月球旅居手册:1-启程前的必备知识
登月旅月早就不是梦想,而是人类正在逐步坚定实现的长期计划。
我一直对探月计划饶有兴趣,打算收集各国探月登月相关的开放数据和3D应用程序,分享一下地球人旅月的必备知识和漫游方法。
起个名字就叫《月球旅居手册》,它可能会是一个系列科普博客。
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月球坐标系统
在月球上不迷路的前提,是有个靠谱的空间坐标系统。如同地球上,天文、测绘、遥感等等各类空间科学家都在不遗余力地测算、制定全局或局部坐标系统,追求更准确的位置表达。在此之上,市场才有了琳琅满目的民用导航系统让网友们精准打卡。
月球上怎样制定坐标系统呢?
- 月球的赤道是根据自转轴和赤道面定义的,月球的赤道面垂直于它的自转轴。
- 月球的本初子午线由国际天文学联合会(IAU)定义,通过月球正面 “中央湾”(Sinus Medii) 的中心,这一点在地球上是面向地球的。
有了坐标系定义的基准,我们就可以精确地确定月面上地不同地点。无论是当前的探测计划,还是未来的月球基地建设,都依赖这个坐标系统。 另外从科研角度,这个坐标系也帮助科学家们研究月球物理特性、重力场、地质活动等等。

月球3D场景
宇航员在哪里登陆月球?中国嫦娥登月点在哪里?月球背面什么样?如何沉浸式的浏览3D月球?
上正餐!我就近水楼台用下手边的 ArcGIS Earth 来探索这些问题。虽然 ArcGIS Earth 主要是3D地球场景浏览器,但用来看月球也是同样精彩。
- 月球底图
打开 ArcGIS Earth 添加数据,ArcGIS Online 中提供了来自世界各国的优质开放数据,搜索下 moon, 过滤 Web Scene,看到了一个钟意的3D数据 —— “Earth’s Lunar Moon” 。
鼠标停留在缩略图上,可以发现更多和数据源相关的信息和资料。


添加这份数据之后,在左侧的 Table of Contents (TOC) 中列出全部数据图层。 Moon Imagery 是月球的遥感影像数据, Moon Geology 是月球的地质区块数据。
- 月球高程
如果想要体验月球凹凸不平的表面,我们可以进一步设置月球的专属高程。 ArcGIS Earth 启动即默认提供地球的全球高程,可以从 Basmap and Terrain 中添加月球高程,关闭地球高程。数据来源同样是 ArcGIS Online。

确认月球高程已经就位,月球3D浏览就可以开动了!
其他月球知识
月球,我们最熟悉却神秘的天体,它是地球唯一的天然卫星,学名 地卫一,直径约为地球的1/4,体积约为地球的1/50,质量约为地球的1/81。在月球上,体重会变得只有地球上的1/6,跳起来应该像开了外挂。
月球与地球之间的平均距离约为 384,400 千米,大约是地球赤道长度的 9.6 倍。记得当年某飘飘一年销量 7亿杯,杯子连起来绕地球两圈,如果稳卖5年也铺到了,真的不远。
由于月球自转与公转周期相同,均为约 27.3 天,因此月球始终以同一面朝向地球,这一现象被称为 “潮汐锁定”。因此月球可以对地球永远且稳定地做到 “当面一套,背后一套”,两个天体间的牵绊稳定且自由。
月球的表面 温差极大,白天可达 127 摄氏度,夜间则降至 -173 摄氏度。这种极端的温度变化主要是由于月球缺乏大气层,无法有效调节温度。
也是因为没有大气层的保护,月球表面无法抵御小天体的撞击,布满了形形色色的 撞击坑。当有人形容你的脸像月亮一样,要仔细思考其严谨性。
月球的地质结构主要包括地壳、地幔和小型核心。表面覆盖着一层由微小陨石撞击形成的风化层,称为 月壤。