قمر (Moon)

يعمل القمر باعتباره القمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض. ويحافظ مساره المداري حول الأرض على مسافة متوسطة تبلغ 384,399 كيلومترًا (238,854 ميلًا)، وهو ما يعادل ثلاثين مرة قطر الأرض. ويكتمل المدار القمري، الذي يشار إليه عادةً بالشهر القمري، كل 29.5 يومًا بالنسبة لكل من الأرض والشمس. تعمل الجاذبية على ربط القمر والأرض بشكل متبادل، مما يظهر كثافة أكبر على أسطحهما القريبة. تولد قوى المد والجزر الناتجة في المقام الأول المد والجزر المحيطية للأرض وتجبر القمر بفعل الجاذبية على الظهور باستمرار في نفس الجانب القريب تجاه الأرض. وبالتالي، فإن ظاهرة قفل المد والجزر هذه تزامن فترة دوران القمر (اليوم القمري) مع الفترة المدارية (الشهر القمري).

القمر هو القمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض. يدور حول الأرض على مسافة متوسطة تبلغ 384,399 كيلومترًا (238,854 ميلًا)، وهي مسافة تعادل حوالي 30 ضعف عرض الأرض. ويكمل مداره (الشهر القمري) بالنسبة للأرض والشمس (تزامنيًا) كل 29.5 يومًا. يرتبط القمر والأرض بجاذبية الجاذبية، والتي تكون أقوى على الجانبين المتقابلين. إن قوى المد والجزر الناتجة هي المحرك الرئيسي للمد والجزر على الأرض، وقد سحبت القمر ليواجه الأرض دائمًا بنفس الجانب القريب. يعمل قفل المد والجزر هذا على مزامنة فترة دوران القمر (اليوم القمري) بشكل فعال مع الفترة المدارية (الشهر القمري).

من منظور جيوفيزيائي، يتم تصنيف القمر على أنه جسم ذو كتلة كوكبية أو كوكب تابع. بكتلة تعادل 1.2% من كتلة الأرض وقطرها 3,474 كيلومترًا (2,159 ميلًا)، تبلغ مساحتها حوالي ربع عرض الأرض، مقارنة بالولايات المتحدة المتجاورة. داخل النظام الشمسي، فهو يفوق جميع الكواكب القزمة المعروفة من حيث الحجم والكتلة، حيث يحتل المرتبة الخامسة من حيث الحجم والخامس من حيث الكتلة بشكل عام، وبشكل خاص، الأكبر والأكثر ضخامة بالنسبة لكوكبها الأم. تشكل جاذبيته السطحية ما يقرب من سدس جاذبية الأرض ونصف جاذبية سطح المريخ، مما يجعله ثاني أعلى جاذبية بين جميع أقمار النظام الشمسي، ولا يتفوق عليه سوى قمر المشتري آيو. يتميز الجسم القمري بأنه جسم أرضي ومتمايز، ولا يمتلك سوى غلاف مائي صغير، وغلاف جوي، ومجال مغناطيسي. سطح القمر مغطى بغبار الثرى، والذي يتكون بشكل أساسي من جسيمات دقيقة يتم إخراجها من القشرة القمرية بعد أحداث الاصطدام. الحفر الأثرية تخدش القشرة القمرية بشكل بارز، وغالبًا ما تظهر التكوينات الأحدث خطوطًا مشرقة تشبه الشعاع. استمر النشاط البركاني على القمر حتى ما يقرب من 1.2 مليار سنة مضت، حيث ظهر في المقام الأول الحمم البركانية على جانبه الرقيق القريب. ملأت هذه الحمم البركانية الفوهات القديمة، ثم بردت لاحقًا لتشكل السهول البازلتية المظلمة المميزة المعروفة الآن باسم ماريا ("البحار"). في حين أن الأصل الدقيق للقمر لا يزال غير مؤكد، فإن الفرضية السائدة تشير إلى تكوينه من مادة أرضية تم قذفها أثناء اصطدام هائل بجسم بحجم المريخ منذ حوالي 4.51 مليار سنة، بعد وقت قصير من تراكم الأرض.

من وجهة نظر رصدية، تظهر المرحلتان النهارية والليلية لليوم القمري كمراحل قمرية متميزة، ويصبح خسوف القمر قابلاً للملاحظة عندما يعبر القمر ظل الأرض. القطر الزاوي الظاهري للقمر في سماء الأرض يقارب قطر الشمس تقريبًا، مما يمكنه من حجب الشمس تمامًا أثناء كسوف الشمس الكلي. على الرغم من أن انعكاس سطحه (البياض) يمكن مقارنته بالإسفلت، إلا أن القمر يبدو ألمع جسم سماوي في سماء الأرض ليلاً نظرًا لحجمه الظاهري الكبير. يمكن تمييز ما يقرب من 59% من سطح القمر من الأرض، وهي ظاهرة تعزى إلى الميسان - الزوايا المتغيرة التي يظهر بها القمر في سماء الأرض - مما يسمح برؤية أجزاء من جانبه البعيد.

على مدار تاريخ البشرية، كان القمر بمثابة منبع عميق للإلهام والمعرفة، ولعب دورًا محوريًا في تطوير علم الكونيات، والأساطير، والدين، والفن، وضبط الوقت، والعلوم الطبيعية، ورحلات الفضاء. استهدفت الرحلات الفضائية الأولية خارج كوكب الأرض القمر، وبدأت في عام 1959 بالتحليق بالقرب من لونا 1 (أطلقه الاتحاد السوفييتي) والتأثير المتعمد لونا 2. وقد نجح ذلك في عام 1966 من خلال الهبوط الناعم الافتتاحي (الذي حققته لونا 9) والإدخال المداري (بواسطة لونا 10). تم إثبات الوجود البشري في المدار القمري لأول مرة بواسطة أبولو 8 (الولايات المتحدة) في 24 ديسمبر 1968، وتلاه أول هبوط على السطح بمركبة أبولو 11 في 20 يوليو 1969، وبذلك تم تعيين القمر باعتباره الجسم السماوي الوحيد خارج الأرض الذي يزوره البشر. بحلول عام 1972، نجحت ست بعثات أبولو في نشر اثني عشر رائد فضاء على سطح القمر، مع إقامات امتدت حتى ثلاثة أيام. وقد أدى استكشاف القمر الآلي المعاصر، والذي يركز بشكل خاص على التحقق من وجود الماء، إلى تنشيط المبادرات لتسهيل عودة الإنسان إلى القمر، والتي يقودها برنامج أرتميس المقرر إجراؤه في أواخر عشرينيات القرن الحالي.

التسميات وأصول الكلمات

يتم تقديم التسمية الإنجليزية المناسبة للقمر الطبيعي للأرض بشكل تقليدي على أنها Moon، مع كتابة حرف كبير بحرف أولي M. ينشأ الاسم moon من المصطلح الإنجليزي القديم mōna، والذي يشتق في حد ذاته من اللغة الجرمانية البدائية *mēnōn. يمكن إرجاع هذا الشكل الجرماني البدائي إلى اللغة الهندو أوروبية البدائية *mēnsis ('الشهر')، وهو تطور من شكل سابق، *mēnōt (مع صيغة المضاف إليه *mēneses)، ومن المحتمل أن تكون مرتبطة بفعل يدل على "قياس [الوقت]".

التسمية اللاتينية للقمر هي lūna. الصفة الإنجليزية القمرية نشأت من اللغة اللاتينية، وربما عبر الفرنسية. في الخطاب العلمي والخيال العلمي، يُطلق على القمر أحيانًا اسم لونا لتمييزه عن الأقمار السماوية الأخرى. من الناحية الشعرية، يمكن أيضًا أن تشير لونا إلى تجسيد القمر كشخصية أنثوية.

المصطلح اليوناني القديم selḗnē حدد كلا من القمر ككيان سماوي وإله القمر سيلين . الصفة الإنجليزية النادرة selenian تصف القمر كعالم، وليس مجرد جرم سماوي. كان الاسم المشابه له، selenic، والذي كان في البداية مرادفًا نادرًا ما يستخدم، يشير الآن في الغالب إلى العنصر الكيميائي السيلينيوم. تم العثور على البادئة المرتبطة seleno- في مصطلحات مثل selenography، والتي تتعلق بدراسة سطح القمر.

تم التعرف أيضًا على أرتميس، الإلهة اليونانية المرتبطة بالبرية والصيد، مع سيلين ويشار إليها أحيانًا باسم سينثيا، وهو اسم مشتق من مكان ولادتها على جبل سينثوس. نظيرتها الرومانية هي ديانا.

تتضمن التمثيلات الفلكية للقمر رمزي الهلال والهلال، كما هو موضح في M_☾، والتي تشير إلى "كتلة القمر".

التصنيف

يُصنف الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) القمر الصناعي الطبيعي للأرض باسم "القمر" (بحرف كبير)، بينما يُشار إلى الأقمار الصناعية الطبيعية الأخرى للكواكب باسم "الأقمار" (بأحرف صغيرة). تاريخيًا، تم تصنيف القمر على أنه كوكب كلاسيكي، مما يعكس تعريفه الأصلي كجرم سماوي "يتجول" عبر السماء. عند اكتشاف جاليليو للأقمار الصناعية التي تدور حول كوكب المشتري، أطلق عليها اسم "الأقمار"، معترفًا بتشابهها مع قمر الأرض كأجسام تدور حول كوكب آخر. ويلتزم بعض المتخصصين بتصنيف جيوفيزيائي يعرف الأقمار بأنها كواكب تدور حول الشمس، وتدور بشكل متزامن حول كوكب آخر. في حين أن بعض النظريات تقترح أن الأرض والقمر يشكلان نظام كوكب مزدوج، فإن الإجماع العلمي يؤكد أن مثل هذا التصنيف يستلزم أن يكون مركز الكتلة المداري خارج الحدود المادية للأرض، وهو شرط لم يتم استيفاؤه.

التاريخ الطبيعي

التكوين

يشير التأريخ النظائري للعينات القمرية إلى أن القمر نشأ بعد حوالي 50 مليون سنة من نشأة النظام الشمسي. على مر التاريخ، تم طرح فرضيات مختلفة حول التكوين؛ ومع ذلك، لا شيء يوضح بشكل كاف الخصائص المميزة لنظام الأرض والقمر. سيناريو الانشطار، حيث ينفصل القمر عن قشرة الأرض بسبب قوة الطرد المركزي، سوف يستلزم سرعة دوران أولية عالية جدًا للأرض. يعتمد الالتقاط الجاذبي للقمر الموجود مسبقًا على الغلاف الجوي للأرض الممتد بشكل غير معقول لتبديد طاقة الجسم القمري القادم. نموذج التكوين المشترك، حيث تتطور الأرض والقمر بشكل متزامن داخل قرص التنامي البدائي، يفشل في حساب استنزاف القمر المعدني الملحوظ. علاوة على ذلك، لا يمكن لأي من هذه الفرضيات المقترحة أن تفسر بشكل كافٍ الزخم الزاوي الكبير المتأصل في نظام الأرض-القمر.

تفترض النظرية السائدة أن نظام الأرض-القمر نشأ من تأثير هائل بين جرم سماوي بحجم المريخ، يُسمى ثيا، والأرض الأولية. أدى هذا الاصطدام المائل إلى قذف مادة كبيرة إلى مدار الأرض، والتي تراكمت لاحقًا لتشكل القمر خارج حدود روش للأرض مباشرةً، والمقدرة بنحو 2.56 R_🜨.

يُعتقد أن التأثيرات الهائلة كانت سائدة خلال المراحل الأولى من تطور النظام الشمسي. لقد أسفرت عمليات المحاكاة الحسابية لمثل هذه التأثيرات الهائلة عن نتائج تتفق مع كل من كتلة قلب القمر والزخم الزاوي لنظام الأرض والقمر. في البداية، أشارت عمليات المحاكاة هذه إلى أن غالبية مادة القمر نشأت من الارتطام، وليس من الأرض الأولية. ومع ذلك، فإن النماذج اللاحقة التي تم تطويرها منذ عام 2007 فصاعدًا تقترح أن نسبة أكبر من تكوين القمر مشتقة من الأرض الأولية. في المقابل، تظهر أجسام النظام الشمسي الداخلية الأخرى، بما في ذلك المريخ وفيستا، تركيبات نظائرية مميزة للأكسجين والتنغستن عند مقارنتها بالأرض، كما يتضح من تحليل النيازك. وعلى العكس من ذلك، تعرض الأرض والقمر ملامح نظائرية متشابهة بشكل ملحوظ. يمكن أن يعزى هذا التجانس النظائري داخل نظام الأرض والقمر إلى اختلاط المواد المتبخرة بعد الاصطدام والتي شكلت كلا الجسمين، على الرغم من أن هذا التفسير لا يزال موضوعًا للنقاش المستمر.

كان من الممكن أن يحرر حدث الاصطدام طاقة كافية لتسييل كل من المواد المقذوفة وقشرة الأرض، وبالتالي خلق محيط عالمي من الصهارة. وفي وقت لاحق، من الممكن أن تكون هذه المقذوفات المسالة قد تراكمت مرة أخرى لتشكل مكونات نظام الأرض والقمر. من المحتمل أن يكون القمر الناشئ نفسه يمتلك محيطًا من الصهارة، ويقدر عمقه من حوالي 500 كيلومتر (300 ميل) إلى 1737 كيلومترًا (1079 ميلًا).

في حين أن نظرية الاصطدام العملاق توضح العديد من الأدلة، إلا أن العديد من الأسئلة لا تزال قائمة، تتعلق في المقام الأول بالخصائص التركيبية للقمر. إن النماذج التي تفترض أن القمر اكتسب جزءًا كبيرًا من الأرض الأولية تمثل تحديًا للتوفيق بين بيانات النظائر الجيوكيميائية للزركونيوم والأكسجين والسيليكون وعناصر أخرى. أظهرت دراسة أُجريت في عام 2022، باستخدام عمليات محاكاة عالية الدقة (ما يصل إلى 10⁸) من الجسيمات، أن الاصطدامات العملاقة يمكن أن تضع على الفور قمرًا صناعيًا يمتلك كتلة ومحتوى حديديًا مشابهًا للقمر، في مدار يتجاوز بكثير حد روش للأرض. حتى الأقمار الصناعية التي تمر في البداية ضمن حدود روش يمكن أن تتحمل بشكل موثوق ويمكن التنبؤ به، وتخضع للتجريد الجزئي قبل أن يتم دفعها إلى مدارات أوسع وأكثر استقرارًا.

في 1 نوفمبر 2023، أفاد العلماء، استنادًا إلى عمليات المحاكاة الحاسوبية، أن بقايا ثيا ربما لا تزال موجودة داخل باطن الأرض.

التنمية الطبيعية

احتل القمر الناشئ في البداية مدارًا أقرب بكثير إلى الأرض من موقعه الحالي. ونتيجة لذلك، ظهر كل جرم سماوي أكبر بكثير في سماء الآخر، وحدث الخسوف بتواتر أكبر، وكانت قوى المد والجزر أكثر وضوحًا. بسبب تسارع المد والجزر، يتوسع مدار القمر حول الأرض تدريجيًا، مما يؤدي إلى فترة مدارية أطول.

بعد تشكله، خضع القمر لعملية تبريد، وتم تجريد معظم غلافه الجوي. تم نحت سطح القمر منذ ذلك الحين من خلال العديد من الأحداث الاصطدامية الكبيرة والصغيرة، مما أدى إلى تكوين منظر طبيعي يتميز بحفر ذات أعمار مختلفة.

وقد استمر النشاط البركاني على القمر حتى ما يقرب من 1.2 مليار سنة مضت، مما أدى إلى تكوين ماريا القمرية البارزة. اندلعت غالبية صخور البازلت البحرية خلال فترة إمبريا، التي امتدت منذ 3.3 إلى 3.7 مليار سنة، على الرغم من أن عمر بعضها حديث يصل إلى 1.2 مليار سنة والبعض الآخر يعود تاريخه إلى 4.2 مليار سنة. توزيع البازلت البحري غير متساوٍ، مع تركيز سائد في نصف الكرة القريب من القمر. لا تزال الأسباب الكامنة وراء عدم التماثل هذا مجهولة، على الرغم من أن النحافة النسبية للقشرة القريبة من الجانب يُفترض أنها عامل مساهم. وبالمثل، فإن أسباب توزيع المرتفعات القمرية على الجانب البعيد ليست مفهومة جيدًا. تشير القياسات الطبوغرافية إلى أن القشرة القريبة أرق من تلك الموجودة على الجانب البعيد. أحد التفسيرات المحتملة لهذه الملاحظة هو أن التأثيرات الكبيرة على الجانب القريب ربما سهّلت تدفق الحمم البركانية إلى السطح.

التوقيت الجيولوجي القمري

يتم تحديد الفترات الجيولوجية القمرية من خلال سماتها المميزة، بدءًا من الحفر الأثرية الأقدم التي تقع خارج ماريا المظلمة، إلى ماريا نفسها والفوهات اللاحقة، وأخيرًا إلى الفوهات الحديثة التي لا تزال مشرقة والتي يمكن تمييزها بسهولة والتي تتميز بأنظمة شعاعية، مثل كوبرنيكوس أو تايكو.

المسار المستقبلي

في حوالي خمسة مليارات سنة، من المتوقع أن يبتعد القمر عن الأرض بنسبة 40% أكثر من المسافة الحالية. ومع ذلك، بعد مرور ما يقدر بنحو 2 إلى 3 مليارات سنة، ستتطور الشمس إلى عملاق أحمر. بافتراض أن تمدد الشمس يشمل نظام الأرض والقمر، فإن السحب الجوي الناتج يمكن أن يتسبب في تقليل المسافة المدارية بين الأرض والقمر إلى نقطة يدخل فيها القمر حد روش للأرض، مما يؤدي إلى تفككه.

الخصائص الفيزيائية

يُظهر القمر شكلًا إهليلجيًا مصغرًا قليلاً، نتيجة لتمدد المد والجزر، مع إزاحة محوره الطويل بمقدار 30 درجة عن مواجهة الأرض مباشرة بسبب شذوذات الجاذبية المرتبطة بأحواض الارتطام. يتجاوز شكله المطول ما يمكن أن تمثله قوى المد والجزر الحالية. يشير هذا "الانتفاخ الأحفوري" إلى أن القمر قد تصلب عندما كان يدور على مسافة نصف المسافة الحالية من الأرض، وأنه أصبح الآن باردًا جدًا بحيث لا يمكن لشكله إعادة تأسيس التوازن الهيدروستاتيكي عند المسافة المدارية الحالية. في الوقت الحاضر، يقتصر تشوه القشرة المدية على تكوين منحدرات الصدع الفصوص.

الحجم والكتلة

يُصنف القمر كخامس أكبر قمر صناعي طبيعي في النظام الشمسي من حيث الحجم والكتلة. تم تصنيفه على أنه قمر ذو كتلة كوكبية، وبالتالي فهو مؤهل ككوكب تابع للتعريفات الجيوفيزيائية. ورغم أنه أصغر من عطارد، إلا أنه أكبر بكثير من بلوتو، أكبر كوكب قزم في النظام الشمسي. والجدير بالذكر أن القمر هو أكبر قمر طبيعي في النظام الشمسي بالنسبة إلى كوكبه الأساسي.

يبلغ قطر القمر حوالي 3500 كيلومتر، وهو ما يتجاوز ربع قطر الأرض، ويمكن مقارنة عرض وجهه المرئي بالبر الرئيسي لأستراليا أو أوروبا أو الولايات المتحدة المتجاورة. تبلغ المساحة الإجمالية لسطح القمر حوالي 38 مليون كيلومتر مربع، وهي مساحة مماثلة لمساحة الأمريكتين.

يمتلك القمر كتلة تعادل 1⁄81 من كتلة الأرض، مما يجعله ثاني أكثر أقمار الكواكب كثافةً ويظهر ثاني أعلى جاذبية سطحية، ولا يتفوق عليه سوى آيو، عند 0.1654 جم. تبلغ سرعة الهروب 2.38 كم/ث (§1011§600 كم/ساعة; §1415§300 ميل في الساعة).

البنية

يتميز القمر بأنه جرم سماوي متمايز، والذي كان موجودًا في البداية في حالة توازن هيدروستاتيكي ولكنه انحرف لاحقًا عن هذه الحالة. وهي تتألف من قشرة ووشاح ونواة متميزة جيوكيميائيا. على وجه التحديد، يتميز القمر بنواة داخلية صلبة غنية بالحديد، من المحتمل أن يصل نصف قطرها إلى 240 كيلومترًا (150 ميلًا)، محاطة بنواة خارجية سائلة تتكون في الغالب من الحديد السائل، مع نصف قطر تقريبي يبلغ 300 كيلومتر (190 ميلًا). تحيط بهذا اللب طبقة حدودية منصهرة جزئيًا، تمتد إلى نصف قطر يبلغ حوالي 500 كيلومتر (310 ميل). يُفترض أن هذه البنية الداخلية قد نشأت من التبلور الجزئي لمحيط الصهارة العالمي، والذي حدث بعد وقت قصير من تكوين القمر منذ حوالي 4.5 مليار سنة.

ويُعتقد أن عملية التبلور داخل محيط الصهارة هذا قد ولدت عباءة مافيك من خلال هطول الأمطار وغرق المعادن اللاحقة مثل الزبرجد الزيتوني، والكلينوبيروكسين، والأورثوبيروكسين. وبمجرد أن تبلور ما يقرب من ثلاثة أرباع محيط الصهارة، تمكنت معادن بلاجيوجلاز منخفضة الكثافة من التشكل والصعود، مما ساهم في تكوين القشرة المغطاة. كانت السوائل المتبقية، والتي كانت آخر ما تبلور، موجودة في البداية بين القشرة الوليدة والوشاح، والتي تتميز بتركيز عالٍ من العناصر غير المتوافقة والمنتجة للحرارة. يتم دعم هذه الفرضية من خلال رسم الخرائط الجيوكيميائية المدارية، والتي تشير إلى قشرة مكونة بشكل أساسي من الأنورثوسيت. علاوة على ذلك، فإن تحليلات عينات الصخور القمرية المأخوذة من الحمم البركانية الفيضانات، والتي اندلعت على السطح بسبب الذوبان الجزئي داخل الوشاح، تؤكد التركيبة المافية للوشاح، مع الإشارة إلى محتواه العالي من الحديد مقارنة بوشاح الأرض. يبلغ متوسط ​​سمك القشرة القمرية حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا).

بعد آيو، يُصنف القمر باعتباره ثاني أكثر الأقمار الصناعية كثافة داخل النظام الشمسي. ومع ذلك، فإن قلبه الداخلي صغير نسبيًا، حيث يبلغ نصف قطره حوالي 350 كيلومترًا (220 ميلًا) أو أقل، وهو ما يشكل حوالي 20٪ من إجمالي نصف قطر القمر. لا يزال التركيب الدقيق لهذا اللب غير مفهوم تمامًا، على الرغم من أنه من المحتمل أن يكون عبارة عن سبيكة حديد معدنية تحتوي على كميات صغيرة من الكبريت والنيكل. تشير التحقيقات في أنماط دوران القمر المتغيرة زمنياً إلى أن قلب القمر منصهر جزئياً على الأقل. يبلغ الضغط المقدر داخل قلب القمر 5 جيجا باسكال (49000 ضغط جوي).

مجال الجاذبية

يبلغ متوسط جاذبية سطح القمر 1.62 م/ث§34§ (0.1654 جم; 5.318 قدم/ث§1314§)، وهو ما يقرب من نصف جاذبية المريخ وسدس جاذبية الأرض.

يُظهر مجال جاذبية القمر عدم انتظام. وقد تم التحقق من الخصائص التفصيلية لهذا المجال من خلال مراقبة إزاحة دوبلر للإشارات الراديوية المرسلة من المركبات الفضائية التي تدور حولها. تتضمن سمات الجاذبية القمرية البارزة ماسكونات، وهي شذوذات جاذبية إيجابية كبيرة مرتبطة ببعض أحواض الاصطدام العملاقة. تُعزى هذه الحالات الشاذة جزئيًا إلى تدفقات الحمم البازلتية الكثيفة التي ملأت هذه الأحواض فيما بعد. تؤثر مثل هذه المخالفات الجاذبية بشكل كبير على مسارات المركبات الفضائية التي تدور حول القمر. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض الألغاز لا تزال قائمة: تدفقات الحمم البركانية وحدها لا تمثل بشكل كامل توقيع الجاذبية بأكمله، وقد تم تحديد بعض الماسكونات التي تفتقر إلى أي ارتباط مع البراكين البحرية.

يمتلك مجال تأثير جاذبية القمر، حيث تهيمن قوة جاذبيته على جاذبية الأرض، نصف قطر تل يبلغ 60000 كيلومتر. وهذا المدى أقل من سدس المسافة التي تفصل بين القمر والأرض والبالغة 378000 كيلومتر، ويصل إلى نقطة لاغرانج بين الأرض والقمر. تم تحديد هذه المنطقة كفضاء قمري.

المجال المغناطيسي

يُظهر القمر مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا يبلغ حجمه أقل من 0.2 نانو تسلا، وهو أقل من مائة ألف من قوة المجال المغناطيسي للأرض. يفتقر القمر إلى مجال مغناطيسي عالمي ثنائي القطب، ولا يمتلك سوى مغنطة القشرة الأرضية، والتي من المحتمل أنها اكتسبت خلال تاريخه المبكر عندما كان دينامو داخلي لا يزال نشطًا. منذ ما يقرب من 4 مليارات سنة، ربما كانت قوة هذا المجال المغناطيسي المبكر مماثلة للمجال الأرضي الحالي. ويبدو أن حقل الدينامو القديم هذا قد توقف عن العمل منذ حوالي مليار سنة، بعد تبلور قلب القمر. من الناحية النظرية، يمكن أن ينبع جزء من المغنطة المتبقية من المجالات المغناطيسية العابرة التي يتم إنتاجها أثناء التأثيرات الكبيرة، والتي يسهلها توسع سحب البلازما. يتم إنشاء سحب البلازما هذه أثناء التأثيرات الكبيرة داخل المجال المغناطيسي المحيط. يتم دعم هذه الفرضية من خلال ملاحظة أن معظم مغنطيسات القشرة الأرضية تقع بالقرب من أضداد أحواض الاصطدام العملاقة.

يقضي القمر ما يقرب من 27% من فترته المدارية، أي ما يعادل 5-6 أيام لكل شهر قمري، داخل الذيل المغناطيسي للأرض، حيث يتعرض لطبقة البلازما الأرضية بدلاً من الرياح الشمسية.

الغلاف الجوي

يمتلك القمر غلافًا خارجيًا هشًا للغاية، والذي يشكل الغلاف الجوي بأكمله، ويقترب من حالة شبه الفراغ بكتلة إجمالية أقل من 10 أطنان (9.8 طن طويل؛ 11 طن قصير). يبلغ الضغط السطحي الذي تمارسه هذه الكتلة الجوية الدنيا حوالي 3 × 10⁻¹⁵ atm (0.3 nPa)، مما يُظهر اختلافات نهارية. ينشأ هذا الغلاف الخارجي من عمليات مثل إطلاق الغازات والتناثر، والأخير ينتج عن قصف التربة القمرية بأيونات الرياح الشمسية. تشمل العناصر التي تم تحديدها الصوديوم والبوتاسيوم، المتولدين من خلال الرش (التي لوحظت أيضًا في الغلاف الجوي لعطارد وآيو)؛ الهيليوم-4 والنيون، المشتقان من الرياح الشمسية؛ والأرجون-40، والرادون-222، والبولونيوم-210، والتي يتم إطلاقها بعد تكوينها عن طريق التحلل الإشعاعي داخل قشرة القمر ووشاحه. ويظل غياب بعض الأنواع المحايدة، مثل الأكسجين والنيتروجين والكربون والهيدروجين والمغنيسيوم، على الرغم من وجودها في الثرى، مسألة علمية دون حل. تم التعرف على بخار الماء بواسطة Chandrayaan-1، مما يدل على اختلافات خطوط العرض مع تركيزات الذروة حوالي 60-70 درجة، ومن المحتمل أن يكون مصدرها تسامي جليد الماء داخل الثرى. يتم إعادة امتصاص هذه الغازات الجوية في الثرى بسبب الجاذبية القمرية أو الهروب إلى الفضاء، مدفوعًا بضغط الإشعاع الشمسي، أو، إذا تأينت، ينجرف بعيدًا بواسطة المجال المغناطيسي للرياح الشمسية.

تحيط سحابة غبار قمرية مستمرة بالقمر، مكونة من جزيئات صغيرة تنشأ من المذنبات. وتشير التقديرات إلى أن 5 أطنان من جزيئات المذنب تصطدم بسطح القمر يوميا، مما يؤدي إلى قذف الغبار. ويظل هذا الغبار المقذوف معلقًا فوق القمر لمدة 10 دقائق تقريبًا، مع وقت صعود قدره 5 دقائق ووقت هبوط قدره 5 دقائق. ويوجد فوق القمر ما متوسطه 120 كيلوجرامًا من الغبار، ويصل إلى ارتفاعات تصل إلى 100 كيلومتر. أشارت البيانات المستقاة من تجربة الغبار القمري (LDEX) التابعة لـ LADEE إلى أن أعداد الجسيمات وصلت إلى أعلى مستوياتها خلال زخات نيزك Geminid وQuadrantid وNorthern Taurid وOmicron Centaurid، وهي الفترات التي تعبر فيها كل من الأرض والقمر حطام المذنبات. تُظهِر سحابة الغبار القمري توزيعًا غير متماثل، مع زيادة الكثافة الملحوظة بالقرب من النهاية، وهي الحدود التي تفصل بين الجانب النهاري والليل للقمر.

تشير تحليلات عينات الصهارة القمرية التي تم جمعها خلال بعثات أبولو إلى أن القمر كان يتمتع بغلاف جوي كثيف نسبيًا لمدة 70 مليون سنة، أي منذ حوالي 3 إلى 4 مليارات سنة. كان هذا الغلاف الجوي القديم، الناتج عن الغازات المنبعثة من الانفجارات البركانية القمرية، ضعف سمك الغلاف الجوي الحالي للمريخ. وبمرور الوقت، تآكل الغلاف الجوي القمري البدائي تدريجيًا بسبب الرياح الشمسية، ومن ثم تبعثر في الفضاء.

ظروف السطح

تؤدي التأثيرات المجمعة للإشعاعات المؤينة الناتجة عن الأشعة الكونية، وإشعاع النيوترونات الناتج عنها، والإشعاع الشمسي إلى تعرض متوسط ​​للإشعاع يبلغ 1.369 مللي سيفرت يوميًا خلال النهار القمري. وهذا المستوى أعلى بنحو 2.6 مرة من المستوى الموجود على محطة الفضاء الدولية، و5-10 مرات أكبر مما كان عليه أثناء رحلة عبر المحيط الأطلسي، وأعلى 200 مرة مما هو عليه على سطح الأرض. للمقارنة السياقية، يبلغ متوسط ​​مستويات الإشعاع حوالي 1.84 مللي سيفرت يوميًا أثناء العبور إلى المريخ وحوالي 0.64 مللي سيفرت يوميًا على سطح المريخ، مع احتمال أن تظهر بعض المواقع المريخية مستويات منخفضة تصل إلى 0.342 مللي سيفرت يوميًا. علاوة على ذلك، ينقل الإشعاع الشمسي شحنة كهربائية إلى الغبار القمري شديد الكشط، مما يؤدي إلى تحليقه في الهواء. تسهل هذه الظاهرة انتشار الغبار القمري اللاصق على نطاق واسع، مما يشكل مخاطر على صحة الجهاز التنفسي البشري والمعدات الميكانيكية.

يبلغ الميل المحوري للقمر بالنسبة لمستوى مسير الشمس 1.5427 درجة فقط، أي أقل بكثير من ميل الأرض البالغ 23.44 درجة. يؤدي هذا الحد الأدنى من الميل المحوري إلى انخفاض كبير في التغيرات الموسمية في الإضاءة الشمسية القمرية مقارنة بالأرض. علاوة على ذلك، فهي تتيح وجود "قمم معينة من الضوء الأبدي" في القطب الشمالي للقمر، وتحديدًا على طول حافة فوهة بيري.

يواجه سطح القمر تقلبات كبيرة في درجات الحرارة، تتراوح من 120 درجة مئوية إلى -171 درجة مئوية، ويتأثر ذلك بشكل أساسي بالإشعاع الشمسي. نظرًا لغياب الغلاف الجوي، تكون درجات حرارة السطح المحلية متغيرة بدرجة كبيرة، حيث تلعب الخصائص الطبوغرافية دورًا حاسمًا في تحديد ما إذا كانت المنطقة معرضة لأشعة الشمس أو تظل في الظل. تحتوي العديد من الحفر، خاصة تلك الموجودة في القطبين، على مناطق مظللة بشكل دائم، يشار إليها غالبًا بمناطق الظلام الدائم، والتي تظهر درجات حرارة منخفضة بشكل استثنائي. سجلت Lunar Reconnaissance Orbiter أدنى درجات حرارة صيفية في الفوهات القطبية الجنوبية عند 35 درجة كلفن (−238 درجة مئوية; −397 درجة فهرنهايت). علاوة على ذلك، انخفضت درجات الحرارة إلى 26 كلفن فقط (−247 درجة مئوية؛ −413 درجة فهرنهايت) بالقرب من الانقلاب الشتوي داخل فوهة هيرميت القطبية الشمالية. يمثل هذا القياس أبرد درجة حرارة سجلتها مركبة فضائية على الإطلاق في النظام الشمسي، متجاوزة حتى درجة حرارة سطح بلوتو.

تغطي قشرة القمر طبقة من الثرى، وهي طبقة سطحية رمادية اللون في الغالب تتميز بالتفتت الشديد (التفتت إلى جزيئات أصغر تدريجيًا) وتأثير البستنة، الناتج عن عمليات التأثير المستمرة. يتكون هذا الثرى الناعم، الذي يُطلق عليه غالبًا تربة القمر، من زجاج ثاني أكسيد السيليكون ويظهر ملمسًا أقرب إلى الثلج، مصحوبًا برائحة تذكرنا بالبارود المستهلك. يختلف سمك الثرى بشكل كبير. وعادةً ما يكون أكبر على الأسطح القديمة، ويتراوح من 10-15 مترًا (33-49 قدمًا) في المرتفعات، مقارنة بـ 4-5 مترًا (13-16 قدمًا) في ماريا. تحت هذا الثرى المفتت جيدًا يقع الثرى الكبير، وهو طبقة كبيرة من صخور الأساس المتكسرة على نطاق واسع والتي تمتد بعمق عدة كيلومترات.

تجعل هذه الظروف البيئية القاسية من غير المحتمل للمركبة الفضائية أن تحافظ على جراثيم بكتيرية قابلة للحياة على القمر لفترات تتجاوز مدارًا قمريًا واحدًا.

ميزات السطح

تم رسم خريطة تضاريس القمر بدقة باستخدام قياس الارتفاع بالليزر وتحليل الصور المجسمة. الميزة الطبوغرافية الأبرز هي حوض القطب الجنوبي-أيتكين الضخم، الواقع على الجانب البعيد، ويمتد قطره حوالي 2240 كيلومترًا (1390 ميلًا). يشكل هذا الحوض أكبر حفرة على القمر وثاني أكبر حفرة صدمية مؤكدة داخل النظام الشمسي. يمثل أرضه، الذي يصل إلى عمق 13 كيلومترًا (8.1 ميلًا)، أدنى نقطة على سطح القمر، وتحديدًا عند −9.178 كيلومترًا (−5.703 ميلًا) عند 70.368° جنوبًا 172.413 درجة غربًا / -70.368; -172.413 داخل حفرة داخل فوهة أنطونيادى. على العكس من ذلك، تقع أعلى الارتفاعات، بما في ذلك القمة السيلينية عند 10.629 كيلومترًا (6.605 ميل)، مباشرةً إلى الشمال الشرقي (5.441° شمالًا 158.656° غربًا / 5.441; -158.656)، وهي منطقة من المحتمل أن تكون سميكة بسبب التأثير المائل الذي شكل حوض القطب الجنوبي-أيتكين. تتميز أحواض الارتطام المهمة الأخرى، مثل إمبريوم وسيرينيتاتيس وكريسيوم وسميثي وأورينتال، بارتفاعات منخفضة إقليميًا وحواف مرتفعة. في المتوسط، يُظهر الجانب البعيد من سطح القمر ارتفاعًا يبلغ حوالي 1.9 كيلومتر (1.2 ميل) أكبر من الجانب القريب.

تشير الأدلة المستمدة من منحدرات الصدع إلى أن القمر قد تقلص بمقدار 90 مترًا تقريبًا (300 قدم) على مدى مليار سنة الماضية. وقد لوحظت أيضًا ميزات انكماش مماثلة على عطارد. ومن الجدير بالذكر أن حوض ماري فريجوريس، وهو حوض بالقرب من القطب الشمالي كان يعتبر سابقًا غير نشط جيولوجيًا، قد أظهر تشققًا وتحولًا. نظرًا لعدم وجود صفائح تكتونية على القمر، فإن نشاطه التكتوني يستمر بوتيرة بطيئة، مع تكوّن الشقوق عندما يبدد الجرم السماوي الحرارة الداخلية تدريجيًا.

تحقق العلماء من وجود كهف قمري يقع بالقرب من بحر الهدوء، بالقرب من موقع هبوط أبولو 11 عام 1969. يبلغ عرض هذا الكهف، الذي تم تحديده كنقطة وصول إلى أنبوب الحمم البركانية المنهار، حوالي 45 مترًا ويصل طوله إلى 80 مترًا، وهو ما يمثل أول دخول مؤكد إلى كهف قمري. تم اشتقاق هذا التأكيد من تحليل الصور الفوتوغرافية الذي أجراه مسبار الاستطلاع القمري التابع لناسا في عام 2010. توفر درجة حرارة الكهف الثابتة التي تبلغ 17 درجة مئوية تقريبًا بيئة مواتية لسكن رواد الفضاء في المستقبل، مما يوفر الحماية من التغيرات الحرارية الشديدة والإشعاع الشمسي والنيازك الدقيقة. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات كبيرة، بما في ذلك قضايا إمكانية الوصول والمخاطر الكامنة في الانهيارات الجليدية والانهيارات الهيكلية. وبالتالي فإن هذا الاكتشاف يحمل وعدًا كبيرًا لإنشاء قواعد قمرية أو ملاجئ للطوارئ في المستقبل.

الخصائص البركانية

أبرز السمات التي يمكن ملاحظتها من الأرض دون مساعدة بصرية هي السهول القمرية المظلمة وغير المميزة نسبيًا، والمعروفة باسم ماريا (مفرد فرس). تتكون هذه التكوينات، التي يُترجم اسمها اللاتيني إلى "بحار" بسبب المفاهيم التاريخية الخاطئة حول تكوينها، من حمم بازلتية قديمة متصلبة واسعة النطاق. على الرغم من أن البازلت القمري يشبه البازلت الأرضي، إلا أنه يحتوي على نسبة أعلى من الحديد ويفتقر إلى المعادن المعدلة بواسطة الماء. معظم تدفقات الحمم البركانية هذه إما انفجرت أو امتلأت المنخفضات المرتبطة بأحواض التصادم؛ ومع ذلك، فإن الفيضان البازلتي الأكثر توسعًا على القمر، Oceanus Procellarum، لا يتماشى مع حوض الاصطدام الواضح. يمكن التعرف في كثير من الأحيان على حلقات متميزة من ترسب الحمم البركانية داخل ماريا من خلال الاختلافات في البياض السطحي وهوامش التدفق التي يمكن تمييزها.

تضمن تكوين ماريا التبريد والانكماش اللاحق للحمم البازلتية، مما أدى إلى ظهور نتوءات متجعدة في مناطق معينة. يمكن أن تمتد هذه التلال المنخفضة والمتعرجة لمئات الكيلومترات وتحدد في كثير من الأحيان الهياكل تحت السطح داخل الفرس. نتيجة أخرى لتكوين ماريا هي ظهور منخفضات متحدة المركز على طول أطرافها، تسمى الأخدود المقوسة. تنشأ هذه الخصائص عندما ينحسر صخور البازلت إلى الداخل بسبب كتلتها، مما يؤدي إلى تكسر حوافها وانفصالها.

بعيدًا عن ماريا التي يمكن ملاحظتها بسهولة، يمتلك القمر أيضًا رواسب فرس مخبأة تحت المقذوفات الاصطدامية. من المفترض أن هذه التكوينات المخفية، المعروفة باسم cryptomares، تسبق نظيراتها المكشوفة. على العكس من ذلك، فقد أخفت الحمم البركانية العديد من الصفائح والبرك المنصهرة. تنشأ ذوبان الصدمات من ضغوط الصدمات الشديدة الناتجة عن الاصطدامات، والتي تبخر وتسيل المناطق المحيطة بموقع التأثير. عندما لا يزال الارتطام مرئيًا، يمكن التمييز بينه وبين حمم الفرس بناءً على توزيعها المكاني، والبياض، وخصائصها التركيبية.

يتم تفسير الأنهار المتعرجة، التي تمت ملاحظتها داخل ماريا وبجوارها، على أنها قنوات حمم ميتة أو أنابيب حمم بركانية منهارة. تنبثق هذه الميزات عادة من الفتحات البركانية، مما يعرض مسارًا متعرجًا ومتفرعًا في بعض الأحيان. الأمثلة البارزة، بما في ذلك وادي شروتر وريما هادلي، تتفوق على قنوات الحمم البركانية الأرضية في الطول والعرض والعمق، وتظهر أحيانًا انحناءات وانعطافات حادة غير معتادة على الأرض.

لقد عدلت البراكين في البحيرات الفوهات الناتجة عن الاصطدام من خلال عدة آليات، مثل ملئها جزئيًا والتسبب في رفع وتكسير أرضياتها بسبب دخول مادة الفرس أسفل الأجزاء الداخلية منها. تشمل الأمثلة البارزة فوهات تارونتيوس وجاسندي. على العكس من ذلك، فإن بعض الحفر، مثل هايجينوس، هي بركانية الأصل بالكامل، وقد تشكلت على شكل كالديرات أو حفر انهيار. هذه الفوهات البركانية غير شائعة نسبيًا، وعادةً ما تكون أصغر حجمًا (يبلغ عرضها بضعة كيلومترات فقط)، وأقل عمقًا، وتمتلك شكلًا غير منتظم أكثر من الحفر الصدمية. علاوة على ذلك، فإنها تفتقر إلى الحواف المقلوبة المميزة المرتبطة بميزات الاصطدام.

داخل الجانب القريب من ماريا، تستضيف العديد من المقاطعات الجيولوجية المتميزة براكين درعية وقبابًا بركانية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر مناطق معينة رواسب الحمم البركانية، ومخاريط السكوريا، والقباب غير البازلتية المكونة من حمم بركانية عالية اللزوجة بشكل استثنائي.

تقع الغالبية العظمى من ماريا القمرية على الجانب القريب من القمر، وتغطي 31% من سطحه، على النقيض من 2% فقط على الجانب البعيد. من المحتمل أن يعزى عدم التماثل هذا إلى التركيز العالي للعناصر المنتجة للحرارة تحت القشرة القريبة، مما قد يسهل التسخين والذوبان الجزئي والصعود وثوران الوشاح الأساسي. في حين أن معظم صخور البازلت القمرية قد اندلعت خلال فترة إمبريان، منذ ما يقرب من 3.3 إلى 3.7 مليار سنة، فإن عمر بعض الرواسب يتراوح بين 1.2 مليار إلى 4.2 مليار سنة.

كشف بحث أجري عام 2006 عن إينا، وهو منخفض صغير داخل لاكوس فيليسيتاتيس، عن ميزات جيولوجية خشنة وخالية من الغبار نسبيًا. يشير غياب التآكل الناتج عن الحطام المتساقط إلى أن عمر الكوكب يبلغ مليوني سنة فقط. علاوة على ذلك، يشير النشاط الزلزالي (الزلازل القمرية) وانبعاثات الغاز إلى العمليات الجيولوجية القمرية المستمرة. تم توثيق الأدلة على النشاط البركاني القمري الحديث عبر 70 بقعة غير منتظمة، يقدر عمر بعضها بأقل من 50 مليون سنة. تقترح هذه النتائج أن يكون الوشاح القمري أكثر دفئًا مما كان مفترضًا سابقًا، خاصة على الجانب القريب حيث تظهر القشرة العميقة درجات حرارة مرتفعة بشكل ملحوظ بسبب التركيز العالي للعناصر المشعة. تم أيضًا التعرف على البراكين البازلتية، التي يرجع تاريخها إلى ما بين 2 و10 ملايين سنة مضت، داخل فوهة لويل، الواقعة داخل الحوض الشرقي. مزيج من الوشاح الأكثر سخونة في البداية والإثراء الموضعي للعناصر المنتجة للحرارة داخل الوشاح قد يفسر النشاط الجيولوجي المستدام على الجانب البعيد، وتحديدًا داخل الحوض الشرقي.

تم تحديد المناطق القمرية ذات اللون الفاتح على أنها تيرا، ويشار إليها في كثير من الأحيان باسم المرتفعات، نظرًا لتضاريسها المرتفعة مقارنة بمعظم المناطق القمرية. يشير التأريخ الإشعاعي إلى تشكلها منذ حوالي 4.4 مليار سنة، ومن المحتمل أن تمثل تراكمات بلاجيوجلاز من محيط الصهارة القمرية. وبخلاف الأرض، لا يُعتقد أن أي جبال قمرية مهمة قد نشأت نتيجة لعمليات تكتونية.

من المفترض أن التوزيع السائد للماريا على الجانب القريب من القمر يرتبط بالقشرة السميكة بشكل ملحوظ في المرتفعات على الجانب البعيد. قد يكون عدم تناسق القشرة الأرضية هذا ناتجًا عن اصطدام منخفض السرعة يتضمن قمرًا ثانيًا افتراضيًا للأرض، والذي حدث بعد عشرات الملايين من السنين من التكوين الأولي للقمر. ويشير تفسير بديل إلى أن عدم التماثل هذا هو نتيجة لتسخين المد والجزر التفاضلي الذي يحدث عندما يدور القمر بالقرب من الأرض بشكل كبير.

فوهات الارتطام

تشكل الفوهات الاصطدامية عملية جيولوجية أولية تشكل سطح القمر، ناتجة عن الاصطدامات بين الكويكبات والمذنبات والقمر. تشير التقديرات إلى وجود ما يقرب من 300000 حفرة يزيد قطرها عن كيلومتر واحد (0.6 ميل) على الجانب القريب من القمر. تعرض الحفر القمرية أشكالًا متنوعة تعتمد على أبعادها. تشمل الأنواع الأساسية، المُصنفة حسب القطر المتزايد، الحفر البسيطة، التي تتميز بتصميمات داخلية ناعمة على شكل وعاء وحواف مرتفعة؛ الحفر المعقدة، التي تتميز بأرضيات مسطحة، وجدران مدرجات، وقمم مركزية؛ أحواض الذروة الدائرية؛ وأحواض متعددة الحلقات، تتميز بحلقتين أو أكثر من حلقات الذروة متحدة المركز. في حين أن معظم الفوهات الصدمية دائرية، إلا أن بعضها، مثل كانتور ويانسن، يظهر خطوطًا متعددة الأضلاع، ومن المحتمل أن تتأثر بالصدوع والمفاصل الموجودة تحت السطح. والبعض الآخر، بما في ذلك زوج ميسييه، وشيلر، ودانييل، ممدودون. قد تنشأ مثل هذه الاستطالات من التأثيرات المائلة للغاية، أو تأثيرات الكويكبات الثنائية، أو تجزئة الشظايا قبل الاصطدام، أو التأثيرات الثانوية المتقاربة.

يعتمد الجدول الزمني الجيولوجي القمري على أحداث تأثير كبيرة، تتمثل في تكوينات متعددة الحلقات مثل نكتاريس، وإمبريوم، وأورينتال، والتي تمتد لمئات إلى آلاف الكيلومترات في القطر وترتبط بمآزر مقذوفة واسعة النطاق تشكل آفاقًا طبقية إقليمية. يساهم غياب الغلاف الجوي والطقس والنشاط الجيولوجي الحديث في الحفاظ بشكل استثنائي على العديد من الحفر. على الرغم من وجود تواريخ قياس إشعاعي محددة لعدد محدود فقط من الأحواض متعددة الحلقات، إلا أنها مفيدة في تحديد الأعمار النسبية. وبالنظر إلى أن الحفر الأثرية تتراكم بمعدل ثابت تقريبًا، يمكن تحقيق تقدير عمر السطح من خلال تحديد عدد الحفر لكل وحدة مساحة. ومع ذلك، الحذر أمر حتمي عند استخدام منهجية عد الحفر، وذلك بسبب احتمال وجود حفر ثانوية. يمكن للمقذوفات الناتجة عن الاصطدامات الأولية أن تولد حفرًا ثانوية، تظهر في كثير من الأحيان في مجموعات أو سلاسل، ولكنها تظهر أيضًا كمعالم معزولة على مسافات كبيرة من موقع الاصطدام الأولي. يمكن لهذه التكوينات الثانوية أن تحاكي الحفر الأولية وقد تشكل أغلبية داخل مجموعات الحفر الصغيرة، وبالتالي فإن وجودها غير المعترف به يمكن أن يؤدي إلى تحريف تقديرات العمر بشكل كبير.

يكشف التأريخ الإشعاعي للصخور المنصهرة الناتجة عن الارتطام والتي تم استردادها خلال بعثات أبولو عن تجمع للأعمار بين 3.8 و4.1 مليار سنة، وهو اكتشاف ساهم في تشكيل فرضية فترة القصف الثقيل المتأخر التي تتميز بمعدل مرتفع من التأثيرات.

كشفت الصور عالية الدقة التي حصلت عليها مركبة Lunar Reconnaissance Orbiter خلال العقد الأول من القرن الحادي والعشرين عن معدل إنتاج الحفرة المعاصرة الذي يتجاوز التقديرات السابقة بشكل كبير. ويُعتقد أن آلية الحفر الثانوية، المدفوعة بالمقذوفات البعيدة، تعمل على إعادة صياغة السنتيمترين العلويين من الثرى على مدى فترة زمنية تقريبية تبلغ 81000 عام. وهذا المعدل أكبر 100 مرة من المعدل المشتق من النماذج المستندة حصريًا إلى التأثيرات المباشرة للنيازك الدقيقة.

الدوامات القمرية

تمثل الدوامات القمرية تشكيلات غامضة موزعة على سطح القمر. تتميز هذه الميزات بالبياض العالي، والمظهر غير الناضج بصريًا (يدل على الخصائص البصرية للثرى الصغير نسبيًا)، وفي كثير من الأحيان شكل متعرج. غالبًا ما يتم التأكيد على معالمها من خلال المناطق المنخفضة البياض المتداخلة التي تتعرج بين الدوامات الأكثر سطوعًا. تقع هذه التكوينات في المناطق التي تظهر فيها مجالات مغناطيسية سطحية معززة، ويحدث العديد منها عند النقاط المقابلة للهياكل ذات التأثير الكبير. تشمل الأمثلة البارزة ميزة Reiner Gamma وMare Ingenii. تشير الفرضية السائدة إلى أن الدوامات القمرية هي مناطق محمية جزئيًا من الرياح الشمسية، مما يؤدي إلى انخفاض معدل التجوية الفضائية.

وجود الماء

المياه السائلة غير مستدامة على سطح القمر، حيث أن الإشعاع الشمسي يتحللها بسرعة عن طريق التفكك الضوئي، مما يؤدي إلى فقدانها في الفضاء. ومع ذلك، منذ ستينيات القرن العشرين، افترض العلماء أن الجليد المائي يمكن أن يترسب عن طريق تأثيرات المذنبات أو يتولد من خلال تفاعل الصخور القمرية الغنية بالأكسجين مع هيدروجين الرياح الشمسية. قد تستمر آثار الماء هذه داخل الحفر الباردة والمظللة بشكل دائم الموجودة في كلا القطبين القمريين. تشير نماذج الكمبيوتر إلى أن ما يصل إلى 14000 كيلومتر² (5400 ميل مربع) من سطح القمر يمكن أن يظل في الظل الدائم. يعد توفر كميات المياه القابلة للاستغلال على القمر عاملاً حاسمًا في إنشاء سكن قمري فعال من حيث التكلفة، نظرًا لأن نقل المياه من الأرض سيتحمل نفقات باهظة.

أكدت التحقيقات اللاحقة وجود علامات مائية على سطح القمر. في عام 1994، أشارت تجربة الرادار الثنائي الاستاتيكي على متن المركبة الفضائية كليمنتاين في البداية إلى وجود جيوب مائية صغيرة متجمدة بالقرب من السطح. ومع ذلك، اقترحت الملاحظات الرادارية اللاحقة التي أجراها أريسيبو أن هذه الاكتشافات قد تمثل بدلاً من ذلك صخورًا تم طردها من الحفر الناتجة عن الارتطام مؤخرًا. بحلول عام 1998، كشف مقياس الطيف النيوتروني الموجود على المركبة الفضائية Lunar Prospector عن تركيزات مرتفعة من الهيدروجين ضمن المتر الأول من الثرى في المناطق القطبية. علاوة على ذلك، احتوت حبات الحمم البركانية التي تم استردادها خلال مهمة أبولو 15 على كميات صغيرة من الماء داخل أجزائها الداخلية.

في عام 2008، أكدت المركبة الفضائية Chandrayaan-1، المجهزة بمخطط المعادن القمرية، وجود جليد مائي سطحي. حدد المطياف خطوط امتصاص الهيدروكسيل في ضوء الشمس المنعكس، مما يشير إلى وجود كميات كبيرة من الجليد المائي على سطح القمر، مع احتمال أن تصل التركيزات إلى 1000 جزء في المليون. بحلول عام 2018، أثبتت أطياف الانعكاس التي وضعها راسم الخرائط، باستخدام الإضاءة غير المباشرة للمناطق المظللة، وجود الجليد المائي ضمن خط عرض 20 درجة لكلا القطبين. بالإضافة إلى ذلك، في عام 2009، نشرت مهمة LCROSS مسبارًا يبلغ وزنه 2300 كجم (5100 رطل) في حفرة قطبية مظللة بشكل دائم، واكتشفت ما لا يقل عن 100 كجم (220 رطلاً) من الماء داخل العمود المقذوف الناتج. أدى التحليل اللاحق لبيانات LCROSS إلى تحسين هذا التقدير، مما يشير إلى ما يقرب من 155 ± 12 كجم (342 ± 26 رطلاً) من المياه المكتشفة.

في مايو 2011، أبلغ الباحثون عن تركيزات مياه تتراوح من 615 إلى 1410 جزء في المليون ضمن شوائب ذوبان العينة القمرية 74220، المعروفة باسم "التربة الزجاجية البرتقالية" عالية التيتانيوم من أصل بركاني، والتي تم جمعها خلال 1972 مهمة أبولو 17. نشأت هذه الشوائب من الانفجارات القمرية المتفجرة منذ حوالي 3.7 مليار سنة، وتركيز الماء فيها مماثل لتلك الموجودة في الصهارة في الوشاح العلوي للأرض. في حين أن هذا الاكتشاف يحمل أهمية سيلينولوجية كبيرة، إلا أنه لا يعني وجود مياه يمكن الوصول إليها بسهولة، حيث نشأت العينة على بعد عدة كيلومترات تحت السطح، وأثبتت الشوائب صعوبة كبيرة في اكتشافها، حيث تطلب تحديدها 39 عامًا من التحليل باستخدام أداة مسبار أيوني متطور.

في أغسطس 2018، أسفر تحليل البيانات من مخطط المعادن القمرية (M3) عن أول "دليل قاطع" على وجود الجليد المائي على سطح القمر. أظهرت البيانات بصمات عاكسة مميزة للجليد المائي، مما يميزه عن الغبار والمواد العاكسة الأخرى. تم تحديد هذه الرواسب الجليدية في القطبين الشمالي والجنوبي، مع ملاحظة وفرة أكبر في الجنوب. هنا، يتم عزل المياه داخل الحفر والشقوق المظللة بشكل دائم، مما يحميها من الإشعاع الشمسي، مما يتيح استمرارها كجليد سطحي.

في أكتوبر 2020، أبلغ علماء الفلك عن اكتشاف مياه جزيئية على سطح القمر المضاء بنور الشمس بواسطة العديد من المركبات الفضائية المستقلة، بما في ذلك مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA).

نظام الأرض-القمر

المدار

يتميز مدار القمر بشكل بيضاوي طفيف، يمتلك انحرافًا مداريًا قدره 0.055. يبلغ طول المحور شبه الرئيسي لهذا المدار القمري المتمركز حول الأرض، والمسمى بالمسافة القمرية، حوالي 385000 كيلومتر (239000 ميل)، أو 1.3 ثانية ضوئية، وهو ما يعادل تقريبًا 9.6 أضعاف محيط الأرض.

يكمل القمر دورته الكاملة حول الأرض، بالنسبة للنجوم الثابتة، في حوالي 27.3 يومًا؛ وهذا ما يسمى الفترة الفلكية. ومع ذلك، نظرًا للحركة المدارية المتزامنة لنظام الأرض والقمر حول الشمس، يحتاج القمر إلى مدة ممتدة قليلاً تبلغ 29.5 يومًا لإعادة إنشاء نفس المرحلة القمرية التي تمت ملاحظتها من الأرض، وبالتالي إكمال دورة كاملة. يشار إلى هذه الفترة، المعروفة باسم الفترة القمرية أو الشهر القمري، بالشهر القمري وتتوافق مع مدة يوم شمسي على القمر.

ينشئ قفل المد والجزر رنينًا مداريًا للقمر بنسبة 1:1، مما يعني أن الفترة المدارية حول الأرض تتطابق تمامًا مع فترة دورانه. وتفسر هذه الظاهرة الرؤية المستمرة لنصف كرة واحد فقط، يُسمى بالجانب القريب، من الأرض. على الرغم من هذا الرنين، فإن حركة القمر تظهر اختلافات طفيفة، مثل الميزان، والتي تسبب تغيرات طفيفة في المنظور. ونتيجة لذلك، يصبح ما يقرب من 59% من سطح القمر قابلاً للملاحظة من الأرض بمرور الوقت ومن مواقع أرضية مختلفة.

وبتميزه عن غالبية الأقمار الصناعية الكوكبية الأخرى، فإن المستوى المداري للقمر موجه بشكل أقرب إلى مستوى مسار الشمس أكثر من المستوى الاستوائي للأرض. يخضع مدار القمر لاضطرابات معقدة ومتفاعلة من الشمس والأرض. على سبيل المثال، يتحرك المستوى المداري للقمر تدريجيًا، ويكمل دورة كاملة كل 18.61 عامًا تقريبًا، مما يؤثر لاحقًا على جوانب أخرى من حركة القمر. ويتم توضيح هذه التأثيرات الناتجة رياضيًا من خلال قوانين كاسيني.

المركز المداري

تشكل الأرض والقمر نظامًا قمريًا يتميز بمركز كتلة مشترك، يُعرف باسم barycenter. يقع مركز الباري سنتر هذا على بعد حوالي 5000 كيلومتر (3100 ميل) من مركز الأرض، وهو ما يعادل حوالي ثلاثة أرباع نصف قطر الأرض. نظرًا لتبديد الطاقة من زوج الأرض والقمر الدوار عن طريق احتكاك المد والجزر، فإن مركز الكتلة هذا يهاجر تدريجيًا إلى الخارج ومن المتوقع أن يقيم في النهاية خارج الحدود المادية للأرض.

ضمن إطار مرجعي مركزي الشمس، يدور القمر حول الشمس، مع اضطراب مساره بسبب الأرض. وقد دفعت هذه الملاحظة بعض العلماء إلى اقتراح إمكانية تصنيف القمر ككوكب، مستشهدين بكل من السوابق التاريخية والمعايير النوعية، وملاحظة أن كتلته ستكون كافية لإخلاء مساره المداري حول الشمس إذا كان جسمًا مستقلاً. مثل هذا التصنيف يعني أن نظام الأرض والقمر يعمل ككوكب مزدوج. في حين أن الاتحاد الفلكي الدولي، باعتباره منظمة المعايير الرسمية، لم يضع تعريفات للكواكب الموجودة ضمن الأنظمة الثنائية أو لما يشكل نظام كوكب مزدوج، إلا أن الإجماع بين معظم العلماء يشير إلى أن مثل هذا التصنيف سيستلزم أن يكون مركز ثقل القمر والأرض خارج الأرض نفسها.

تأثيرات المد والجزر

إن الجاذبية المتبادلة التي تمارسها الأرض والقمر والشمس تؤدي إلى قوى تفاضلية، مع سحب أقوى قليلاً على جوانب الأجرام السماوية الأقرب إلى بعضها البعض، وبالتالي توليد قوى المد والجزر. في حين أن المد والجزر المحيطي يمثل المظهر الأكثر شيوعًا لهذه الظاهرة، فإن قوى المد والجزر تؤثر أيضًا بشكل كبير على الجوانب الميكانيكية الأخرى للأرض والقمر ونظامهما المشترك.

تخضع القشرة الصلبة للقمر لتشوهات مد وجزر يبلغ اتساعها حوالي 10 سم (4 بوصات) على مدى 27 يومًا، وتتكون من ثلاثة مكونات متميزة: مكون ثابت يعزى إلى سحب الجاذبية للأرض، بسبب دورانها المتزامن؛ المد المتغير الناتج عن الانحراف المداري والميل؛ ومكون متقلب طفيف ينشأ من الشمس. المكون المتغير الناجم عن الأرض هو نتيجة للتغيرات في المسافة والميزان، والتي تنبع في حد ذاتها من انحراف مدار القمر وميله (في السيناريو الافتراضي لمدار قمري دائري تمامًا وغير مائل، لن يكون هناك سوى المد والجزر الشمسية). تشير الأبحاث العلمية الحديثة إلى أن تأثير جاذبية القمر على الأرض قد يلعب دورًا في الحفاظ على المجال المغناطيسي للأرض.

إن الضغوط المتراكمة الناتجة عن قوى المد والجزر هي المسؤولة عن حدوث الزلازل القمرية. في حين أن الزلازل القمرية أقل تكرارًا وأقل شدة من الزلازل، إلا أنها يمكن أن تستمر لمدة تصل إلى ساعة - وهي فترة أطول بكثير من الزلازل الأرضية - بسبب تشتت الاهتزازات الزلزالية داخل القشرة العلوية الجافة والمجزأة للقمر. شكّل اكتشاف الزلازل القمرية نتيجة غير متوقعة، مستمدة من أجهزة قياس الزلازل التي نشرها رواد فضاء أبولو على القمر بين عامي 1969 و1972.

إن النتيجة الأكثر شيوعًا لقوى المد والجزر هي الارتفاع والانخفاض الدوري لمستويات سطح البحر، والمعروف باسم المد والجزر في المحيطات. على الرغم من أن القمر هو المحرك الرئيسي لقوى المد والجزر، إلا أن الشمس تمارس أيضًا تأثيرًا مديًا كبيرًا، حيث تساهم بما يصل إلى 40% من قوة المد والجزر على القمر. ويؤدي التفاعل بين قوى المد والجزر الشمسية والقمرية إلى توليد ظاهرة المد والجزر الربيعية.

تظهر محيطات الأرض انتفاخين مديين أساسيين: أحدهما يقع على جانب الأرض المواجه للقمر، والآخر على الجانب المقابل تمامًا. عندما تخضع الأرض لدوران محوري، يظل انتفاخ محيطي واحد، يمثل المد العالي، محاذيًا للقمر، بينما يحدث المد المرتفع المقابل على الجانب المقابل. إن جاذبية القمر، التي تكون أكثر قوة على المياه القريبة، مسؤولة عن المد والجزر مباشرة تحته. على العكس من ذلك، يمكن أن يعزى المد على الجانب الآخر إما إلى قوة الطرد المركزي المتولدة أثناء دوران الأرض حول مركز الثقل، أو إلى القصور الذاتي للمياه حيث أن تأثير جاذبية القمر الأقوى على الأرض الصلبة يسحب الكوكب بعيدًا عن المياه الأبعد.

وبالتالي، كل 24 ساعة تقريبًا، يتم ملاحظة مدين مرتفعين ومد منخفضين. نظرًا لأن القمر يدور حول الأرض في نفس اتجاه دوران الأرض، فإن المد العالي يتكرر كل 12 ساعة و25 دقيقة تقريبًا، مع حساب 25 دقيقة إضافية للتقدم المداري للقمر حول الأرض.

في سيناريو افتراضي حيث تشكل الأرض كوكبًا مائيًا فقط خاليًا من القارات، سيكون المد الناتج ظاهرة يمكن التنبؤ بها بدرجة كبيرة، حيث يبلغ اتساعها مترًا واحدًا تقريبًا. ومع ذلك، فإن المد والجزر الفعلي في المحيط يتأثر بشكل كبير ويتم تعديله بعدة عوامل إضافية:

• التفاعل الاحتكاكي بين مياه المحيطات ودوران الأرض، بوساطة تضاريس قاع المحيطات
• القصور الذاتي المتأصل المرتبط بحركة الماء
• خصائص قياس الأعماق لأحواض المحيطات، والتي تظهر عمقًا متناقصًا بالقرب من الكتل الأرضية
• التذبذب الرنان للمياه بين أحواض محيطية متميزة

وبالتالي، فإن التوقيت الدقيق لأحداث المد والجزر عبر معظم المواقع العالمية مستمد في المقام الأول من الملاحظات التجريبية، والتي يتم توضيحها لاحقًا من خلال الأطر النظرية.

تطور نظام الأرض والقمر

تؤدي الفترات الزمنية في ذروة حدوث المد والجزر في المحيطات والأجسام الصلبة إلى توليد عزم دوران يعارض دوران الأرض. تعمل هذه الظاهرة على تبديد الزخم الزاوي والطاقة الحركية الدورانية من الأرض، وبالتالي إبطاء دورانها. يتم نقل الزخم الزاوي الذي تخلت عنه الأرض بشكل متزامن إلى القمر من خلال آلية تسمى تسارع المد والجزر، والتي تدفع القمر إلى مدار أعلى تدريجيًا مع تقليل سرعته المدارية حول الأرض في نفس الوقت. على مدى ما يقرب من 3.2 مليار سنة، أدت هذه العملية إلى تمديد مدة الشهر الشاذ من 20 يومًا إلى طوله الحالي البالغ 27.55 يومًا.

وبالتالي، تتوسع المسافة بين الأرض والقمر تدريجيًا، وتتضاءل سرعة دوران الأرض بشكل متزامن. تشير البيانات التي تم الحصول عليها من عاكسات الليزر التي تم نشرها خلال بعثات أبولو، من خلال تجارب تحديد المدى القمري، إلى أن نصف قطر مدار القمر يزداد بحوالي 38 ملم (1.5 بوصة) سنويًا، وهو معدل مماثل لنمو أظافر الإنسان. علاوة على ذلك، تكشف قياسات الساعة الذرية أن يوم الأرض يمتد بنحو 17 ميكروثانية كل عام، مما يستلزم زيادة تدريجية في وتيرة تعديلات الثانية الكبيسة على التوقيت العالمي المنسق (UTC).

يعمل سحب المد والجزر المستمر هذا على مزامنة دوران الأرض تدريجيًا مع الفترة المدارية للقمر. تؤدي عملية التزامن هذه في البداية إلى قفل المد والجزر للجسم الأقل كتلة داخل النظام المداري، وهي حالة حققها القمر بالفعل. من الناحية النظرية، في حوالي 50 مليار سنة، سوف يتباطأ دوران الأرض بما يكفي ليتناسب مع الفترة المدارية للقمر، مما يؤدي إلى تقديم الأرض بشكل دائم لنفس نصف الكرة الأرضية للقمر. ومع ذلك، من المتوقع أن تتطور الشمس إلى عملاق أحمر، وهي عملية من المرجح أن تبتلع نظام الأرض والقمر في وقت أقرب بكثير.

إذا تجنب نظام الأرض والقمر اجتياح الشمس الموسعة، فإن السحب الجوي من الغلاف الجوي الشمسي يمكن أن يؤدي إلى اضمحلال في مدار القمر. عند الوصول إلى مسافة مدارية تبلغ حوالي 18470 كيلومترًا (11480 ميلًا)، سيخترق القمر حد روش للأرض. عند هذه النقطة، فإن قوى المد والجزر التي تمارسها الأرض من شأنها أن تتسبب في تفكك القمر، وتشكيل نظام حلقات كوكبية. وفي وقت لاحق، ستخضع غالبية شظايا الحلقة المدارية للتحلل المداري، مع اصطدام الحطام الناتج بالأرض. لذلك، حتى في حالة غياب الابتلاع الشمسي، يمكن أن تصبح الأرض في نهاية المطاف خالية من تابعها الطبيعي.

اتجاه القمر وخصائصه الظاهرة

يختلف الموقع الظاهري للقمر في سماء الأرض بشكل كبير، ويعتمد ذلك على موقع الراصد الأرضي والتوقيت المحدد خلال السنة القمرية والشهر القمري ويوم الأرض. سنويًا، يصل القمر إلى ذروته على ارتفاعات مختلفة طوال اليوم. والجدير بالذكر أن القمر يصل إلى أعلى موقع سماوي له خلال فصل الشتاء وأدنى موضع له خلال فصل الصيف، وهو نمط ثابت عبر كل من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي للأرض، وهو ما يتناقض مع التغيرات الموسمية في ارتفاع الشمس.

في كل من القطبين الشمالي والجنوبي، يظل القمر بشكل مستمر فوق الأفق لمدة أسبوعين خلال كل شهر استوائي، والذي يمتد حوالي 27.3 يومًا، وهي ظاهرة مشابهة لليوم القطبي الذي يحدث خلال السنة الاستوائية. في القطب الشمالي، تستخدم العوالق الحيوانية ضوء القمر كمصدر للضوء خلال فترات طويلة عندما تظل الشمس تحت الأفق لعدة أشهر.

يعتمد الاتجاه الملحوظ للقمر على موقعه السماوي ونصف الكرة الأرضية الذي يُرى منه. من نصف الكرة الشمالي، يبدو الأمر مقلوبًا بالنسبة إلى الملاحظات التي تم إجراؤها من نصف الكرة الجنوبي. في بعض الأحيان، تُظهر أعتاب الهلال ميلاً صاعدًا بدلاً من الميل الجانبي. تُلاحظ هذه الظاهرة المحددة، والتي تسمى "القمر الرطب"، بتواتر أكبر في المناطق الاستوائية.

تتقلب المسافة الأرضية للقمر بين حوالي 356,400 كيلومتر (221,500 ميل) عند الحضيض و406,700 كيلومتر (252,700 ميل) عند الأوج، مما يؤدي إلى اختلاف يصل إلى 14% في المسافة والحجم الزاوي الواضح. يبلغ متوسط ​​القطر الزاوي للقمر حوالي 0.52 درجة، وهو ما يقارب حجم الشمس الظاهري § الكسوف. علاوة على ذلك، هناك ظاهرة إدراكية إدراكية، تُعرف باسم وهم القمر، تتسبب في ظهور القمر مكبرًا عندما يقع بالقرب من الأفق.

الدوران

يضمن الدوران المتزامن للقمر خلال مداره حول الأرض أن نفس نصف الكرة القمرية تقريبًا يواجه الكوكب باستمرار. يُطلق على نصف الكرة الأرضية المتجه بشكل دائم نحو الأرض اسم الجانب القريب، في حين يُعرف نقيضه بالجانب البعيد. على الرغم من أنه تم تسميته بشكل خاطئ في كثير من الأحيان على أنه "الجانب المظلم"، إلا أن الجانب البعيد يتلقى إضاءة شمسية بنفس تردد الجانب القريب، وتحديدًا مرة واحدة كل 29.5 يومًا أرضيًا. ويظل الجانب القريب غير مضاء خلال الفترة من القمر المظلم إلى القمر الجديد.

في البداية، كان القمر يمتلك سرعة دوران أكبر؛ ومع ذلك، في وقت مبكر من تاريخها الجيولوجي، تباطأ هذا الدوران وأصبح بعد ذلك مقيدًا مديًا في اتجاهه الحالي بسبب قوى الاحتكاك الناشئة عن تشوهات المد والجزر الناجمة عن الأرض. مع مرور الوقت، تبددت طاقة الدوران المحوري للقمر كطاقة حرارية، وبلغت ذروتها في حالة من الدوران النسبي الصفري بين القمر والأرض. في عام 2016، قام علماء الكواكب، بتحليل البيانات التي تم الحصول عليها خلال مهمة ناسا Lunar Prospector في الفترة من 1998 إلى 1999، بتحديد منطقتين غنيتين بالهيدروجين، مما يشير على الأرجح إلى وجود جليد مائي قديم، يقعان في نصفي الكرة القمرية المتقابلين. ومن المفترض أن هذه المناطق شكلت قطبي القمر منذ مليارات السنين، قبل ارتباط المد والجزر بالأرض.

الإضاءة والمراحل

عندما يدور القمر حول الأرض، فإنه يخضع لدوران، مما يغير اتجاهه بالنسبة للشمس، وبالتالي يشهد يومًا قمريًا. يتوافق اليوم القمري في مدته مع شهر قمري واحد، أو مدار مجمعي واحد حول الأرض، نتيجة لثبات المد والجزر على الأرض. نظرًا لأن القمر ليس مغلقًا مديًا بالنسبة للشمس، فإن فترات النهار والليل تمر عبر سطحه بالكامل. يمكن ملاحظة التحول التدريجي في الإضاءة الشمسية عبر سطح القمر طوال اليوم القمري من الأرض باعتباره مراحل القمر المتطورة، حيث يمثل الهلال المتزايد "شروق الشمس" القمري والهلال المتضائل يمثل مرحلة "غروب الشمس" عند مشاهدته عن بعد.

تكون الليالي القمرية أكثر عمقًا على الجانب البعيد وأثناء خسوف القمر على الجانب القريب، متجاوزة ظلمة الليلة الأرضية الخالية من القمر. خلال فترة الليل، يتلقى الجانب القريب الإضاءة من ضوء الأرض، مما يتيح إمكانية المراقبة المحتملة لميزات سطح القمر من الأرض. يجعل ضوء الأرض ليل الجانب القريب أكثر سطوعًا بحوالي 43 مرة، وأحيانًا يصل إلى 55 مرة، من ليلة أرضية مضاءة فقط بقمر مكتمل.

يتقلب سطوع القمر وحجمه الزاوي الظاهري في السماء الأرضية نتيجة لمداره الإهليلجي حول الأرض. عند نقطة الحضيض، وهي أقرب نقطة مدارية له، يكون القمر أقرب إلى الأرض بنسبة تصل إلى 14% منه عند نقطة الأوج، وهي أبعد نقطة له، وبالتالي يقابل زاوية صلبة أكبر بنسبة تصل إلى 30%. ونتيجة لذلك، وبافتراض وجود مرحلة مماثلة، يُظهر لمعان القمر أيضًا اختلافًا يصل إلى 30٪ بين الأوج والحضيض. يُطلق على القمر المكتمل أو الجديد الذي يحدث في مثل هذا القرب المداري اسم "القمر العملاق".

يستمر كل مرحلة من مراحل القمر المتوسطة الأربعة عادةً لمدة سبعة أيام تقريبًا (على وجه التحديد، حوالي 7.38 يومًا)؛ ومع ذلك، يمكن أن تتقلب هذه المدة بنسبة ±11% تقريبًا نظرًا لاختلاف مسافة مركز الأرض بين أوج القمر (أبعد نقطة) والحضيض (أقرب نقطة).

يتم تعريف عمر القمر على أنه عدد الأيام المنقضية منذ آخر قمر جديد. يشار إلى الدورة الكاملة لمراحل القمر باسم القمر.

يمكن التأكد من العمر التقريبي ومرحلة القمر لأي تاريخ معين عن طريق حساب عدد الأيام اللاحقة للقمر الجديد الموثق (على سبيل المثال، 1 يناير 1900، أو 11 أغسطس 1999) ثم قسمة هذه القيمة على متوسط ​​مدة الشهر القمري (29.53059 يومًا). والباقي الناتج من هذا التقسيم يدل على عمر القمر. تفترض هذه المنهجية وجود مدار دائري تمامًا وتتجاهل اللحظة الدقيقة للقمر الجديد، مما قد يؤدي إلى اختلافات لعدة ساعات في النتائج. وتتضاءل دقة هذا الحساب بشكل متناسب مع المسافة الزمنية من التاريخ المرجعي المختار.

الحسابات المبسطة مناسبة للتطبيقات العامة أو التزيينية، مثل ساعات مراحل القمر. ومع ذلك، فإن التطبيقات الأكثر دقة، والتي يجب أن تأخذ في الاعتبار نقطة الأوج والحضيض القمري، تتطلب منهجيات أكثر تعقيدًا.

يسمح الميزان القمري أحيانًا للمراقبين بإدراك ما يزيد قليلاً عن قرص القمر الكامل، ويمتد حتى 101% تقريبًا، أو جزء صغير من جانبه البعيد، ويصل إلى 5%.

ظواهر الملاحظة

من الناحية التاريخية، كان استقرار سمات سطح القمر المرصودة موضوعًا للنقاش. في الوقت الحالي، تعتبر العديد من تأكيدات التغيير وهمية، وغالبًا ما تُعزى إلى الاختلافات في الإضاءة، أو ظروف المشاهدة الفلكية دون المستوى الأمثل، أو التمثيلات الرسومية غير الدقيقة. ومع ذلك، يحدث إطلاق متقطع للغازات وقد يمثل جزءًا صغيرًا من الظواهر القمرية العابرة الموثقة. تشير الفرضيات الحديثة إلى أن مساحة سطح القمر، التي يبلغ قطرها حوالي 3 كيلومتر (1.9 ميل)، خضعت للتعديل بسبب حدث إطلاق الغاز منذ حوالي مليون سنة.

بياض السطح واللون الحقيقي

يتم تحديد الخصائص البصرية للقمر من خلال خصائصه العاكسة وتركيبته التركيبية. مع بياض يبلغ حوالي 0.12، مقارنة بالإسفلت القديم، يكون القمر مظلمًا بطبيعته، على الرغم من لمعانه البارز في السماء الليلية. يشير هذا البياض المنخفض إلى انعكاس الثرى القمري، وهي طبقة من شظايا الصخور المسحوقة التي تشكلت بسبب القصف النيزكي. يساهم تناثر الضوء بواسطة الثرى في تعزيز سطوع القمر بشكل ملحوظ خلال مرحلته الكاملة مقارنة بأطواره الربعية.

في غياب التداخل الجوي، يكون اللون الجوهري للقمر هو اللون الرمادي البني الخافت. ينشأ هذا اللون من معادن السيليكات الموجودة في الثرى، مما يميز بين السهول البازلتية الداكنة، والمعروفة باسم ماريا، والمرتفعات الفاتحة الغنية بالفلسبار. تمتلك الماريا، وهي نتاج الانفجارات البركانية القديمة، تركيزات مرتفعة من الحديد والتيتانيوم، مما يضفي لونها الداكن. عند مراقبته من الأرض، يمكن أن تؤدي الظروف الجوية إلى تغيير لون القمر الملموس، مما يجعله أحمر أثناء خسوف القمر أو، في بعض الأحيان، أزرق بسبب وجود جسيمات بركانية.

يظهر القمر أيضًا انعكاسًا رجعيًا، وهي ظاهرة حيث ينتشر الضوء مرة أخرى نحو مصدره، مما يؤدي إلى لمعان ثابت عبر قرصه بأكمله دون تعتيم أطرافه بشكل كبير. وتتقلب أبعاده الظاهرية وإشعاعه تبعا لمداره الإهليلجي؛ عند نقطة الحضيض، يمكن أن يبدو أكثر سطوعًا بنسبة تصل إلى 30% وأكبر بنسبة 14% مما هو عليه عند الأوج، وهي ظاهرة يطلق عليها عادة "القمر العملاق".

يمكن أن يتحول اللون الملموس للقمر أحيانًا إلى اللون الأحمر أو الأزرق. أثناء خسوف القمر، قد يبدو باللون الأحمر بسبب انكسار ضوء الطيف الأحمر للشمس بواسطة الغلاف الجوي للأرض على سطح القمر. يؤدي هذا اللون المميز إلى خسوف القمر الذي يشار إليه أحيانًا باسم "أقمار الدم". علاوة على ذلك، يمكن أن يظهر القمر لونًا محمرًا عند رؤيته بزوايا منخفضة من خلال طبقة جوية كثيفة.

على العكس من ذلك، قد يظهر القمر بمظهر أزرق، اعتمادًا على وجود جسيمات معينة في الغلاف الجوي، مثل الرماد البركاني، وهي ظاهرة يطلق عليها بالعامية "القمر الأزرق".

من المهم ملاحظة أن المصطلحين "القمر الأحمر" و"القمر الأزرق" يشيران أيضًا إلى أقمار محددة مكتملة ضمن التقويم. العام، وبالتالي لا تشير حصريًا إلى الوجود اللوني الفعلي لضوء القمر الأحمر أو الأزرق.

الكسوف

يظهر الكسوف حصريًا عندما تحقق الشمس والأرض والقمر محاذاة خطية واحدة، وهو تكوين يسمى "اقتراب". يحدث كسوف الشمس خلال مرحلة القمر الجديد، عندما يكون القمر بين الشمس والأرض. وعلى العكس من ذلك، يحدث خسوف القمر عند اكتمال القمر، حيث تقع الأرض بين الشمس والقمر. القطر الزاوي الظاهري للقمر يقارب قطر الشمس، وكلاهما يميل حوالي نصف درجة من الأرض. على الرغم من أن الشمس أكبر بكثير من القمر، إلا أن بعدها الكبير عن الأرض يؤدي إلى حجم ظاهري مكافئ للقمر الأصغر والأقرب بكثير. كما أن الاختلافات في الحجم الظاهري، التي تعزى إلى مداراتها غير الدائرية، متشابهة بشكل ملحوظ، وإن كانت تحدث ضمن دورات مختلفة. تسهل هذه الديناميكية المدارية حدوث كسوف الشمس الكلي، حيث يظهر القمر أكبر من الشمس، وكسوف الشمس الحلقي، حيث يبدو القمر أصغر من الشمس. أثناء الكسوف الكلي، يحجب القمر قرص الشمس بالكامل، مما يجعل هالة الشمس مرئية بالعين المجردة.

مع زيادة المسافة بين القمر والأرض تدريجيًا بمرور الوقت، يتضاءل بالتالي القطر الزاوي للقمر. في الوقت نفسه، مع تطور الشمس نحو مرحلة العملاق الأحمر، يتوسع حجمها المادي وقطرها الزاوي الظاهري في السماء ببطء. ويعني التفاعل بين هذين التغييرين أنه منذ مئات الملايين من السنين، كان القمر يحجب الشمس باستمرار أثناء كسوف الشمس، وبالتالي يمنع حدوث الكسوف الحلقي. وبالمثل، في المستقبل البعيد، لن يكون القمر كافيًا لتغطية الشمس بالكامل، مما يجعل كسوف الشمس الكلي مستحيلًا.

يميل المستوى المداري للقمر حول الأرض بمقدار 5.145 درجة تقريبًا (5° 9') بالنسبة إلى المستوى المداري للأرض حول الشمس. وبالتالي، لا يظهر الخسوف خلال كل مرحلة اكتمال القمر أو ظهوره. ويتطلب الكسوف اقتراب القمر من نقاط تقاطع هذين المستويين المداريين. تخضع الدورية المتوقعة وتكرار كل من الكسوف الشمسي (القمر الذي يحجب الشمس) والقمري (القمر الذي يحجب الأرض) لدورة ساروس، التي تمتد لمدة 18 عامًا تقريبًا.

بالنظر إلى أن القمر يحجب باستمرار منطقة دائرية من السماء بحوالي نصف درجة في العرض الزاوي، فإن ظاهرة الاحتجاب المرتبطة تظهر عندما يمر نجم أو كوكب مضيء خلف القمر، وبالتالي يصبح محجوبة عن المراقبة الأرضية. وبالتالي، فإن كسوف الشمس يمثل في الأساس احتجابًا للشمس. نظرًا لقرب القمر نسبيًا من الأرض، لا يمكن ملاحظة حالات الاحتجاب النجمي الفردية عالميًا في جميع أنحاء العالم ولا تكون متزامنة في حدوثها. تؤدي حركة مدار القمر إلى تغير سنوي للنجوم الخاضعة للاحتجاب.

وهم القمر

تاريخ الفهم والاستكشاف العلمي

المراقبة ما قبل التلسكوبية (قبل 1609)

يقترح بعض العلماء أن أقدم لوحات الكهوف، التي يعود تاريخها إلى ما يصل إلى 40,000 سنة قبل الحاضر (BP) والتي تصور الثيران والأشكال الهندسية، جنبًا إلى جنب مع عصي إحصاء عمرها 20,000-30,000 سنة، ربما كانت بمثابة أدوات لمراقبة المراحل القمرية وتتبع الوقت من خلال تزايد وتضاءل القمر الدوري. خلال عصور ما قبل التاريخ، تم التعرف على سمات قمرية مختلفة ودمجها في آلهة القمر، ثم تم توثيقها وترميزها مع ظهور الكتابة في الألفية الرابعة قبل الميلاد. من بين أقدم التمثيلات المحتملة للقمر نحت صخري يعود تاريخه إلى 3000 قبل الميلاد، وتحديدًا Orthostat 47، الموجود في نوث، أيرلندا. تم التعرف على الصور الهلالية للقمر، والتي غالبًا ما ترتبط بإله القمر نانا/سين، منذ الألفية الثالثة قبل الميلاد.

إنخيدوانا، المعروفة بأنها أول عالمة فلك وشاعرة، وهي كاهنة أكادية كبرى لإله القمر نانا/سين، وابنة سرجون الكبير (ج. 2334 – ج. 2279 قبل الميلاد)، احتفظت بسجلات لملاحظات القمر داخل مقر إقامتها. يمثل قرص نيبرا السماوي، الذي يعود تاريخه إلى ج تقريبًا. 1800–1600 قبل الميلاد، أقدم تصوير تم اكتشافه وتحديده للقمر في سياق فلكي إلى جانب السمات السماوية الأخرى، مثل الثريا.

افترض الفيلسوف اليوناني القديم أناكساجوراس (ت. 428 ق.م.) أن كلا من الشمس والقمر عبارة عن أجسام كروية ضخمة، حيث يعكس القمر إضاءة الشمس. في الوقت نفسه، بين القرنين الخامس والرابع قبل الميلاد، وثق علماء الفلك البابليون دورة ساروس التي استمرت 18 عامًا لخسوف القمر، بينما قام علماء الفلك الهنود بتفصيل استطالة القمر الشهرية. قدم عالم الفلك الصيني شي شين (القرن الرابع قبل الميلاد) منهجيات للتنبؤ بكل من كسوف الشمس والقمر.

تصور أرسطو (384-322 قبل الميلاد) أن القمر يرسم الحدود بين المجالات الأرضية للعناصر المتغيرة (الأرض والماء والهواء والنار) والعالم السماوي للأثير الذي لا يفنى، وهو إطار فلسفي أثر بعمق على الفكر لعدة قرون. صمم أرخميدس (287-212 قبل الميلاد) قبة فلكية قادرة على حساب حركات القمر والأجرام السماوية الأخرى داخل النظام الشمسي. خلال القرن الثاني قبل الميلاد، وضع سلوقس السلوقي نظرية دقيقة مفادها أن المد والجزر ناتج عن جاذبية القمر، حيث يتأثر حجمها بمحاذاة القمر بالنسبة للشمس. وفي نفس القرن، قام أرسطرخوس بحساب حجم القمر وبعده عن الأرض، وقدر المسافة الأخيرة بحوالي عشرين مرة نصف قطر الأرض.

خلال عهد أسرة هان، افترض الباحثون الصينيون أن القمر يجسد طاقة تشي، وحددت نظرية "التأثير الإشعاعي" بشكل صحيح إضاءة القمر على أنها انعكاس لضوء الشمس. كما لاحظ جينغ فانغ (78-37 قبل الميلاد) الشكل الكروي للقمر. قام بطليموس (90-168 م) بتحسين حسابات أرسطرخوس بشكل كبير، حيث حدد متوسط ​​مسافة القمر بـ 59 مرة نصف قطر الأرض وقطره بـ 0.292 قطر الأرض، وهي قيم قريبة بشكل ملحوظ من الأرقام الدقيقة التي تبلغ حوالي 60 و0.273 على التوالي. في القرن الثاني الميلادي، ألف لوسيان رواية قصة حقيقية، والتي تصور أبطال الرواية يسافرون إلى القمر ويقابلون سكانه. أوضح عالم الفلك الهندي أرياباتا، في عام 510 بعد الميلاد، في كتابه أريابهاتيا أن لمعان القمر ينتج عن ضوء الشمس المنعكس. وفي وقت لاحق، أثبت عالم الفلك والفيزياء ابن الهيثم (965-1039) أن انعكاس ضوء الشمس القمري لم يكن مرآويًا، مثل المرآة، بل منتشرًا، حيث ينبعث الضوء في كل الاتجاهات من سطح القمر المضيء. ابتكر شين كو (1031-1095) من أسرة سونغ قصة رمزية تقارن مراحل القمر بكرة فضية عاكسة، والتي عندما يتم حجبها جزئيًا بمسحوق أبيض ويتم النظر إليها من زاوية، فإنها تشبه الهلال. طوال العصور الوسطى، وقبل اختراع التلسكوب، كان يُفهم القمر تدريجيًا على أنه جسم كروي، على الرغم من استمرار الاعتقاد السائد بأن سطحه "سلس تمامًا".

الاستكشاف التلسكوبي (1609–1959)

تم تطوير التلسكوب وإعداد التقارير الأولية عنه في عام 1608. وأنتج توماس هاريوت أول ملاحظات فلكية تلسكوبية موثقة ورسم خرائط بدائية للقمر في أوائل صيف عام 1609، على الرغم من أنها ظلت غير منشورة. في الوقت نفسه، بدأ جاليليو جاليلي في استخدام التلسكوبات لرصد الأجرام السماوية والقمرية. وفي وقت لاحق من ذلك العام، قام بتوثيق ملاحظات أكثر تعقيدًا واستنتاجات محورية، لا سيما أن القمر يمتلك سطحًا غير مستوٍ يتميز بالجبال والحفر. نُشرت هذه النتائج لاحقًا في عام 1610 في عمله الرائد الذي نال استحسانًا سريعًا، Sidereus Nuncius.

في النصف الأخير من القرن السابع عشر، أنشأ جيوفاني باتيستا ريتشولي وفرانشيسكو ماريا جريمالدي نظام التسميات لميزات القمر الذي لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم. كان عمل فيلهلم بير ويوهان هاينريش فون مادلر الأكثر دقة في الفترة 1834-1836، Mappa Selenographica، بالإضافة إلى منشورهما المصاحب لعام 1837 Der Mond، أول بحث دقيق مثلثيًا لتضاريس القمر. قامت هذه الدراسة الشاملة بفهرسة ارتفاعات أكثر من ألف جبل والدراسات القمرية المرتفعة إلى مستوى من الدقة يضاهي الجغرافيا الأرضية. كان من المعتقد على نطاق واسع أن الفوهات القمرية، التي لاحظها غاليليو في البداية، هي ذات أصل بركاني حتى اقترح ريتشارد بروكتور في سبعينيات القرن التاسع عشر أنها نتجت عن التأثيرات. اكتسبت فرضية التأثير هذه مزيدًا من المصداقية في عام 1892 من خلال العمل التجريبي للجيولوجي جروف كارل جيلبرت، وتم تعزيزها من خلال الدراسات المقارنة التي أجريت في الفترة من عشرينيات إلى أربعينيات القرن العشرين. أدت هذه التطورات في النهاية إلى تطوير علم طبقات القمر، والذي ظهر بحلول الخمسينيات كحقل فرعي مزدهر من علم الجيولوجيا الفلكية.

البعثات القمرية الأولية (1959–1976)

في أعقاب الحرب العالمية الثانية، تم تطوير أنظمة الإطلاق الأولية، وتحققت القدرات بحلول أواخر الخمسينيات من القرن الماضي والتي مكنت كلاً من الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة من نشر المركبات الفضائية في الفضاء. حفزت الحرب الباردة بشكل كبير التطوير السريع والمراقب عن كثب لأنظمة الإطلاق هذه من قبل البلدين، وبلغت ذروتها في "سباق الفضاء" ومرحلة "سباق القمر" اللاحقة، والتي أدت إلى تسريع جهود استكشاف القمر والمصلحة العامة بشكل مكثف.

في أعقاب الرحلة الفضائية الافتتاحية لسبوتنيك 1 في عام 1957، خلال السنة الجيوفيزيائية الدولية، حقق برنامج لونا التابع للاتحاد السوفييتي العديد من الأهداف الرائدة. بعد ثلاث مهمات غير مأهولة وغير ناجحة في عام 1958، أصبح لونا 1 أول جسم من صنع الإنسان يفلت من جاذبية الأرض، حيث مر بالقمر في 4 يناير 1959. وفي وقت لاحق من ذلك العام، أصبح لونا 2 أول جسم من صنع الإنسان يصل إلى سطح القمر من خلال اصطدام متعمد. وبحلول نهاية عام 1959، حققت Luna 3 إنجازًا آخر من خلال الوصول إلى الجانب البعيد للقمر الذي يكون محجوبًا عادةً والتقاط صوره الأولية. في عام 1966، نفذت المركبة الفضائية لونا 9 أول هبوط سلس ناجح على سطح القمر، وأصبحت لونا 10 أول مركبة تدور حول القمر.

ردًا على إعلان الرئيس جون كينيدي عام 1961 عن نيته تحقيق هبوط مأهول على سطح القمر بحلول نهاية العقد، بدأت الولايات المتحدة، بقيادة وكالة ناسا، سلسلة من المهام غير المأهولة - تشمل برنامج رينجر التابع لمختبر الدفع النفاث، وبرنامج لونار أوربيتر، وبرنامج المساح - المصممة لتوصيف سطح القمر تحسبًا للبعثات البشرية. في الوقت نفسه، تقدم برنامج أبولو المأهول. بعد سلسلة من الاختبارات المدارية غير المأهولة والمأهولة لمركبة أبولو الفضائية، وبدافع من احتمال هبوط الإنسان السوفيتي على سطح القمر، أنجزت أبولو 8 المهمة البشرية الافتتاحية إلى مدار القمر في عام 1968. والجدير بالذكر أن بعثة الاتحاد السوفيتي Zond 5 كانت قد حملت أول كائنات أرضية، سلحفاتين، حول القمر قبل ثلاثة أشهر، وحملت Zond 6 بعد ذلك السلاحف.

حدث الهبوط الأولي على القمر، وفي الواقع على أي جرم سماوي خارج كوكب الأرض، في الساعة 02:56 بالتوقيت العالمي المنسق في 21 يوليو 1969، عندما صعد نيل أرمسترونج، قائد مهمة أبولو 11 الأمريكية، على سطح القمر. تم بث هذا الحدث، الذي يعتبر على نطاق واسع ذروة سباق الفضاء، على الهواء مباشرة عبر كاميرا تلفزيون أبولو إلى ما يقدر بنحو 500 مليون مشاهد عالمي، مما يشكل أكبر جمهور تلفزيوني للبث المباشر حتى تلك اللحظة. في الوقت نفسه، كانت مهمة عودة عينة لونا 15 التابعة للاتحاد السوفيتي في مدار حول القمر، مما يمثل، جنبًا إلى جنب مع أبولو 11، عملية متزامنة غير مسبوقة لمهمتين خارج كوكب الأرض.

عبر مهمات أبولو من 11 إلى 17، باستثناء أبولو 13 التي أجهضت هبوطها المقصود على سطح القمر، كان هناك إجمالي 380.05 كجم (837.87 رطلًا) من الصخور والتربة القمرية. تم جمعها في 2196 عينة متميزة. أثناء كل هبوط لمركبة أبولو، تم نشر حزم الأدوات العلمية على سطح القمر. على وجه التحديد، تم إنشاء محطات أجهزة طويلة الأمد، تتضمن مجسات تدفق الحرارة، وأجهزة قياس الزلازل، وأجهزة قياس المغناطيسية، في مواقع هبوط أبولو 12، و14، و15، و16، و17. على الرغم من توقف نقل البيانات المباشر إلى الأرض في أواخر عام 1977 بسبب قيود الميزانية، إلا أن مصفوفات العاكس الرجعي ذات المدى الليزري القمري السلبي في هذه المحطات لا تزال عاملة. أبولو 17، التي أُطلقت عام 1972، هي آخر مهمة مأهولة إلى القمر. وبعد ذلك، مثّل إكسبلورر 49 في عام 1973 آخر مسبار قمري أمريكي مخصص حتى عام 1994.

واصل الاتحاد السوفييتي برنامجه الآلي لاستكشاف القمر حتى عام 1976، ولا سيما نشر لونوخود 1، أول مركبة جوالة يتم التحكم فيها عن بعد على سطح خارج كوكب الأرض، عبر لونا 17 في عام 1970، ونجح في استرداد 0.3 كجم من عينات الصخور والتربة من خلال ثلاث بعثات عودة بعينات من لونا: لونا 16 في عام 1970، لونا 20 في عام 1972، ولونا 24 في عام 1976.

معاهدة القمر وفترة انخفاض استكشاف القمر (1976-1990)

بعد المهمة القمرية السوفيتية الأخيرة في عام 1976، تضاءل استكشاف القمر بشكل كبير لمدة أربعة عشر عامًا. خلال هذا الوقت، أعاد رواد الفضاء توجيه تركيزهم الأساسي نحو استكشاف كواكب النظام الشمسي الداخلية (على سبيل المثال، برنامج فينيرا) والخارجية (على سبيل المثال، بايونير 10، 1972)، بالإضافة إلى التطوير والتشغيل المستمر للأصول التي تدور حول الأرض. وشملت هذه الأصول أقمار الاتصالات، وأقمار مراقبة الأرض (على سبيل المثال، برنامج لاندسات، 1972)، والتلسكوبات الفضائية، وعلى وجه الخصوص، المحطات الفضائية (على سبيل المثال، برنامج ساليوت، 1971).

شكلت المفاوضات بشأن معاهدة القمر في عام 1979 والتصديق عليها لاحقًا في عام 1984 النشاط المهم الوحيد المتعلق بالقمر حتى عام 1990.

استئناف استكشاف القمر (1990–الآن)

في عام 1990، نجحت مهمة هيتن – هاجورومو، والتي تمثل أول مهمة مخصصة للقمر منذ عام 1976، في الوصول إلى القمر بنجاح. أطلقتها اليابان، وكانت بمثابة المهمة القمرية الافتتاحية التي لم تنطلق من الاتحاد السوفييتي أو الولايات المتحدة.

في عام 1994، استأنفت الولايات المتحدة مهمات قمرية مخصصة باستخدام المركبة الفضائية كليمنتاين، مما يمثل أول مسعى لها منذ عام 1973. أسفرت هذه المهمة عن خريطة طبوغرافية أولية شبه عالمية للقمر وأول صور عالمية متعددة الأطياف لسطحه. وفي وقت لاحق، اكتشفت مهمة Lunar Prospector في عام 1998 تركيزات غير طبيعية من الهيدروجين في قطبي القمر. يُعزى هذا الاكتشاف إلى احتمال وجود جليد مائي ضمن الأمتار العليا من الثرى في الحفر المظللة بشكل دائم.

شهدت السنوات اللاحقة بدء البعثات القمرية من قبل مجموعة جديدة من الدول المشاركة بنشاط في استكشاف الفضاء. في الفترة من 2004 إلى 2006، نجحت المركبة الفضائية الافتتاحية لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، SMART-1، في الوصول إلى القمر، وإجراء أول مسح شامل للعناصر الكيميائية على سطح القمر. حقق برنامج استكشاف القمر الصيني حضوره الأولي على القمر باستخدام المركبة المدارية تشانغ إي 1 (2007-2009)، والتي أنتجت خريطة فوتوغرافية كاملة للقمر. في عام 2008، نجحت مهمة شاندرايان-1 الهندية، بما في ذلك مسبار الارتطام بالقمر، في الوصول إلى القمر والدوران حوله والارتطام به، مما جعل الهند الدولة الخامسة والسادسة التي تحقق هذه الإنجازات. أنتجت هذه المهمة خريطة كيميائية ومعدنية وجيولوجية ضوئية عالية الدقة لسطح القمر وأكدت وجود جزيئات الماء في التربة القمرية.

في 18 يونيو 2009، أطلقت الولايات المتحدة مركبة الاستطلاع القمرية (LRO) وLCROSS. اختتمت مهمة LCROSS باصطدام متعمد وملاحظ على نطاق واسع في فوهة كابيوس في 9 أكتوبر 2009. وعلى العكس من ذلك، يظل LRO قيد التشغيل، ويحصل على بيانات دقيقة لقياس الارتفاع القمري وصور عالية الدقة.

طورت الصين برنامجها القمري في عام 2010 باستخدام Chang'e 2، الذي أجرى رسم خرائط سطحية عالية الدقة على مدار مدة ثمانية أشهر. في عام 2013، نشر البرنامج Chang'e 3، والذي يتكون من مركبة هبوط على سطح القمر والمركبة الجوالة Yutu (بالصينية: 玉兔; lit. 'Jade Rabbit'). مثلت هذه المهمة أول عملية نشر للمركبة الجوالة على سطح القمر منذ لونوخود 2 في عام 1973 وأول هبوط ناعم على سطح القمر منذ لونا 24 في عام 1976، مما جعل الصين الدولة الثالثة التي تحقق مثل هذا العمل الفذ.

في عام 2014، أجرت بعثة مانفريد التذكارية للقمر، وهي أول مسبار ممول من القطاع الخاص، تحليقًا بالقرب من القمر.

في وقت مبكر في عام 2019، أنجزت مهمة المركبة الفضائية الصينية Chang'e 4 إنجازًا غير مسبوق بالهبوط على الجانب البعيد من القمر.

وفي عام 2019 أيضًا، أطلقت الهند بنجاح مسبارها القمري الثاني، Chandrayaan-2.

وفي عام 2020، نفذت الصين مهمتها الروبوتية الافتتاحية لإعادة العينات، Chang'e 5، والتي استعادتها بنجاح 1731 جرامًا من المواد القمرية إلى الأرض.

بدأت الولايات المتحدة خططًا لعودة القمر في عام 2004. وبعد ذلك، مع توقيع اتفاقيات أرتميس بقيادة الولايات المتحدة في عام 2020، تم إنشاء برنامج أرتميس، بهدف إعادة البشر إلى القمر خلال عشرينيات القرن الحادي والعشرين. وقد أيد عدد متزايد من الدول هذه الاتفاقيات، والتي حفزت تجديد الخطاب فيما يتعلق بالإطار الدولي والجهود التعاونية للأنشطة القمرية، بناءً على معاهدة القمر الحالية ومفهوم قرية القمر بقيادة وكالة الفضاء الأوروبية.

في عام 2022، أطلقت كوريا الجنوبية بنجاح دانوري، مهمتها القمرية الافتتاحية، من الولايات المتحدة. خلال عامي 2023 و2024، حققت الهند واليابان هبوطًا سلسًا على سطح القمر، لتصبحا الدولتين الرابعة والخامسة التي تقوم بذلك، بعد الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة في الستينيات، والصين في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. ومن الجدير بالذكر أن مركبة الهبوط الذكية اليابانية لاستكشاف القمر أظهرت مرونة من خلال البقاء على قيد الحياة لمدة ثلاث ليال قمرية. في عام 2024، شكلت مركبة الهبوط IM-1 علامة فارقة كأول مركبة هبوط تم بناؤها تجاريًا تصل بنجاح إلى سطح القمر.

في 3 مايو 2024، أطلقت الصين مركبة Chang’e 6، التي أعادت عينة قمرية أخرى من الجانب البعيد للقمر. وتضمنت هذه المهمة أيضًا مركبة جوالة صينية مكلفة بإجراء التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لسطح القمر. بالإضافة إلى ذلك، نشرت باكستان مركبة مدارية حول القمر، ICUBE-Q، بالتزامن مع مهمة Chang'e 6.

في عام 2024، تم إطلاق Nova-C 2 وiSpace Lander وBlue Ghost جميعًا نحو القمر.

تعتزم وكالة ناسا إطلاق رحلة القمر المأهولة Artemis II في أبريل 2026، مما يمثل أول مهمة قمرية مأهولة منذ عصر أبولو. سيضم الطاقم، الذي يضم كريستينا كوخ، وفيكتور جلوفر، وجيريمي هانسن، أول امرأة، وشخص ملون، ومواطن غير أمريكي يسافر إلى الفضاء السحيق والمنطقة المجاورة للقمر. بعد أرتميس 2، تخطط ناسا لإعادة البشر إلى القمر مع هبوط أرتميس 4 في القطب الجنوبي للقمر في عام 2028، والذي سيكون أول هبوط مأهول على سطح القمر منذ برنامج أبولو.

المستقبل

بالإضافة إلى برنامج أرتميس المستمر وخدمات الحمولة القمرية التجارية الداعمة له، تعمل الصين على تطوير برنامج تشانغ إي الطموح، حيث أعلنت عن مهام مشتركة مع برنامج لونا-جلوب الروسي، والذي واجه تحديات. تهدف كل من المبادرات القمرية الصينية والأمريكية إلى إنشاء قاعدة قمرية دائمة مع شركائهم الدوليين بحلول ثلاثينيات القرن الحالي. ومع ذلك، تعتزم الولايات المتحدة والمتعاونون معها أولاً نشر محطة Lunar Gateway المدارية في عشرينيات القرن الحالي، والتي ستكون بمثابة نقطة انطلاق لمهمات Artemis لنشر نظام الهبوط البشري وإنشاء معسكرات سطحية مؤقتة.

على النقيض من الطبيعة الاستكشافية لمهمات أبولو، يهدف برنامج أرتميس إلى إقامة وجود بشري مستدام على القمر. ولتحقيق هذا الهدف، تتعاون ناسا مع قادة الصناعة لتطوير البنية التحتية الأساسية، بما في ذلك أنظمة الاتصالات المتقدمة. من المقرر إطلاق عرض توضيحي لاتصال 4G في عام 2024 على متن مركبة الهبوط Intuitive Machines Nova-C. علاوة على ذلك، يتم التركيز بشكل كبير على استخدام الموارد في الموقع، وهو عنصر أساسي في مبادرات DARPA القمرية. طلبت DARPA من شركاء الصناعة صياغة استراتيجية معمارية قمرية مدتها عقد من الزمن، تهدف إلى تسهيل ظهور الاقتصاد القمري.

التفاعل البشري والحضور

وصلت المسابر الفضائية الأولية، وهي جزء من برنامج لونا، إلى القمر في عام 1959، بعد عام واحد فقط من الرحلة المدارية الافتتاحية وبزوغ فجر عصر الفضاء. وفي وقت لاحق، تم إرسال العديد من المجسات الآلية والبعثات البشرية إلى سطح القمر. حدث أول سكن بشري على سطح القمر في عام 1969، كجزء من برنامج أبولو المأهول، والذي أنهى مهمته في عام 1972.

تم الحفاظ على الوجود البشري المستمر على القمر من خلال بقايا الارتطام ومواقع الهبوط والمركبات المدارية القمرية العاملة. أنشأت بعض مركبات الهبوط والمركبات المدارية بنية تحتية قمرية محدودة، مما يسهل المراقبة والتواصل المستمرين. تشمل أمثلة المهام النشطة طويلة المدى مركبة الاستطلاع القمرية Lunar Reconnaissance Orbiter، التي تم إطلاقها في عام 2009، والتي تقوم بمسح القمر لمهام محتملة، ومركبة الهبوط Chang'e 3، التي تم إطلاقها في عام 2013، والتي لا يزال تلسكوبها القمري فوق البنفسجي قيد التشغيل. منذ السبعينيات، تم نشر خمسة عاكسات رجعية على القمر، مما يتيح إجراء قياسات دقيقة للميزانيات الفيزيائية عبر نطاق الليزر.

يتطلب النشاط البشري المتصاعد في الفضاء القمري وعلى سطح القمر، لا سيما تلك التي تنطوي على مهمات إلى الجانب البعيد من القمر أو مناطقه القطبية، بنية تحتية قمرية قوية. لتلبية هذا المطلب، تم نشر المركبات المدارية في مدارات القمر أو عند نقاط لاغرانج بين الأرض والقمر منذ عام 2006. وتشمل هذه الأقمار الصناعية التتابعية مثل Queqiao وQueqiao-2، والتي تستخدم مدارات شديدة الانحراف لضمان الاتصال المستمر، والبوابة القمرية المقترحة، والمقصود منها أن تكون أول محطة فضائية خارج كوكب الأرض.

يتم التخطيط للعديد من البعثات من قبل مختلف الوكالات والكيانات الخاصة لإنشاء وجود بشري مستدام على القمر، مع البوابة القمرية، مدمج في برنامج Artemis، وهو ما يمثل المشروع الأكثر تقدمًا قيد التطوير حاليًا.

التأثير البشري

على الرغم من أن القمر يمتلك أدنى تصنيف مستهدف لحماية الكواكب، فقد أثيرت مخاوف بشأن احتمال تدهوره كبيئة علمية نقية. إن علم الفلك القمري، إذا تم إجراؤه، سيتطلب بيئة خالية من التلوث الفيزيائي والترددات الراديوية. على الرغم من افتقار القمر إلى غلاف جوي كبير، فإن حركة المركبات وتأثيراتها تولد سحبًا غبارية يمكن أن تنتشر على نطاق واسع، مما قد يؤدي إلى تلويث الحالة الأصلية للقمر وسماته العلمية الفريدة. تؤكد الباحثة أليس جورمان أنه على الرغم من طبيعة القمر غير المضيافة، فإن وصفه بأنه "ميت" يتجاهل ديناميكياته المتأصلة، وبالتالي يتطلب أنشطة بشرية مستدامة للاعتراف بالبيئة القمرية كمشارك نشط.

وقد تم الاستشهاد بالحادثة التي تنطوي على تحطم مركبة الهبوط بيريشيت عام 2019 وحمولتها من دب الماء، والتي يشار إليها غالبًا باسم "قضية بطيئات المشية"، كمثال على عدم كفاية تدابير حماية الكواكب وغيابها. للوائح الدولية الشاملة.

يبرز انتشار الحطام الفضائي في البيئة المحيطة بالقمر، خارج مدار الأرض، باعتباره تحديًا محتملاً، لا سيما في ضوء التكرار المتزايد للبعثات القمرية والمخاطر المرتبطة بهذه المساعي. وبالتالي، تم تحديد إدارة النفايات القمرية باعتبارها مصدر قلق بالغ يجب أن تعالجه البعثات القمرية المستقبلية، وخاصة تلك التي تعمل على السطح.

تم نقل الرفات البشرية إلى القمر، وهي خدمة تقدمها كيانات خاصة مثل Celestis وElysium Space. نظرًا لمكانة القمر المقدسة أو المهمة في العديد من الثقافات، فقد أثارت ممارسة الدفن في الفضاء انتقادات من قادة مجتمعات السكان الأصليين. على سبيل المثال، انتقد ألبرت هيل، رئيس أمة نافاجو آنذاك، وكالة ناسا علنًا في عام 1998 لإرسالها رماد جثمان العالم يوجين شوميكر إلى القمر.

بالإضافة إلى البقايا العرضية للنشاط البشري، تم وضع العديد من التركيبات والتحف الدائمة المتعمدة على القمر، بما في ذلك القطعة الفنية متحف القمر، ورسائل النوايا الحسنة لمركبة أبولو 11، وستة لوحات قمرية، واللوحة القمرية. النصب التذكاري لرواد الفضاء الذين سقطوا.

علم الفلك من القمر

لقد كان القمر بمثابة منصة للرصد الفلكي والأرضي. من سطح القمر، يتراوح الحجم الظاهري للأرض من 1° 48′ إلى 2°، وهو أكبر بثلاث إلى أربع مرات من الحجم الظاهري للقمر أو الشمس كما يُرى من الأرض، ويعادل تقريبًا عرض إصبعين صغيرين ممدودين على طول الذراع. بدأت عمليات رصد القمر في عام 1966 عندما التقطت المركبة الفضائية Lunar Orbiter 1 الصور الأولية للأرض من القمر. التقط بيل أندرس صورة ذات أهمية ثقافية ملحوظة، بعنوان شروق الأرض، أثناء مهمة أبولو 8 في عام 1968. وبعد ذلك، في أبريل 1972، نشرت مهمة أبولو 16 أول تلسكوب قمري مخصص، كاميرا الأشعة فوق البنفسجية البعيدة/المطياف، الذي وثق العديد من الصور والأطياف الفلكية.

يُعترف على نطاق واسع بأن القمر هو الموقع الأمثل للتصوير الفلكي. التلسكوبات. يعد قربها من الأرض مفيدًا، وتوفر الحفر القطبية المحددة بيئات مظلمة وباردة دائمًا، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء. علاوة على ذلك، يوفر الجانب البعيد من القمر درعًا طبيعيًا للتلسكوبات الراديوية، ويحميها من التداخل اللاسلكي الأرضي. في حين أن التربة القمرية تمثل تحديات للمكونات المتحركة للتلسكوبات، إلا أنه يمكن دمجها مع أنابيب الكربون النانوية والإيبوكسيات لتصنيع مرايا يصل قطرها إلى 50 مترًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن بناء تلسكوب ذروة القمر اقتصاديًا باستخدام سائل أيوني.

من المتوقع أن يؤدي النشاط البشري المعزز على سطح القمر إلى زيادة الدورة الجوية للغبار القمري، وبالتالي تقليل الظروف المواتية لعلم الفلك السطحي، ما لم يتم تنفيذ استراتيجيات تخفيف فعالة للتحكم في تشتت الغبار.

السكن على سطح القمر

تضمن الوجود البشري على القمر مجموعات من شخصين، مع إقامة تصل إلى ثلاثة أيام. أقام ما مجموعه اثني عشر فردًا على سطح القمر عبر ست مهمات، وجميعهم يستخدمون وحدة أبولو القمرية كموطن لهم على السطح. خلال هذه الرحلات الاستكشافية، أمضى بعض رواد الفضاء بشكل جماعي ما يصل إلى يوم واحد في إجراء أنشطة خارج المركبة على سطح القمر.

تشمل التحديات المرتبطة باستكشاف سطح القمر التصاق الغبار القمري بالبدلات والأدوات الفضائية، والتي تم نقلها لاحقًا إلى الموائل. وأفاد رواد الفضاء أنهم تذوقوا وشموا الغبار، ووصفوا رائحته بأنها تشبه رائحة البارود، وهي ظاهرة تسمى "رائحة أبولو". ومن المعروف أيضًا أن هذه الجسيمات الدقيقة هي مصدر محتمل للمخاوف الصحية.

في عام 2019، نجحت بذرة نبات واحدة على الأقل في الإنبات خلال تجربة أجريت على متن مركبة الهبوط Chang'e 4. تم نقل هذه البذرة، بالإضافة إلى كائنات صغيرة أخرى، من الأرض ضمن النظام البيئي القمري الصغير.

الإطار القانوني

على الرغم من نشر رايات الاتحاد السوفييتي بواسطة مركبات الهبوط لونا والغرس الرمزي للأعلام الأمريكية من قبل رواد فضاء أبولو في مواقع هبوطهم، إلا أنه لا توجد دولة تؤكد سيادتها على أي جزء من سطح القمر. وبالمثل، فإن ادعاءات الملكية الخاصة، سواء كانت جزئية أو كاملة، لا يتم الاعتراف بها على أنها شرعية.

تحدد معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967 القمر والفضاء الخارجي بأكمله باعتباره "إقليم البشرية جمعاء". وتنص هذه المعاهدة على استخدام القمر حصريا للأغراض السلمية، وتحظر صراحة المنشآت العسكرية وأسلحة الدمار الشامل. وقد وقع عدد كبير من الدول على هذه المعاهدة. تم إنشاء اتفاقية القمر لعام 1979 لاحقًا لزيادة تحديد وتنظيم استغلال الموارد القمرية، ومنع الاستيلاء عليها من جانب واحد من قبل أي دولة منفردة وتأجيل هذه الأنشطة إلى إطار تنظيمي دولي غير محدد حتى الآن. اعتبارًا من يناير 2020، وقعت 18 دولة وصدقت على هذه الاتفاقية، ولا تمتلك أي منها قدرات مستقلة لرحلات الفضاء البشرية.

واعتبارًا من عام 2020، انضمت العديد من الدول إلى الولايات المتحدة من خلال اتفاقيات أرتميس، والتي تمثل تحديًا لإطار المعاهدة الحالي. كما أوضحت الولايات المتحدة، من خلال أمر تنفيذي رئاسي بعنوان "تشجيع الدعم الدولي لاستعادة واستخدام الموارد الفضائية"، أن "الولايات المتحدة لا تنظر إلى الفضاء الخارجي باعتباره" مشاعات عالمية'" وتصف اتفاقية القمر بأنها "محاولة فاشلة لتقييد المشاريع الحرة".

نظرًا لتصديق أستراليا على كل من معاهدة القمر في عام 1986 واتفاقيات أرتميس في عام 2020، فقد نشأ خطاب علمي بشأن إمكانية التوفيق بين هذين الإطارين. وبالتالي، تم اقتراح اتفاقية تنفيذ لمعاهدة القمر. تهدف هذه الاتفاقية إلى معالجة أوجه القصور الملحوظة في معاهدة القمر ومواءمتها مع الصكوك والاتفاقات القانونية الأخرى، مثل اتفاقيات أرتميس، وبالتالي تعزيز القبول الدولي الأوسع.

نظرًا لتزايد الاهتمام التجاري والوطني، لا سيما فيما يتعلق بمناطق التنقيب، قدم المشرعون الأمريكيون لوائح محددة في أواخر عام 2020 تهدف إلى الحفاظ على مواقع الهبوط التاريخية على سطح القمر. في الوقت نفسه، دعت مجموعات المصالح المختلفة إلى تعيين هذه المواقع كمواقع للتراث العالمي ومناطق محمية ذات أهمية علمية، وبالتالي المساهمة في الإطار القانوني الذي يحكم إمكانية الوصول إلى القمر والمطالبات الإقليمية المحتملة.

وفي عام 2021، قامت مجموعة تضم "محامين وعلماء آثار فضائية ومواطنين معنيين" بصياغة إعلان حقوق القمر. يعتمد هذا الإعلان على السوابق الراسخة من حركة حقوق الطبيعة والمفهوم الناشئ للشخصية القانونية للكيانات غير البشرية داخل مجال الفضاء.

التنسيق والتنظيم

يتطلب انتشار الأنشطة البشرية على القمر تعزيز التنسيق لضمان أمن واستمرارية العمليات القمرية الدولية والتجارية. وقد شملت المناقشات مجموعة من القضايا، بدءًا من التعاون الواسع النطاق إلى جهود التنسيق المحددة، مثل إمكانية إنشاء نظام موحد للتوقيت القمري.

تدعو معاهدة القمر إلى إنشاء إطار تنظيمي دولي أو مدعوم من الأمم المتحدة للأنشطة البشرية على القمر، واقترحت اتفاقية التنفيذ إنشاء إطار تنظيمي دولي أو مدعوم من الأمم المتحدة للأنشطة البشرية على القمر؛ ومع ذلك، لا تزال هذه قضية مثيرة للجدل. المساعي القمرية الحالية متعددة الأطراف، ويتجسد ذلك في برنامج أرتميس الذي تقوده الولايات المتحدة ومحطة الأبحاث القمرية الدولية التي تقودها الصين. لتعزيز التعاون والتنسيق الدولي الأوسع، تم تشكيل العديد من الهيئات، بما في ذلك مجموعة العمل الدولية لاستكشاف القمر (ILEWG)، ورابطة قرية القمر (MVA)، ومجموعة التنسيق الدولية الشاملة لاستكشاف الفضاء (ISECG).

الأهمية الثقافية والمجتمعية

ضبط الوقت

على مدار عصور ما قبل التاريخ، كانت المجتمعات البشرية تراقب بدقة مراحل القمر وتزايده وتراجعه الدوري، مستخدمة هذه الأنماط السماوية لحفظ السجلات الزمنية. يفترض بعض العلماء أن عصي الإحصاء القديمة، وتحديدًا العظام المحززة التي يعود تاريخها إلى 20.000 إلى 30.000 سنة مضت، تمثل محاولات مبكرة لتتبع مراحل القمر. أدى التعداد المنهجي للأيام بين هذه المراحل في النهاية إلى تصور الدورات القمرية كأشهر، وربما المراحل الفردية كأسابيع.

من الناحية اللغوية، تعكس مصطلحات "الشهر" عبر اللغات المختلفة في كثير من الأحيان علاقة مباشرة بين هذه الفترة الزمنية والقمر. على سبيل المثال، الكلمتان الإنجليزيتان month وmoon، بالإضافة إلى الكلمات المشابهة لهما في اللغات الهندية الأوروبية الأخرى، مثل الكلمة اللاتينية mensis واليونانية القديمة μείς (meis) أو μήν (mēn)، وكلاهما يدل على "الشهر" - ينشأ من الجذر الهندو-أوروبي البدائي (PIE) لـ القمر، *méh§2122§nōt. هذا الجذر نفسه مشتق من الجذر اللفظي PIE *meh§2526§-، والذي يعني "يقيس"، وبالتالي "يشير إلى تصور وظيفي للقمر، أي علامة الشهر" (قارن بين المصطلحين الإنجليزيين قياس و الحيض). لتوضيح هذه الظاهرة في عائلة لغوية مختلفة، تستخدم اللغة الصينية الحرف المتطابق (月) لكل من القمر والشهر، وهو اتصال واضح بشكل أكبر في رموز كلمة أسبوع (星期).

لقد أدى هذا النظام في ضبط الوقت القمري تاريخيًا إلى تطوير تقاويم قمرية شمسية متنوعة ولكنها سائدة. يُعد التقويم الإسلامي في القرن السابع مثالًا رئيسيًا للتقويم القمري البحت، حيث يتم تحديد الأشهر تقليديًا من خلال المراقبة البصرية للهلال، أو الهلال الأول، الذي يظهر فوق الأفق.

يحمل البدر أهمية خاصة، حيث يتم تمييزه والاحتفال به بشكل بارز عبر العديد من التقويمات والثقافات، وهو ما يمثله مهرجان فيساك البوذي. يُطلق على البدر الذي يحدث بالقرب من الاعتدال الخريفي الجنوبي أو الشمالي في كثير من الأحيان اسم قمر الحصاد ويتم الاحتفال به في العديد من الاحتفالات، بما في ذلك مهرجان حصاد القمر في التقويم القمري الصيني، والذي يحتل المرتبة الثانية من حيث الأهمية بعد الاحتفال بالعام القمري القمري الصيني الجديد.

علاوة على ذلك، فإن ارتباط الوقت بالقمر يمتد إلى سياقات دينية، كما يتضح من الإله الزمني والقمري المصري القديم، خونسو.

التمثيل الثقافي

بعيدًا عن مجرد المراقبة منذ عصور ما قبل التاريخ، طورت البشرية تصورات معقدة للقمر. على مر التاريخ، تم وصف القمر وارتباطه بطرق مختلفة، بدءًا من تجسيد روح أو إله، ليكون بمثابة تأثير فلكي، إلى دمجه كعنصر أساسي في العديد من علم الكونيات.

تم توثيق التاريخ الشامل للمراقبة البشرية للقمر من خلال صور يعود تاريخها إلى 40,000 سنة قبل الحاضر (BP) وفي سجلات مكتوبة من الألفية الرابعة قبل الميلاد، بالتزامن مع أقدم أشكال الكتابة. إنخيدوانا، المعروفة بأنها أول عالمة فلك وشاعرة، وهي كاهنة أكادية عليا مكرسة لإله القمر نانا/سين وابنة سرجون الكبير (ج. 2334 - ج. 2279 قبل الميلاد)، رسمت بدقة حركات القمر وألفت أعمال شعرية تحتفي بجوهرها الإلهي.

الهلال

لقد كان الهلال (🌙) بمثابة رمز ثابت عبر الثقافات المتنوعة لتمثيل القمر، وخاصة مراحله، مع أدلة تعود إلى 3000 قبل الميلاد على الأقل. قد تمتد أصولها إلى أبعد من ذلك، ومن المحتمل أن تكون مرتبطة بتصوير قرون الثور في لوحات الكهوف من 40000 سنة مضت. في أنظمة الكتابة المختلفة، مثل اللغة الصينية، تطور الهلال إلى الحرف 月، للدلالة على القمر. وبالمثل، في الهيروغليفية المصرية القديمة، كان الرمز 𓇹 يشير إلى القمر وكان مرتبطًا صوتيًا بإله القمر المصري القديم إياه، والذي كان مرتبطًا أيضًا بآلهة قمرية أخرى مثل خونسو وتحوت.

في أيقونات بلاد ما بين النهرين، كان الهلال بمثابة الشعار الرئيسي لنانا/سين، إله القمر السومري القديم. تم تبجيل هذا الإله باعتباره والد إنانا/عشتار، الإلهة المرتبطة بكوكب الزهرة (ممثلة بنجمة عشتار ذات الثمانية رؤوس)، وأوتو/شماش، إله الشمس (يرمز إليه بقرص، وأحيانًا بثمانية أشعة)؛ تم تصوير هذه الشخصيات الثلاثة بشكل متكرر على مقربة. تم تصوير نانا/سين، جنبًا إلى جنب مع آلهة قمرية أخرى مثل إياه وخونسو من مصر القديمة، ومين/سيليني من اليونان القديمة، ولونا من روما القديمة، بشكل مميز على أنها إله ذو قرون، وغالبًا ما يتم تزيينه بأغطية رأس أو تيجان على شكل هلال.

ينشأ التكوين المحدد للهلال والنجم، المعروف باسم النجم والهلال (☪️)، من العصر البرونزي، الذي يرمز إما إلى الشمس والقمر أو القمر. وكوكب الزهرة بالتزامن. أصبح هذا الشعار فيما بعد مرتبطًا بإلهة القمر أرتميس. من خلال رعاية هيكات، وهو إله ثلاثي معروف بالألقاب trimorphos/trivia، والذي ضم جوانب من Artemis/Diana، تم اعتماد الرمز من قبل بيزنطة. لاحقًا، في تبجيل مريم، تم تصوير مريم العذراء (ملكة السماء) على هلال ومزينة بالنجوم، وبذلك خلفت الآلهة السابقة بشكل فعال. بعد ذلك، توسع التطبيق الشعاري للنجمة والهلال بشكل كبير، مع احتمال تأثير الرمزية البيزنطية على تصميم العلم العثماني، ولا سيما دمج الهلال التركي مع النجمة. ومنذ ذلك الحين أصبح هذا الشكل رمزًا معروفًا على نطاق واسع للإسلام (مثل الهلال في التقويم الإسلامي) والعديد من الدول ذات السيادة.

ارتباطات أخرى

لقد فسرت ثقافات مختلفة السمات المميزة للقمر، وتحديدًا المرتفعات المتباينة الأكثر سطوعًا والماريا الداكنة، على أنها تشكل أشكالًا مجردة. تشمل هذه التفسيرات الرجل في القمر (على سبيل المثال، Coyolxāuhqui) وأرنب القمر (على سبيل المثال، Tu'er Ye الصيني، أو في الأساطير الأمريكية الأصلية، وهو جانب من إلهة القمر المايا، من المحتمل أن يكون مرتبطًا بـ Awilix، أو Metztli/Tēcciztēcatl).

يتم تصوير بعض آلهة القمر أحيانًا وهي تعبر السماء في عربة، وتشمل الأمثلة الهندوسية شاندرا/سوما، أرتميس اليونانية (المرتبطة بسيلين)، ولونا، نظير سيلين الروماني القديم.

في الكيمياء الغربية، يرتبط القمر رمزيًا بالفضة، على النقيض من ارتباط الذهب بالشمس.

في التقاليد الإسلامية، المعجزة المعروفة باسم انشقاق القمر (العربية: انشقاق القمر) تثبت وجود علاقة بين القمر والنبي محمد.

التمثيل في الثقافة الحديثة

تشكلت التصورات الحديثة للقمر بشكل عميق من خلال التقدم في علم الفلك المعتمد على التلسكوب ورحلات الفضاء اللاحقة، مما سهل التفاعل البشري المباشر مع سطح القمر، وعلى الأخص من خلال عمليات الهبوط على سطح القمر ذات الأهمية الثقافية. وقد ألهمت هذه الرؤى الجديدة مجموعة من المراجع الثقافية، وربطت بين التأملات الرومانسية للقمر والأنواع التأملية مثل الخيال العلمي الذي يستكشف موضوعات القمر.

في الوقت الحاضر، يُنظر إلى القمر بشكل متزايد كموقع محتمل للتوسع الاقتصادي في الفضاء، كما يتضح من المهمات التي تركز على التنقيب عن الموارد القمرية. وقد أدى هذا التطور إلى تجديد الخطاب العام والنقدي فيما يتعلق بالعلاقة الثقافية والقانونية بين الإنسانية والجرم السماوي، وخاصة في سياق الاستعمار، كما هو موضح في قصيدة عام 1970 "وايتي على القمر". وبالتالي، تم التأكيد على الطبيعة الجوهرية للقمر، لا سيما في الحجج المؤيدة للحفاظ على القمر وتسمية القمر باعتباره أمرًا شائعًا عالميًا.

في عام 2021، تم تحديد يوم 20 يوليو، الذي يحتفل بتاريخ أول هبوط مأهول على سطح القمر، رسميًا باعتباره يوم القمر العالمي السنوي.

التأثير القمري

يفترض التأثير القمري وجود علاقة غير مؤكدة بين مراحل معينة من الدورة القمرية التي تبلغ حوالي 29.5 يومًا والتغيرات السلوكية أو الفسيولوجية في الكائنات الأرضية، بما في ذلك البشر. تاريخياً، ارتبط القمر بمفاهيم الجنون واللاعقلانية؛ في الواقع، المصطلحان lunacy وlunatic نشأا من التسمية اللاتينية للقمر، Luna. أكد الفلاسفة القدماء مثل أرسطو وبليني الأكبر أن البدر يمكن أن يسبب الجنون لدى الأفراد الميالين، معتقدين أن الدماغ، الذي يتكون إلى حد كبير من الماء، سوف يتأثر بقوى المد والجزر للقمر. ومع ذلك، فإن جاذبية القمر غير كافية لممارسة مثل هذا التأثير على الفرد. يؤكد المؤيدون المعاصرون للتأثير القمري في كثير من الأحيان على زيادة حالات دخول مستشفيات الأمراض النفسية، أو حوادث المرور، أو جرائم القتل، أو الانتحار أثناء اكتمال القمر، ومع ذلك فقد دحض أكثر من 37 تحقيقًا هذه التأكيدات. في حين أن الدورات القمرية تؤثر بشكل واضح على الثقافة البشرية، إلا أنه لا يوجد دليل تجريبي قوي يثبت وجود صلة بين هذه الدورات وبيولوجيا الإنسان.

جرد شامل للأقمار الطبيعية.

• قائمة الأقمار الصناعية
• علم السيلينوغرافيا هو التخصص العلمي المخصص لدراسة خصائص سطح القمر ومورفولوجيته.
• منهجيات ضبط الوقت في البيئة القمرية.

ملاحظات توضيحية تكميلية.

المراجع

• مجموعة من الصور والفيديوهات الخاصة بالقمر مقدمة من وكالة ناسا
• عرض تقديمي بالفيديو بعنوان "القمر بدقة 4K" (وكالة ناسا، أبريل 2018).
• مصدر لتحديد بيانات شروق وغروب القمر والمرحلة القمرية لإحداثيات جغرافية محددة.

الموارد المتخصصة في رسم الخرائط.

• الخريطة الجيولوجية الموحدة للقمر، التي أنتجتها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.
• Moon Trek، متصفح متكامل يسهل الوصول إلى مجموعات البيانات والخرائط القمرية.
• الأطلس القمري الموحد.
• تمثيلات الكرة الأرضية ثلاثية الأبعاد وقابلة للتكبير/التصغير:
  • عرض ثلاثي الأبعاد للقمر متاح عبر خرائط Google، وهو مشابه لبرنامج Google Earth.
  • القسم المخصص للقمر في World Wind Central.
• تمثيلات خرائطية ومناظر بانورامية لمواقع هبوط مهمة أبولو.
• المهمة الأرضية.
• صورة واسعة النطاق تصور منطقة القطب الشمالي القمري.