地球:自然

月球之謎|月球怎麼來的?科學家無解!先看看第一張「月面照」吧

月球形成

我們的月亮是什麼時候出現、如何出現的呢?關於「何時」出現,月球採集樣本與月球探測器可以準確回答。阿波羅十四號太空人團隊從月球的弗拉.毛羅(Fra Mauro)高地帶回岩石碎片,經過分析,可知月球約有四十五億一千萬年的歷史。至於「如何」形成,各家答案撲朔迷離,複雜難定。

愛德華. 洛希(Édouard AlbertRoche)一八七三年提出的想法認為,地球與月球在太空中形成時,彼此相當接近。可是,這兩個世界的含鐵比例大不相同,地球中鐵的蘊含量遠高於月球,大多集中在地球的巨大金屬核心裡。沒關係,我們看看別的說法。要是月球原先在遙遠他方形成,之後才被地球引力吸過來呢?這是湯瑪斯. 希(ThomasJefferson Jackson See)一九○九年提出的捕獲假說,只不過同樣存在某些疑義,其中一點是,在兩顆星球的岩石中,氧與某些其他元素的同位素比例相符,幾乎像是完全複製,彷彿月球的原料就是與地球表層相同的物質。那,有沒有可能是地球將自己的一部分拋出去,揮舞轉圈呢?英國生物學家達爾文之子喬治. 達爾文(George Darwin) 在一八七九年提出此猜想,不過仍然有問題。

另外還有大撞擊假說,由威廉.哈特曼(William Hartmann)與唐納德.戴維斯(Donald Davis)於一九七五年發表。大撞擊的想法是:有一顆火星大小的星體,科學家將之名為「忒伊亞」(Theia)─ 月神瑟雷娜(Selene)之母的名字─ 它與地球在各自分化形成表層與核心不久後,兩者猛烈碰撞。這樣的敘述與阿波羅計畫得到的發現相當吻合,月球上確實沒有水與其他揮發性物質(容易沸騰汽化的物質),阿波羅計畫和月球探勘者號探測器也發現,月球頂多只有一顆極小的含鐵與硫的核心,此說法也能說得通。但是,地球與月球的同位素相符,以及地球自轉與月球公轉的問題,卻已讓科學家提出了不同的說法和彼此天差地遠的假想,其中有個想法表示曾發生多次小型撞擊,這是歐迪.阿倫森(Oded Aharonson)與他的魏茲曼科學院(the WeizmannInstitute)同事二○一五年開始構想的假說,於二○一七年成形。

 

第一批遠端月面的照片

自從蘇聯與美國都讓人造衛星在軌道上運行之後,就有人說兩大強權正在進行太空競賽,月球則是大家預測的終點線。一九五九年九月,當蘇聯的月球二號探測器撞上月球時,蘇聯領導人赫魯雪夫正在美國的愛荷華州參觀香腸包裝工廠,他當場打定主意要對此大做文章,盡可能大肆宣傳。「我們比較早飛到月球,但灌香腸這事你們倒是比我們在行。」他大聲說。

短短三星期後,蘇聯迎接了更傲人的科學成就。一九五九年十月六日,月球三號探測器環繞月球飛行,拍攝了遠端月面並傳送回來,這是人類有史以來未曾見過的區域。月球三號拍下的畫面品質不是很好,卻傳達了一件令人震驚的事:我們從地球上看月亮很容易見到暗色的「海洋」區塊,但月球遠端似乎缺少這樣的月海地形。

月球三號是科學上的里程碑,蘇聯與美國也早就展開送人類上太空、進入繞地球軌道的計畫。科羅留夫的R-7 火箭已經強大到能帶著氫彈飛越各洲陸塊,只需稍加改良就能載人上軌道。另一方面,美國正在研發的擎天神(Atlas)火箭將有兩種用途:搭載炸彈、載人繞地球飛行。到了一九六○年,科羅留夫的團隊打造出東方號(Vostok),一種可供單人搭乘的囊狀飛行器。然而,R-7 火箭依賴軍方資金,引擎設計師瓦倫汀.格魯什科(Valentin Glushko,1908-1989) 卻正要提供一種新引擎給軍方,這種引擎使用自燃推進劑燃料與氧化劑,化學物質只要一混和就能立即點燃。儘管這種自燃化學藥劑後來加上了安全防護措施,幫助NASA 實行雙子星計畫與阿波羅計畫,一九六○年代用這些藥劑讓人類飛行卻很危險,因為它們會產生對肺部有害的廢氣。不過,既然格魯什科的設計都已做到了即刻迅速發射,再用R-7火箭投射武器顯然就過時了。面對極可能出現的資金短缺,科羅留夫加快腳步展示東方號的能耐:由R-7 火箭推升的東方號能載著大型哺乳類生物上軌道,再將牠們平安送回地球。

 

看更多關於月球的故事:

▲本文節錄:月球之書-人類登陸月球50週年一書

上稿編輯│德克斯特  圖片來源│月球之書
本文由出版社授權,勿任意轉載
合作提案請私訊 科學最前線

德克斯特