चंद्रमा पृथ्वी का एकमात्र प्राकृतिक उपग्रह है। चंद्रमा 384,400 किमी से पृथ्वी की परिक्रमा करता है और इसकी औसत गति 3700 किमी प्रति घंटा है। इसका व्यास 3476 किमी है, जो पृथ्वी के लगभग है।
चंद्रमा सूर्य के बाद आकाश में दूसरा सबसे चमकीला पिंड है। पृथ्वी और चंद्रमा के बीच गुरुत्वाकर्षण बल कुछ दिलचस्प प्रभाव पैदा करते हैं; ज्वार सबसे स्पष्ट हैं। चंद्रमा का कोई वायुमंडल नहीं है, लेकिन इस बात के प्रमाण हैं कि चंद्रमा के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव के पास कुछ गहरे गड्ढों में पानी की बर्फ हो सकती है जो स्थायी रूप से छायांकित हैं।
चंद्रमा की अधिकांश सतह राजसीता से आच्छादित है, जो उल्का प्रभाव से उत्पन्न महीन धूल और चट्टानी मलबे का मिश्रण है। चंद्रमा पर दो प्रकार के भूभाग होते हैं। एक है भारी गड्ढा और बहुत पुराना हाइलैंड। अन्य अपेक्षाकृत चिकने छोटे क्रेटर हैं जो पिघले हुए लावा से भर गए थे।
19वीं और 20वीं शताब्दी के दौरान, शक्तिशाली दूरबीनों के माध्यम से दृश्य अन्वेषण ने चंद्रमा के दृश्य पक्ष की काफी व्यापक तस्वीर पेश की है। अक्टूबर 1959 में सोवियत लुनिक III अंतरिक्ष यान द्वारा बनाई गई तस्वीरों के माध्यम से चंद्रमा के अब तक के सबसे दूर के हिस्से को पहली बार दुनिया के सामने प्रकट किया गया था।
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इस तस्वीर से पता चला है कि मरने वाले चंद्रमा का दूर का हिस्सा निकट के समान है, सिवाय इसके कि बड़े चंद्र मारिया अनुपस्थित हैं। क्रेटर आर्क अब पूरे चंद्रमा को कवर करने के लिए जाना जाता है, आकार में विशाल, रिंग वाली मारिया से लेकर सूक्ष्म आकार तक। पूरे चंद्रमा में लगभग 1 मीटर व्यास से बड़े लगभग 3 ट्रिलियन क्रेटर हैं।
पृथ्वी के चारों ओर अपनी कक्षा में घूमते हुए चंद्रमा विभिन्न चरणों को दिखाता है। आधा चाँद हमेशा सूर्य के प्रकाश में रहता है, जैसे आधी पृथ्वी में दिन होता है जबकि आधे में रात होती है। चंद्रमा के चरण इस बात पर निर्भर करते हैं कि किसी एक समय में सूर्य का आधा भाग कितना देखा जा सकता है। अमावस्या में चेहरा पूरी तरह छाया में रहता है।
लगभग एक हफ्ते बाद, चंद्रमा पहले तिमाही में है, एक अर्धवृत्त जैसा दिखता है; एक और हफ्ते बाद, पूर्णिमा अपनी पूरी तरह से प्रकाशित सतह दिखाती है; एक सप्ताह बाद, अपने अंतिम तिमाही में, चंद्रमा फिर से अर्धवृत्त के रूप में प्रकट होता है। पूरे चक्र को प्रत्येक चंद्र माह में दोहराया जाता है, जो लगभग 29.5 दिनों का होता है।
चन्द्रमा तब भर रहा है जब वह पृथ्वी से दूर सूर्य से दूर है; यह नया है जब यह करीब है। जब यह आधे से अधिक प्रदीप्त होता है, तो इसे गिबस चरण में कहा जाता है। चंद्रमा तब होता है जब यह पूर्ण से नए की ओर बढ़ता है, और जब यह फिर से पूर्ण होता है तो मोम होता है।
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इसकी सतह पर तापमान चरम पर है, चंद्र दोपहर में अधिकतम 127 डिग्री सेल्सियस (261 डिग्री फारेनहाइट) से लेकर चंद्र भोर से ठीक पहले न्यूनतम -173 डिग्री सेल्सियस (-279 डिग्री फारेनहाइट) तक। इस मौसम के दौरान लगभग 23 सितंबर को शरद विषुव से ठीक पहले चंद्रमा सूर्य के विपरीत एक बिंदु पर उगता है, या मरने के क्षितिज के सटीक पूर्वी बिंदु के करीब होता है।
इसके अलावा, चंद्रमा प्रत्येक रात केवल कुछ मिनट बाद ही उगता है, कई लगातार शामों को सूर्यास्त के समय के करीब एक आकर्षक चंद्रोदय और स्की में बादल न होने पर लगभग पूरी रात तेज चांदनी दिखाई देती है।
सूर्यास्त के बाद चांदनी जारी रहना उत्तरी अक्षांशों के किसानों के लिए उपयोगी है, जो तब अपनी फसल काट रहे हैं। फसल की कटाई के बाद की पूर्णिमा को m(X) n, जो एक ही घटना को कुछ हद तक प्रदर्शित करता है, को शिकारी का चंद्रमा कहा जाता है। लगभग 21 मार्च को वसंत विषुव पर दक्षिणी अक्षांशों में फसल चंद्रमा के लिए एक समान घटना देखी जाती है।