Księżyc ziemski

KSIĘŻYC ZIEMSKI
1.) Charakterystyka ogólna
2.) Podstawowe dane
3.) Wiek i narodziny Księżyca (teorie powstania)
4.) Wnętrze Księżyca
5.) Budowa i powierzchnia Księżyca
6.) Zjawiska związane z Księżycem
7.) Fazy Księżyca
8.) Wyprawy badawcze na Księżyc

Ad. 1. Charakterystyka ogólna
Księżyc - najbliższe nam ciało niebieskie, znane ludziom od wieków, fascynujące, tajemnicze, uważane przez dawne cywilizacje za boga. Księżyc był czczony, składano mu ofiary.
Dzisiaj wiemy, że nie jest żadnym bogiem, ale najzwyklejszym we Wszechświecie, \\\"tworem kosmicznym\\\". Mimo to, wielu ludzi, nadal przypisuje mu nadzwyczajne cechy. odgrywa on ogromną rolę w Astrologii (dziedzinie nauki, twierdzącej, że ciała niebieskie wywierają na nas ogromne wpływy i kształtują naszą przyszłość), oraz okultyzmie. Zaćmienie Księżyca, czy też Słońca, są nadal przez niektórych ludzi uważane za znaki boże a w szczególności pełne zaćmienia Księżyc jest odległy od Ziemi w perygeum (najbliżej Ziemi) o 356 410 km, a w apogeum (najdalej od Ziemi) 406 697km. Średnia odległość Ziemia - Księżyc to 384 000km. Jest on prawdopodobnie jedynym naturalnym satelita naszej planety. Księżyc, tak jak planety, porusza się po orbicie eliptycznej, a więc raz przyspiesza a raz zwalnia. I tak w apogeum, prędkość orbitalna Księżyca wynosi 0,997km/s, zaś w perygeum 1,078km/s. A więc jego średnia prędkość niewiele się różni od prędkości orbitalnej wynoszącej 1,023km/s (3681km/h). Dzięki temu wygląda, jakby Księżyc \\\"kolebał\\\" się ukazując dodatkowe 9% powierzchni. Zjawisko to nazywa się libracją. Księżyc w ciągu ziemskiej godziny, przesuwa się ok. jednej swojej średnicy, która wynosi 3476km (niewiele mniej od Merkurego, którego średnica wynosi 4878 km). Księżyc, tak jak wszystkie planety Układu Słonecznego, wykonuje dwa ruchy, obiegowy i obrotowy, oba te ruchy synchronizują się, tzn.: Księżyc okrąża Ziemię w ciągu 27dni 7h 43m 11,5min, jednocześnie wykonując obrót wokół własnej osi, który wynosi prawie tyle samo 27dni 7h i 11,5m 11,5s. Obiega on Ziemię w kierunku jej ruchu obrotowego a wiruje również w tym samym kierunku co Ziemia, czyli z zachodu na wschód (czyli, gdybyśmy patrzyli na układ Ziemia - Księżyc z przodu, to wszystko poruszałoby się w prawo). Płaszczyzna orbity Księżyca, tworzy z płaszczyzną orbity Ziemi, czyli ekliptyką kąt 5o15\\\'. Zmienia się on cyklicznie co 18.6 roku, w granicach od 4o59 - 5o18\\\'. Także, co 18,6 roku zmienia się kąt pomiędzy płaszczyzną równika Księżyca a płaszczyzną jego orbity od 6o31\\\' - 6o49\\\'. Zaś nachylenie płaszczyzny równika do ekliptyki wynosi 1o53\\\'.

Ad. 2. Podstawowe dane

Obwód orbity 2 413 402 km
Średnia prędkość orbitalna 1,022 km/s
Średnica równikowa 3 476,2 km (0,273 Ziemi)
Średnica biegunowa 3 472,0 km (0,273 Ziemi)
Promień 1,737.064 km (0,273 Ziemi)
Powierzchnia 3,793107 km² (0,074 Ziemi)
Odległość od Ziemi 384,4 tys. km
Objętość 2,1971010 km³ (0,020 Ziemi)
Masa 7,347 6731022 kg (0,0123 Ziemi)
Gęstość 3,344 g/cm³
Okres obrotu wokół własnej osi 27,321 661 dni (synchroniczny z okresem obiegu)
Prędkość obrotu 16,655 km/h (na równiku)
Temperatura powierzchni: minimalna (40K), średnia (250K), maksymalna (396K)

Skład chemiczny: Tlen 43%, Krzem 21%, Aluminium 10%, Węgiel 10%, Żelazo 9%, Magnez 5%, Tytan 2%, Nikiel 0,6%, Sód 0,3%, Chrom 0,2%, Potas 0,1%, Mangan 0,1%, Siarka 0,1%

Charakterystyka atmosfery:
Ciśnienie atmosferyczne 310-13 kPa
Skład: Hel 25%, Neon 25%, Wodór 23%, Argon 20%, Metan, Amoniak, Dwutlenek węgla- ilości śladowe


Ad. 3. Wiek i narodziny Księżyca (teorie powstania)

Wiek Księżyca został określony na podstawie radioaktywności skał księżycowych. Co to znaczy? Na przykład uran powoli zmienia się w ołów. W próbce uranu 238 połowa atomów zamieni się w ołów po 4,5 mld lat. Tak więc, mierząc proporcje uranu i ołowiu, można wyliczyć wiek skał. Im więcej jest ołowiu, tym skała jest starsza. Pierwsze skały na Księżycu zestaliły się około 4,4 mld lat temu. Tworzenie się Księżyca musiało więc zachodzić nieco wcześniej. Wydaje się, że można rozsądnie założyć, iż było to około 4,65 mld lat temu. Zgadza się to z wiekiem meteorytów, a także z oszacowanym wiekiem Słońca. Przed misjami Apollo wszelkie oszacowania wieku Księżyca oparte były wyłącznie na domysłach. Nim naukowcy obejrzeli księżycowe skały, mieli trzy teorie pochodzenia Księżyca, ale nie było możliwości rozstrzygnięcia, która z nich jest prawdziwa. Niektórzy wierzyli, że młoda Ziemia tak szybko się obracała, iż jej kawałek oderwał się i stał się Księżycem. Inni sugerowali, że został on przechwycony przez Ziemię podczas wędrówki międzyplanetarnej, chociaż prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest bardzo małe. Trzecia wersja mówiła, że Ziemia i Księżyc utworzyły się oddzielnie mniej więcej w tym samym czasie i w tej samej odległości od Słońca. Różnice bowiem w składzie chemicznym Księżyca i Ziemi wydawały się świadczyć o tym, że ciała te nigdy nie były fizycznie ze sobą powiązane. Mówiło się obrazowo o zwolennikach teorii \\\"matka + syn\\\", \\\"żona + mąż\\\" lub \\\"rodzeństwo\\\".
Tymczasem zwyciężyła czwarta, odmienna hipoteza narodzin Księżyca - hipoteza gigantycznego zderzenia. Podstawowym jej założeniem jest, że w okresie tworzenia się znanych dziś planet ciało wielkości Marsa uderzyło pod małym kątem w bardzo jeszcze młodą Ziemię. Lżejsze materiały ze skorupy ziemskiej zostały rozpryskane i utworzyły pierścień gruzu otaczający planetę. Ziemia zachowała jednak całe swoje żelazne jądro, a nawet przechwyciła część księżycowego, bo żelazne jądra tych ciał były i są w stanie ciekłym. Z dużego fragmentu pierścienia mógł powstać Księżyc. Hipoteza ta łatwo tłumaczy deficyt żelaza w jądrze Księżyca w stosunku do jądra Ziemi.

Naukowcy mogą obliczyć za pomocą komputerów, co by się stało, gdyby planeta rozmiarów Marsa uderzyła w tworzącą się Ziemię (tak najprawdopodobniej zyskaliśmy Księżyc). Na ilustracji przedstawiono wynik zderzenia. Widać Ziemię i długi łańcuch pouderzeniowych odłamków skalnych; są to odpryski zewnętrznych części zderzających się planet ciągnące się za Ziemią jak ogon. Całe żelazne wnętrze praksiężyca zostało wchłonięte przez jądro Ziemi, a \\\"duża resztka\\\" skalistego materiału przerodziła się w Księżyc.


Ad. 4. Wnętrze Księżyca

Na Księżycu astronauci pozostawili w czterech miejscach sejsmometry. Są to instrumenty do badania trzęsień gruntu. Wykrywają drobne drgania powierzchni Księżyca - zupełnie niepodobne do trzęsień Ziemi. Mierząc jednak te drgania z więcej niż jednego miejsca, naukowcy mogą odtwarzać wewnętrzną budowę księżycowego globu. Sposób rozchodzenia się drgań fal wskazuje na to, że skorupa księżycowa ma od 60 do 100 km grubości. Poniżej znajduje się gruba na 1000 km warstwa gęstych, zimnych skał. W środku jest ciepłe, częściowo stopione jądro. Nie zawiera jednak ono zbyt dużo żelaza, tak że Księżyc nie ma pola magnetycznego.


Ad. 5. Budowa i powierzchnia Księżyca

Jeśli ludzie będą chcieli kiedykolwiek podbijać kosmos, Księżyc będzie dla nich podstawową bazą wypadową. Mniejsze niż ziemskie przyciąganie grawitacyjne oznacza, że będzie około 20 razy łatwiej i taniej wysłać duży statek kosmiczny z Księżyca niż z Ziemi. Woda i gaz do oddychania mogą być wytwarzane na Księżycu, bo w księżycowych skalach jest i tlen, i wodór, i azot. Duże złoża aluminium, żelaza i krzemu mogą zapewnić budulec.
Do poszukiwania bogactw naturalnych na Księżycu oraz prowadzenia prac inżynierskich w warunkach księżycowych niezbędna będzie księżycowa baza. Dopiero wtedy można będzie spokojnie przyjrzeć się księżycowym zasobom i sensownie pomyśleć o ich wykorzystaniu.

Powierzchnia Srebrnego Globu pokryta jest regolitem (zwietrzeliną), czyli pogruchotaną skałą. Skały te są bogate w tytan. Jaśniejsze obszary to wyżyny- mocno poznaczone kraterami. Ciemniejsze miejsca to morza- które jednak w przeciwieństwie do mórz ziemskich są suche, a nazwę swą zawdzięczają temu, iż dawniej ludzie wyobrażali sobie, iż są to obszary wypełnione wodą i nadawali im nazwę mórz. Wiele wyżyn to brekcje- fragmenty różnych odłamków skał, spojonych wskutek wysokich ciśnień przy uderzeniach. Niektóre sięgają nawet 6000 m nad poziom mórz. Ok. 3,6 mld lat temu niziny zostały zalane roztopioną lawą, która wydobyła się z wnętrza Księżyca, z warstwy płynnych skał. Ich pokrywa utworzona jest z bazaltu, ciemnej skały wulkanicznej. Na Księżycu zaobserwować można także kratery wulkaniczne, potoki lawowe, bruzdy i uskoki oraz kratery pochodzenia mateorytowego. Prosta Ściana (Rupes Recta) jest to jeden z największych uskoków. Wysoki jest na 250 m i ciągnie się przez 129 km po wschodniej stronie Morza Chmur. Kratery mają wielkość od mikroskopijnych wgłębień po ogromne obniżenia terenu o średnicy do 250 km. Większość powstała na skutek uderzeń okruchów materii. Kratery o obrzeżach w formie TARASÓW są największe i powstały w wyniku uderzenia ogromnych meteorytów. WAŁY oraz CENTRALNE GÓRKI zostały utworzone z materiału odbitego po uderzeniach od ścian krateru. Centralna górka to właśnie zastygła skała, która spłynęła ze ścian. Mniejsze kratery mają dna uformowane w kształcie MISY. Kratery o kilku koncentrycznie ułożonych wałach znaczą miejsca wypływu lawy. Natomiast kratery WIDMA są to zatopione przez lawę kratery meteorytowe, po których powstał ślad w postaci gór pierścieniowych, sterczących z księżycowego morza. Kratery PROMIENISTE to stosunkowo młode kratery meteorytowe. Promienie powstały z materiału wyrzuconego na skutek uderzenia. Bruzdy- są to być może zapadnięte tunele lawowe. Przypominają koryta wyschniętych rzek i mają długość do 500 km.

Ze względu na to, że okres obiegu Księżyca wokół Ziemi jest równy jego okresowi obrotu wokół własnej osi (27d7h43m), z Ziemi widoczna jest tylko jedna strona Księżyca. Jednakże dzięki zjawisku libracji możemy obserwować aż 59% jego powierzchni. Zdjęcie obok pokazuje widoczną z Ziemi stronę Księżyca – z dużym (85 km średnicy) kraterem uderzeniowym Tycho, z którego wybiegają koncentrycznie smugi jasnej materii. Ciemne owalne obszary to baseny zastygłego bazaltu powstałe około 2,5 mld lat temu także na skutek uderzeń meteorytów. Księżyc jest pokryty pyłem erozyjnym i utworami skalnymi, jego powierzchnia została ukształtowana w głównej mierze przez ostrzał meteorytowy oraz działalność wulkaniczną. Próbki gruntu księżycowego, pobrane w trakcie misji Apollo, wykazały skład podobny do składu skorupy ziemskiej. Badania przeprowadzone podczas tej misji wykazały śladową aktywność tektoniczną Księżyca. Obecnie nie ma na jego powierzchni czynnych wulkanów. Posiada szczątkową atmosferę, nie znaleziono na nim śladów życia.

Wybrane kratery księżycowe: Arystoteles, Clavius, Grimaldi, Kopernik, Platon, Scheiner, Tycho, Albategnius, Archimedes, Klawiusz, Eudoksus, Kepler, Langren, Posejdon, Ptolemeusz, Teofil
Inne obiekty na powierzchni Księżyca: Ocean burz, Morze Chmur, Morze Deszczów, Morze Jasności, Morze Nektaru, Morze Oparów, Morze Przesileń, Morze Spokoju, Morze Wilgoci, Morze Zimna, Morze Obfitości, Jeziora Doskonałości, Jezioro Śmierci, Zatoka Rosy, Zatoka Tęczy, Bagno Zgnilizny


Ad. 6. Zjawiska związane z Księżycem
Zaćmienie Księżyca zachodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem i Księżyc (naturalny satelita ziemi) \\\"wejdzie\\\" w stożek cienia Ziemi. Do zrozumienia pojęcia zaćmienia całkowitego i częściowego Księżyca trzeba najpierw zrozumieć co to jest stożek cienia całkowitego i częściowego.
· Stożek cienia całkowitego to miejsce geometryczne tych punktów znajdujących się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce, z których Słońce jest całkowicie niewidoczne.
· Stożek półcienia to miejsce geometryczne tych punktów, z których tylko część Słońca jest widoczna, a część zasłonięta przez Ziemię.
Jeżeli Księżyc krążąc dokoła Ziemi przejdzie cały przez stożek cienia całkowitego Ziemi, to promienie słoneczne przez pewien czas w ogóle nie dochodzą bezpośrednio do jego powierzchni. Cała powierzchnia Księżyca jest wtedy ciemna i jest to całkowite zaćmienie Księżyca. Najbliższe całkowite zaćmienie Księżyca widoczne w Polsce- 21 lutego 2008 roku. Jeżeli tylko część Księżyca przesunie się przez stożek cienia całkowitego Ziemi, następuje zaćmienie częściowe. Jeżeli Księżyc przesunie się tylko przez stożek półcienia Ziemi, nazywamy to zaćmieniem półcieniowym. Czas trwania całkowitego zaćmienia Księżyca jest różny - maksymalnie 1 godzina i 40 minut. Obliczono, że między 1207 rokiem p.n.e., a 2162 rokiem naszej ery, czyli w okresie 3369 lat, wypadnie 8000 zaćmień Słońca i 5200 zaćmień Księżyca. Zatem średnio na 3 zaćmienia Słońca przypadają 2 zaćmienia Księżyca. Ludzie często sądzą, że zaćmienia Słońca obserwuje się rzadziej niż zaćmienia Księżyca, co jest nieprawdą. W ciągu roku zdarzają się co najmniej dwa zaćmienia Słońca, a w sprzyjających warunkach cztery. Natomiast rokrocznie mogą wystąpić tylko trzy zaćmienia Księżyca, ale może być też tak, że w danym roku nie zdarzy się ani jedno (nawet częściowe). Jednak dla danego miejsca obserwacji zaćmienia Księżyca widoczne są częściej niż zaćmienia Słońca. Powodem jest fakt, że to ostatnie zjawisko jest widoczne tylko w pasie węższym od 300 km dla zaćmień całkowitych. Natomiast zaćmienie Księżyca widać wszędzie tam, gdzie Księżyc znajduje się nad horyzontem.
Zaćmienie Słońca powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne. Rodzaje zaćmień Słońca:
· zaćmienie częściowe - występuje, gdy obserwator nie znajduje się wystarczająco blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc, by znaleźć się całkowicie w cieniu Księżyca, lecz na tyle blisko, że znajduje się w półcieniu.
· zaćmienie całkowite - występuje, gdy obserwator znajduje się w cieniu Księżyca. W takim przypadku widoczna staje się korona słoneczna. Jest to możliwe dzięki temu, że obserwowane rozmiary kątowe Księżyca są tylko nieznacznie większe od rozmiarów kątowych Słońca i w przypadku zaćmienia całkowitego, Księżyc przysłania całkowicie powierzchnię Słońca, ale nie przysłania korony.
· zaćmienie obrączkowe - zwane również zaćmieniem pierścieniowym występuje wtedy, gdy, podobnie jak w przypadku zaćmienia całkowitego, obserwator znajduje się bardzo blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc. W odróżnieniu jednak od zaćmienia całkowitego, w przypadku zaćmienia pierścieniowego rozmiary kątowe Księżyca są mniejsze niż rozmiary kątowe Słońca. Dzieje się tak, wtedy, gdy zaćmienie ma miejsce w czasie, gdy Księżyc znajduje się w pobliżu apogeum swojej orbity, czyli w pozycji najbardziej oddalonej od Ziemi.
· zaćmienie hybrydowe - zachodzi wówczas, gdy w pewnych miejscach Ziemi to samo zaćmienie jest całkowite, a w innych obrączkowe. Tylko około 5 % wszystkich zaćmień jest hybrydowych.
!!! W przypadku zaćmienia centralnego (całkowite, obrączkowe lub hybrydowe) obserwator nieznajdujący się w centrum, czyli nie w cieniu, ale w półcieniu obserwuje jedynie zaćmienie częściowe.
Libracja to powolne wahania, rzeczywiste bądź pozorne, satelity obserwowanego z powierzchni ciała niebieskiego, które ten satelita okrąża. Zazwyczaj terminu tego używa się w odniesieniu do ruchów tarczy Księżyca względem Ziemi, odkrytych w 1637 r. przez Galileusza, które można porównać do chybotania się szalek wagi. Okres obrotu Księżyca wokół własnej osi jest zsynchronizowany z okresem obiegu dookoła Ziemi. Skutkiem tego zwraca się on do naszej planety zasadniczo cały czas tą samą stroną. Zjawisko libracji pozwala jednak oglądać z Ziemi wąski pas brzegowy drugiej strony Księżyca. Odpowiednio długo prowadzone obserwacje pozwalają zobaczyć 59% jego powierzchni. Libracja ma wiele źródeł. Najważniejsze są trzy:
· Eliptyczność orbity Księżyca wywołuje librację w długości. Księżyc, okrążając Ziemię, porusza się ze zmienną prędkością kątową. Natomiast jego prędkość obrotu wokół własnej osi pozostaje stała. W efekcie Księżyc w perygeum obraca się za wolno, a w apogeum za szybko, stopniowo odsłaniając odpowiednio swoją wschodnią i zachodnią stronę. Maksymalne wychylenie ma miejsce około tygodnia przed i po perygeum, i nie przekracza ±7,9. O wiele mniejszy wpływ na librację w długości ma też przyciąganie Słońca i innych planet, deformujące orbitę Księżyca.
· Nachylenie osi obrotu Księżyca do płaszczyzny orbity wokół Ziemi wywołuje librację w szerokości. Księżyc poruszając się po swojej orbicie zwraca się nieznacznie ku Ziemi na przemian północnym i południowym biegunem. Wahania nie przekraczają ±6,7.
· Obrót Ziemi dookoła własnej osi wywołuje librację dzienną, inaczej paralaktyczną. Ziemski obserwator uczestnicząc w ruchu obrotowym Ziemi może oglądać Księżyc z różnych stron. Różnice na dwóch przeciwległych krańcach naszej planety sięgają jednak zaledwie około ±1.

Pływy morskie (przypływy i odpływy) – regularnie powtarzające się podnoszenie i opadanie poziomu wody w oceanie. Wywołuje je zjawisko pływowe, a konkretnie siły grawitacyjne Księżyca, oraz w mniejszym stopniu, Słońca oraz siła odśrodkowa wywołana obrotem Ziemi wokół środka ciężkości układu Ziemia - ciało niebieskie działające na naszą planetę. Przeciętny czas między przypływami wynosi 12 godzin i 24 minuty.

Ad. 7. Fazy Księżyca

Faza Księżyca określa oglądaną z Ziemi część Księżyca oświetloną przez Słońce. Ponieważ Słońce oświetla zawsze (poza zaćmieniami) tylko połowę powierzchni Księżyca, jego fazy są rezultatem oglądania tej połowy pod różnymi kątami spowodowanymi różnymi położeniami Słońca, Ziemi i Księżyca względem siebie. Wyróżnione fazy:
· nów (numer 1 na ilustracji): obszar zwrócony do Ziemi nie jest oświetlony;
· pierwsza kwadra (3);
· pełnia (5): jest wtedy oświetlony cały obszar zwrócony do Ziemi;
· ostatnia kwadra (7).

Gdy Księżyc jest w pełni, znajduje się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce. Jego położenie na sferze niebieskiej jest w przybliżeniu przeciwległe do położenia Słońca. Księżyc wówczas znajduje się w kulminacji górnej (góruje) około północy, w kulminacji dolnej zaś (dołuje) - w południe. Natomiast w nowiu położenie Księżyca na sferze niebieskiej jest bliskie położenia Słońca. Księżyc wówczas znajduje się w kulminacji górnej w południe, w kulminacji dolnej zaś - o północy. Pomiędzy dwiema kolejnymi takimi samymi fazami Księżyca (np. dwiema pełniami) upływa okres około 29,5 doby, czyli miesiąc synodyczny. Ze względu na ruch Ziemi wokół Słońca, okres ten jest różny od okresu obiegu Księżyca wokół Ziemi, czyli miesiąca gwiazdowego (syderycznego).

Ad. 8. Wyprawy badawcze na Księżyc
Pierwszym wytworem ludzkich rąk, jaki pojawił się na Księżycu, była radziecka bezzałogowa sonda kosmiczna Łuna 2. Rozbiła się ona 14 września 1959. Pierwszy człowiek stanął na Księżycu 20 lipca 1969. Był nim dowódca załogi misji Apollo 11 – Neil Armstrong, który wypowiedział historyczne słowa: „To jest mały krok człowieka, ale wielki skok ludzkości”. Jako ostatni opuścił powierzchnię naturalnego satelity Ziemi Eugene Cernan, który był członkiem misji Apollo 17 w roku 1972.
W 1959 roku rosyjski statek kosmiczny po raz pierwszy przekazał na Ziemię zamazany obraz odwrotnej strony Księżyca. Dziesięć lat później Amerykanom udało się wylądować na Księżycu.
W latach 1969-1972 sześć amerykańskich załóg ze statków Apollo odwiedziło Księżyc. Wykonali wiele doświadczeń, pozostawili aparaturę do rozmaitych badań oraz przywieźli na Ziemię około 385 kg księżycowych skał i próbek gruntu. Przywieziono też aluminiową folię naświetloną cząstkami wiatru słonecznego. W latach poprzedzających misje Apollo statki kosmiczne okrążały Księżyc i fotografowały go bardzo szczegółowo w celu wybrania miejsca do lądowania. Następnie statki bezzałogowe osiadały na powierzchni i testowały jej twardość, bo niektórzy naukowcy obawiali się grubej warstwy pyłu, w której można by się bezpowrotnie zapaść. W rzeczywistości lądowniki zapadały się zaledwie na kilka centymetrów, co wskazywało na to, że człowiek będzie mógł po Księżycu spacerować. W końcu w 1968 roku wysłano astronautów na orbitę okołoksiężycową, ale nie próbowano od razu lądować, uznając to za zbyt ryzykowne. Podczas pierwszych wypraw, już na Księżycu, astronauci przemieszczali się piechotą, pozostając w najbliższym otoczeniu lądownika. Podczas następnych używano już pojazdu, a astronauci pozostawali na Księżycu przez wiele dni. Aparatura naukowa pozostawiona na Księżycu składała się z wielu instrumentów do badania trzęsień gruntu. Inne przyrządy badały materię wydmuchiwaną ze Słońca i wypływ ciepła z Księżyca.
Badania próbek księżycowych trwały 20 lat i uzyskano z nich wiele informacji o pochodzeniu oraz historii Księżyca. Wszystkie przywiezione skały utworzone są z zastygłej lawy. Ciemne, zebrane w rejonach mórz księżycowych, są podobne do ziemskich bazaltów. Wiele skał było zmiażdżonych przez roztrzaskujące się i wybuchające meteoryty. Następnie znowu się spajały. Żadna nie była nigdy narażona na działanie wody i nie ma w nich żadnych skamieniałości. Księżyc jest zatem terenem nieurodzajnym, jałowym.