2.6   月球大气和天文观测

虽然月球的半径比地球小，然而因为其质量小得更多，因而月球表面的引力比地球表面的引力小。下面估算一下月球引力场束缚大气的能力。假定月球表面有氧气组成的大气，月球表面的逃逸速度大约是（6.67×10^-8×(5.97×10²⁷/ 81)/( 1000 × 10⁵)）^1/2cm/s ～ 2.22×10⁵cm/s，而氧分子在温度～300K时的均方根速度大约是(3×1.38×10^-16×300/(32×1.67 × 10^-24))^1/2cm/s～4.61×10⁴cm/s。虽然均方根速度小于逃逸速度，但已经有一部分氧分子可以脱离月球的束缚。加上月球磁场很弱，太阳风离子可以直接与大气作用，将其吹散。所以月球表面很难存在稠密大气，日全食的时候清晰的月影边缘以及阿波罗登月录像中漆黑的天空可以作为旁证。所以月球表面之外就可以看作太空。

月球这样的条件比较利于天文观测。注意到地球上的天文观测很大一部分困扰就是地球大气（见1.3节），这也是为什么天文学家需要太空望远镜（见1.4节）。而如果在月球上建一个望远镜，这个望远镜就近似是太空望远镜了。比起太空望远镜，在月球上有可能建造更大的“太空望远镜”（如果在月球表面建成了月球基地的话），这对于天文观测是很有利的。

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