gồm Clair de lune (1905) của Claude Debussy, Fly me to the Moon do Bart Howard sáng tác và được biểu diễn bởi Quincy Jones-Frank Sinatra (1964) – bài hát đầu tiên được phát trên Mặt Trăng trong nhiệm vụ Apollo 11, album The Dark Side of the Moon (1973) của Pink Floyd, và Walking on the Moon (1979) của The Police.

Trong nghệ thuật tạo hình, Mặt Trăng thường xuất hiện trong chủ đề lý ngư vọng nguyệt (鯉魚望月, cá chép ngắm trăng) trong tranh dân gian của Việt Nam và Trung Hoa. Nó cũng được khắc họa trong các tác phẩm hội họa Đông và Tây như Cảnh đêm trăng với cây cầu (1648-1650) của Aert van der Neer, Ánh trăng (1833-1834) của Thomas Cole, Trăng thu trên sông Tama (1838) của Utagawa Hiroshige, và Cỏ mùa thu dưới trăng (1872-1891) của Shibata Zeshin. Trong điện ảnh, Mặt Trăng được nhắc đến trong Chuyến du hành tới Mặt Trăng (1902) của Georges Méliès và 2001: A Space Odyssey (1968) của Stanley Kubrick.

Biểu tượng lưỡi liềm đã được sử dụng để đại diện cho Mặt Trăng từ thời kỳ Hy Lạp cổ đại trong tử vi, và biểu tượng sao và lưỡi liềm xuất hiện từ nền văn hóa Lưỡng Hà. Lưỡi liềm còn được dùng để đại diện cho một số vị thần trong văn hóa Lưỡng Hà. Trong nghệ thuật Hy Lạp cổ đại, nữ thần Selene thường được miêu tả với hình lưỡi liềm trên đầu. Trong các quốc gia Hồi giáo từ thế kỷ 14, lưỡi liềm, đôi khi kèm theo sao, đã xuất hiện trên cờ. Trăng tròn cũng là biểu tượng trên cờ của Lào và Palau.

Chú thích

Nguồn

Đọc thêm

Liên kết ngoài

• Mặt Trăng trên Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
• Mặt Trăng tại Từ điển bách khoa Việt Nam

Hình ảnh và bản đồ

• Constantine, M. (2004). “Panorama Apollo”. moonpans.com. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Bản Đồ Mặt Trăng Clementine 2.0 (Beta)”. Hải quân Hoa Kỳ. ngày 15 tháng 10 năm 2003. Lưu trữ bản gốc ngày 8 tháng 9 năm 1999. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Atlas Hình Ảnh Mặt Trăng từ Lunar Orbiter”. Viện Mặt Trăng và Hành tinh. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Google Mặt Trăng”. Google. 2007. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Atlas Mặt Trăng”. Viện Mặt Trăng và Hành tinh. Lưu trữ bản gốc ngày 7 tháng 2 năm 2005. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.Quản lý CS1: bot: trạng thái URL ban đầu không rõ (liên kết)

Khám Phá

• Jones, E.M. (2006). “Nhật Ký Bề Mặt Mặt Trăng Apollo”. NASA. Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 5 năm 2015. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Dòng Thời Gian Khám Phá Mặt Trăng”. Viện Mặt Trăng và Hành tinh. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• Teague, K. (2006). “Kho Lưu Trữ Dự Án Apollo”. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.

Các Tuần Trăng

• “Giai Đoạn Mặt Trăng Hiện Tại”. 2007. Lưu trữ bản gốc ngày 11 tháng 3 năm 2018. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.Quản lý CS1: bot: trạng thái URL ban đầu không rõ (liên kết)
• “SKYCAL của NASA - Lịch Sự Kiện Bầu Trời”. Trang về nhật/nguyệt thực của NASA. Truy cập ngày 27 tháng 8 năm 2007.
• “Hình Ảnh Giai Đoạn Mặt Trăng Thực Tế Ảo”. Đài thiên văn Hải quân Hoa Kỳ. Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 11 năm 2015. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Tìm kiếm giờ mọc, lặn và giai đoạn của Mặt Trăng cho một địa điểm”. 2008. Truy cập ngày 18 tháng 2 năm 2008.

Thông Tin Khác

• “Tất Cả Về Mặt Trăng”. Space.com. 2007. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• Hồ sơ Mặt Trăng Lưu trữ ngày 9 tháng 9 năm 2009 tại Wayback Machine của Solar System Exploration, NASA
• “Kho Lưu Trữ Bài Viết Về Mặt Trăng”. Khám Phá Khoa Học Hành Tinh. 2007. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• Williams, D.R. (2006). “Bảng Thông Tin Mặt Trăng”. NASA. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.
• “Wiki Mặt Trăng”. 2007. Truy cập ngày 6 tháng 9 năm 2007.
• Cain, Fraser (1 tháng 7 năm 2007). “Nguồn Gốc Của Mặt Trăng”. Universe Today. Truy cập ngày 1 tháng 4 năm 2008.
• Bài viết về Mặt Trăng từ Khám Phá Khoa Học Hành Tinh
• NASA - trên YouTube, cập nhật ngày 14 tháng 3 năm 2012
• Diễn biến lịch sử của Mặt Trăng, Hà Hương, VietNamNet. Cập nhật ngày 19/03/2012 06:30:00 AM (GMT+7)

Các Nguồn Bản Đồ

• 10 vệ tinh kỳ lạ nhất trong hệ mặt trời Lưu trữ ngày 29 tháng 3 năm 2010 tại Wayback Machine Thuvienvatly.com
• Bản đồ Mặt Trăng
• Tên Hành Tinh: Mặt Trăng Danh pháp Mặt Trăng
• Trang Chính PDS Map-a-Planet Moon Lưu trữ ngày 9 tháng 5 năm 2008 tại Wayback Machine