宇航员登上月球，确认那里是寂静不毛之地，天空深黑，视野清澈，散布形状多样的大小岩块，一走动轻飘飘的，足下细尘飞扬，留下棱角分明的靴印（见图5-41）。月球表面覆盖着的大量陨击抛出的碎岩和细尘称为月壤（regolith），这是完全不同于有腐殖质的地球土壤。月球高地上的月壤层厚达100 m，而月海上的月壤层厚约10 m。自1969年7月到1976年8月宇航员先后共九次取回约382 kg月球样品到地球上进行分析研究。这些样品可分为三大类：月土（soils，小于1 mm的细尘）；结晶岩或火成岩；角砾岩。月土含各种比例的当地结晶岩和角砾岩碎屑、矿物颗粒、玻璃及流星物质。月球矿物仅100多种，远比地球矿物（3000种以上）少且简单，这是因为月球缺乏水和风化的改造。总的说来，月球匮乏挥发物和亲铁元素（钴、镍等）；月海由玄武岩组成，但不同于地球玄武岩成分，主要是不含水，匮乏碱金属（尤其Na2O）及Al2O3和SiO2，有的富含TiO2、FeO和MgO；月球高地由比月海富含铝钙、匮乏铁镁钛铬的斜长（苏长）岩组成。
图5-41 登上月球的月球车、宇航员及其靴印（右下图）
人类在地球上看到的是月球正面而看不到其背面。而正是这种未知以及探知深部物质、了解月球演化的好奇心，使人类梦想着探求月球背面的故事。1959年10月4日，苏联成功发射了月球3号探测器飞越月球背面，从高空成功地拍摄了月球背面首幅传真照片，人类才第一次目睹其真实面目。1965年7月，月球8号探测器拍摄了月球背面更详细的照片，又给予其表面一些特征命名。美国从1966年8月开始，先后发射了5颗环绕月球的轨道器，不断地发回月球正面和背面的传真照片，美国据此于1967年8月编制和出版了详细的月球背面地图，又增加了其许多特性命名。
2019年1月3日，我国的嫦娥四号经26天航程，成为人类首个在月球背面软着陆的探测器、稳稳降落在月球南极-艾特肯盆地冯·卡门陨击坑（见图5-42）。随即，玉兔二号巡视器（月球车）驶离嫦娥四号探测器，它们拍摄了月球表面地形地貌，并相互拍摄，清晰的图像经“鹊桥”中继通信卫星传回地球（见图5-43、图5-44）。
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图5-42 嫦娥四号在向月球南极-艾特肯盆地冯·卡门陨击坑降落
图5-43 玉兔二号巡视器驶离嫦娥四号，首次在月球背面留下印迹
图5-44 玉兔二号巡视器全景相机拍摄的嫦娥四号着陆器
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