चंद्र (earth's Moon)

       

      चंद्र पृथ्वीचा एकमात्र नैसर्गिक उपग्रह आहे. चंद्र आकारमानाप्रमाणे सूर्यमालेतील पाचवा मोठा नैसर्गिक उपग्रह आहे. पृथ्वी व चंद्रामधील अंतर ३,८४,४०० कि.मी. असून, हे अंतर पृथ्वीच्या व्यासाच्या सुमारे ३० पट आहे. चंद्राचा व्यास हा पृथ्वीच्या व्यासाच्या एक चतुर्थांशाहून थोडासा जास्त म्हणजे ३,४७६ कि.मी. आहे. याचाच अर्थ असा की चंद्राचे वस्तुमान हे पृथ्वीच्या सुमारे २% आहे तर चंद्राची गुरुत्वाकर्षण शक्ती ही पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण शक्तीच्या सुमारे १७% इतकी आहे. चंद्राला पृथ्वीभोवती एक प्रदक्षिणा घालण्याकरीता २७.३ दिवसांचा कालावधी लागतो. तसेच चंद्र, सूर्य व पृथ्वी यांच्यातील भौमितिक स्थानांमुळे दर २९.५ दिवसांनी चंद्राच्या कलांचे एक आवर्तन पूर्ण होते.चंद्राने बऱ्याच वर्षांपासून पृथ्वीला लघुग्रहांपासून संरक्षण केले आहे.

चांद्र मास, चांद्र वर्ष

चांद्र मास हा तीस दिवसांचा (प्रत्यक्षात साडे एकोणतीस दिवसांचा) असतो, तर चांद्र वर्ष ३६० दिवसांचे (प्रत्यक्षात ३५४ दिवसांचे). हे सूर्याधारित सौरवर्षापेक्षा ११ दिवसांनी लहान असते. सूर्यवर्षाच्या बरोबर येण्यासाठी साधारणपणे दर (सुमारे) ३३ महिन्यांनी अधिक चांद्रमास येतो. त्यातूनही राहिलेली तफावत दूर करण्यासाठी (सुमारे) १९ किंवा १४१ वर्षांनी क्षयमास येतो.

नीलचंद्र

जेव्हा एका इंग्रजी महिन्यात दोन पौर्णिमा येतात, तेव्हा दुसऱ्या पौर्णिमेच्या चंद्राला मास-सीमित नीलचंद्र (मंथली ब्लू मून) म्हणतात. असा नीलचंद्र यापूर्वी ३१ मार्च २०१८ रोजी होता आणि त्यानंतर ३१ ऑक्टोबर २०२०ला असेल.

जेव्हा एका त्रैमासिक ऋतूमध्ये तीनच्या जागी चार पौर्णिमा येतात तेव्हा त्यांच्यापैकी तिसऱ्या पौर्णिमेच्या चंद्राला ऋतुसीमित नीलचंद्र(सीझनल ब्लू मून) म्हणतात. २१ मार्च ते २१ जून या कालावधीतील सौर वसंत ऋतूत, १८ मे २०१९ रोजी, वसंत ऋतूंतल्या चार पौर्णिमांपैकी तिसरी पौर्णिमा होती, त्या पौर्णिमेच्या चंद्राला नीलचंद्र (ब्लूमून) म्हटले गेले. यापूर्वीचा (ऋतुसीमित) नीलचंद्र २१ मे २०१६ दिवशी होता, तर यानंतरचा २२ ऑगस्ट २०११ रोजी असेल.

इसवी सनाच्या १५५० ते २६५० या ११०० वर्षांच्या काळात ४०८ ऋतुसीमित नीलचंद्र आणि ४५६ मास-सीमित नीलचंद्र होते/असतील. याचा अर्थ कोणत्यातरी प्रकारचा नीलचंद्र दर दोन किंवा तीन वर्षांनी येतो.

नीलचंद्र निळया रंगाचा नसतो. परंतु नीलचंद्राचा योग येणे हे जरासे दुर्मीळ असल्याने क्वचित घडणाऱ्या घटनेसाठी Once in a blue moon हा वाक्प्रचार वापरतात. मराठी ह्याला 'कधीतरी, सठी-सामासी' असा समांतर वाक्प्रयोग आहे.

सुपरमून

पृथ्वीभोवती फिरता फिरता जेव्हा चंद्र पृ्थ्वीच्या जवळात जवळ बिंदूवर (उपभू बिंदूवर - Perigeeला) येतो, तेव्हा पौर्णिमेचा चंद्र नेहमीपेक्षा मोठा दिसतो. यालाच सुपरमून म्हणतात. चंद्राची पृथ्वीभोवती फिण्याची कक्षा लम्बवर्तुळाकार आहे. जेव्हा त्याचे पृथ्वीपासून जास्तीत जास्त अंतर ४,०६,६९२ किलोमीटर असते, त्यावेळी तो अपोजी बिंदूवर (अपभू बिंदूवर)असतो. तर कमीतकमी अंतर ३,५६,५०० किलोमीटर असताना तो पेरिजी बिंदूवर (उपभू बिंदूवर) असतो. तेव्हा पौर्णिमा असते. जेव्हाजेव्हा चंद्र पृथ्वीपासून ३,६१,८८५ किलोमीटर किंवा त्याहून कमी अंतरावर असतो, तेव्हाच्या पौर्णिमेला सुपरमून दिसतो. सुपरमून हा नेहमीच्या चंद्रापेक्षा सुमारे १४% टक्के मोठा आणि सुमारे ३० टक्के अधिक प्रकाशमान भासतो.

वर्षाच्या १२-१३ महिन्यांत असा सुपरमून दोन किंवा तीनवेळा दिसतो. खरोखरीचा अतिविशाल सुपरमून २६ जानेवारी १९४८ला दिसला होता; त्यानंतर १४ नोव्हेंबर २०१६ रोजी. यापुढचे अतिशय मोठे सुपरमून २५ नोव्हेंबरर २०३४ रोजी आणि त्यानंतर ६ डिसेंबर २०५२ रोजी दिसतील.

सुपरमून आणि चंद्रग्रहण कधीकधी एकाच दिवशी येते. 

चंद्रावरील मानवी मोहिमा

ज्या खगोलीय वस्तूवर माणसाने पाऊल ठेवले आहे, अशी चंद्र ही ही एकमेव खगोलीय वस्तू आहे सोव्हियत संघाचे लूना १ हे अंतराळयान पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणातून सुटून चंद्राच्या अतिशय जवळून जाणारी पहिली वस्तू आहे. लूना २ हे अंतराळयान सर्वप्रथम चंद्राच्या पृष्ठभागावर धडकले. तसेच लूना ३ या यानाने चंद्राच्या दुसऱ्या बाजूची सर्वप्रथम छायाचित्रे घेतली. ही तिन्ही याने सोव्हियत संघाने १९५९ साली सोडली.

चंद्राच्या पृष्ठभागावर उतरणारे पहिले अंतराळयान १९६६ साली सोडलेले लूना ९ होते; नंतरच्या लूना १०ने चंद्राला सर्वप्रथम प्रदक्षिणा घातल्या. ज्याद्वारे मनुष्याने चंद्रावर पाऊल ठेवले, अशी अमेरिकेची अपोलो मोहीम ही जगातील आजवरची एकमेव मोहीम आहे.

चंद्रयान ३

चंद्रयान-३  ही भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेची (ISRO) तिसरी चंद्र शोध मोहीम आहे. यात चांद्रयान-२ प्रमाणेच लँडर आणि रोव्हर आहे, परंतु ऑर्बिटर नाही. ह्याचे प्रोपल्शन मॉड्यूल हे कम्युनिकेशन रिले उपग्रहासारखे वागेल. अंतराळयान हे १०० किमी चंद्राच्या कक्षेत येईपर्यंत प्रोपल्शन मॉड्यूल हे लँडर आणि रोव्हर घेऊन गेले. 

२२ जुलै २०१९ रोजी प्रक्षेपित केलेली चंद्रयान-२ मोहीम ६ सप्टेंबरच्या पहाटे चंद्रावर लँडर आणि रोव्हर क्रॅश झाल्यानंतर अंशतः अयशस्वी झाली होती. मात्र त्यानंतर इस्रोने नियोजित चंद्रयान-३ मोहीम हाती घेतली. चंद्रयान-३ चे प्रक्षेपण १४ जुलै २०२३ रोजी दुपारी २:३५ वाजता झाले. पहिल्या टप्प्याचा भाग म्हणून १०० किमी गोलाकार ध्रुवीय कक्षाचे इंजेक्शन यशस्वीरित्या पूर्ण झाले.

लँडर आणि रोव्हर २३ ऑगस्ट २०२३ रोजी संध्याकाळी ६:०४ वाजता चंद्राच्या दक्षिण ध्रुव प्रदेशाजवळ उतरले. या मोहिमेमुळे भारत हा चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळ अंतराळ यान यशस्वीपणे उतरवणारा पहिला देश आणि चंद्रावर सॉफ्ट लॅंडिंग करणारा चौथा देश बनला.

उद्दिष्टे

इस्रोने चंद्रयान-३ मोहिमेसाठी तीन मुख्य उद्दिष्टे निश्चित केली आहेत, ज्यात पुढील गोष्टींचा समावेश आहे:

• चंद्राच्या पृष्ठभागावर लँडर सुरक्षितपणे उतरवणे.
• चंद्रावर रोव्हरच्या फिरण्याच्या क्षमतेचे निरीक्षण आणि प्रात्यक्षिक.
• चंद्राची रचना अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी आणि सराव करण्यासाठी चंद्राच्या पृष्ठभागावर उपलब्ध असलेल्या रासायनिक आणि नैसर्गिक घटक, माती, पाणी इत्यादींवर वैज्ञानिक प्रयोग करणारे इन-साइट वैज्ञानिक निरीक्षण. इंटरप्लॅनेटरी म्हणजे दोन ग्रहांमधील मोहिमांसाठी आवश्यक असलेल्या नवीन तंत्रज्ञानाचा विकास आणि प्रात्यक्षिक.

चंद्रयान-३ चे ॲनिमेशन

पृथ्वीभोवती

चंद्राभोवती

       चंद्रयान-३ ·        पृथ्वी ·        चंद्र

पार्श्वभूमी

चंद्रावर सॉफ्ट लँडिंगचे प्रात्यक्षिक करण्यासाठी चंद्रयान कार्यक्रमाच्या दुसऱ्या टप्प्यात, इस्रोने चांद्रयान-२ लाँच व्हेईकल मार्क-3 (LVM 3) प्रक्षेपित केले. या वाहनात ऑर्बिटर, लँडर आणि रोव्हर होते. प्रज्ञान रोव्हर तैनात करण्यासाठी लँडर सप्टेंबर २०१९ मध्ये चंद्राच्या पृष्ठभागावर उतरणार होते.

चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाच्या मोहिमेसाठी जपानसोबत भागीदारी करण्याबाबत अहवाल समोर आले होते. या अहवालांनुसार भारत लँडर प्रदान करणार होता तर जपान लाँचर आणि रोव्हर असे दोन्ही प्रदान करणार होता. 

नंतर विक्रम लँडरच्या अपयशामुळे २०२५ मधील जपानच्या भागीदारीत प्रस्तावित केलेल्या "चंद्र ध्रुवीय शोध मोहिमे"साठी आवश्यक लँडिंग क्षमता प्रदर्शित करण्यासाठी दुसऱ्या मोहिमेचा पाठपुरावा करण्यात आला. मिशन क्रिटिकल फ्लाइट ऑपरेशन्स दरम्यान, युरोपियन स्पेस एजन्सी (ESA) द्वारे संचालित युरोपियन स्पेस ट्रॅकिंग (ESTRACK ) करारानुसार या मोहिमेला समर्थन देईल.

प्रक्षेपण

LVM3 M4, Chandrayaan-3 - Launch vehicle lifting off from the Second Launch Pad (SLP) of SDSC-SHAR, Sriharikota

चांद्रयान-३ चे प्रक्षेपण १४ जुलै २०२३ रोजी, भारतीय वेळेनुसार दुपारी २:३५ वाजता श्रीहरिकोटा, आंध्र प्रदेश येथील सतीश धवन अंतराळ केंद्रातून करण्यात आले. जवळपास ३,९०० किलोचे प्रक्षेपण पार पडले. चंद्रावर पोहोचण्यासाठी लागणाऱ्या मार्गात हे यान प्रभावीपणे ठेवण्यात आले आहे. पृथ्वी आणि चंद्र यांच्यातील अंतर अंदाजे ३,८४,४०० किलोमीटर आहे. चांद्रयान-३ मिशन २३ किंवा २४ ऑगस्ट रोजी चंद्राच्या दक्षिण ध्रुव प्रदेशावर सॉफ्ट लँडिंग करेल असे अपेक्षित होते. जर काही तांत्रिक अडचण आली तर ही लँडिंग २७ ऑगस्ट रोजी परत पाडली जाऊ शकते असे तांत्रिक नियोजन यात ठरले होते.तथापि भारतीय शास्त्रज्ञांच्या अचूक प्रक्रियेमुळे चंद्रयान-३ हे २३ ऑगस्ट २०२३ रोजी संध्याकाळी ६:०४ मिनिटांनी चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर यशस्वीरित्या उतरले. 

इस्रोने पृथ्वी आणि चंद्राच्या जवळ येण्याबाबत केलेल्या गणनेमुळे चंद्रयान-३ च्या प्रक्षेपणासाठी जुलै महिन्याची निवड करणे ही एक विशेष हालचाल होती. चांद्रयान-२ आणि चांद्रयान-३, हे दोन्ही जुलै महिन्यात झाले. या कालावधीत चंद्र आणि पृथ्वी एकमेकांच्या जवळ येतात म्हणून इस्रोने हा महिना विशेषतः निवडला आहे. पृथ्वी आणि चंद्र यांच्यातील कमी अंतरामुळे इस्रोला त्याचे ध्येय कमी प्रयत्नांमध्ये पूर्ण करण्यात मदत होते. वेळेची बचत करण्याव्यतिरिक्त, हा विशिष्ट महिना देशाच्या अंतराळ केंद्राला चंद्राच्या पृष्ठभागावर लँडर आणि रोव्हर ढकलण्यासाठी आवश्यक असलेल्या इंधनाची बचत करण्यास देखील मदत करतो. 

खर्च

डिसेंबर २०१९ मध्ये, इस्रोने या प्रकल्पासाठी ७५ करोड (US$१६.६५ मिलियन) इतक्या प्रारंभिक निधीची विनंती करण्यात आली होती. त्यापैकी ₹६० कोटीची तरतूद यंत्रसामग्री, उपकरणे आणि इतर भांडवली खर्चाच्या पूर्ततेसाठी होती, तर उर्वरित ₹१५ कोटी हे महसुली खर्च ह्या शीर्षकाखाली होते.

चंद्रयान-३ प्रकल्पाची किंमत सुमारे ₹६१५ कोटी पर्यंत आहे. याउलट यानाच्या यशस्वी लँडिंग नंतर शेअर बाजारात तेजी आली असून अवघ्या चारच दिवसात या मोहिमेच्या संबंधित १३ कंपन्यांच्या शेअरमध्ये देखील वाढ झाली असून या कंपन्यांचे मूल्यांकन हे ३०,७०० कोटी रुपयांपर्यंत वाढले आहे. याचसोबत सौदी अरेबिया, सिंगापूर आणि दक्षिण कोरियासह बऱ्याच देशांनी अंतराळ क्षेत्रातील भागीदारीसाठी भारताशी संपर्क साधला आहे.

चंद्राचा पृष्ठभाग

चंद्राच्या दोन बाजू

चंद्राला स्वतःभोवती फिरण्यास लागणारा वेळ हा पृथ्वीच्या भोवती फिरण्यास लागणाऱ्या वेळाएवढाच असल्यामुळे चंद्राची कायम एकच बाजू (सन्मुख बाजू) पृथ्वीच्या दिशेला असते. चंद्राच्या दुसऱ्या बाजूची (विन्मुख बाजूची) छायाचित्रे ही सर्वप्रथम लूना ३ या अंतराळयानाने १९५९ साली घेतली.

पृथ्वीवरून पाहण्याच्या विशिष्ट कोनामुळे चंद्राचा एकूण ५९% इतका भाग पृथ्वीवरून दिसतो. पण एकाच ठिकाणाहून जास्तीत जास्त ५०% भागच पाहता येतो.

 

चंद्राची पृथ्वीसन्मुख बाजू		चंद्राची पृथ्वीविन्मुख बाजू

चंद्राच्या दोन्ही बाजूंमधील लक्षात येणारा सर्वांत मोठा फरक म्हणजे चंद्राच्या पृथ्वीसन्मुख बाजूवर दिसणारे डाग (मारिया) आणि विरुद्ध बाजूला अपवादानेच दिसणारे तसले डाग.

मारिया

चंद्राच्या पृथ्वीसन्मुख बाजूवर असलेल्या डागांना ”मारिया” असे नाव आहे. हे नाव ”लॅटिन” भाषेतील ”मेअर” म्हणजे ”समुद्र” या शब्दाचे अनेकवचन आहे. पूर्वीचे खगोलशास्त्रज्ञ या डागांना पाण्याचे समुद्र समजत असत. आता मात्र हे डाग म्हणजे लाव्हा पासून बनलेले बसाल्ट खडक असल्याचा शोध लागलेला आहे. चंद्रावर धडकलेल्या उल्का तसेच धूमकेतू यांच्यामुळे चंद्राच्या पृष्ठभागावर मोठमोठे खड्डे पडले. या खड्ड्यांमध्ये लाव्हा भरला गेल्याने चंद्राच्या पृष्ठभागावर डाग दिसतात.

चंद्राच्या पृथ्वीसन्मुख बाजूपैकी सुमारे ३१% भाग हा मारिया डागांनी व्यापलेला आहे. तर पृथ्वीविन्मुख बाजूवर फक्त २% एवढाच भाग या डागांनी व्यापलेला आहे., यामागील शास्त्रीय कारण म्हणजे चंद्राच्या पृथ्वीसन्मुख बाजूवर असणारे उष्णता निर्माण करणाऱ्या घटकांचे जास्त प्रमाण होय.

चंद्राच्या पृष्ठभागावरील डागांचा भाग सोडला तर इतर भाग हा उंच पर्वतरांगानी व्यापलेला आहे. या पर्वतरांगा उल्का व धूमकेतूंच्या झालेल्या धडकांमुळे तयार झाल्या असाव्यात असे शास्त्रज्ञांना वाटते. पृथ्वीप्रमाणे अंतर्गत हालचालींमुळे तयार झालेल्या पर्वतरांगा चंद्रावर आढळत नाहीत.

१९९४ साली क्लेमेंटाईन अंतराळयानाने घेतलेल्या चंद्राच्या छायाचित्रांमध्ये असे दिसून आले की चंद्राच्या उत्तरध्रुवावरील ”पियरी विवराच्या” बाजूने असणाऱ्या चार मोठ्या पर्वतरांगांवर पूर्णवेळ प्रकाश असतो. चंद्राच्या अक्षातील छोट्याशा कलण्याने (१.५ अंश) या ठिकाणी कायम प्रकाश असतो. चंद्राच्या दक्षिणध्रुवाजवळ असणाऱ्या काही पर्वतरांगांवर दिवसाच्या ८०% वेळ सूर्यप्रकाश असतो.

चंद्रावरील विवरे

पृथ्वीविन्मुख बाजूवर असणारे डिडॅलस विवर

चंद्राच्या पृष्ठभागावर उल्का तसेच धूमकेतूंच्या धडकेने तयार झालेली अनेक विवरे दिसतात. यांतील जवळजवळ पाच लाख विवरांचा व्यास हा प्रत्येकी एका किलोमीटरपेक्षा जास्त आहे. चंद्रावरील वातावरणाचा अभाव, तिथले हवामान व इतर खगोलीय घटनांमुळे ही विवरे पृथ्वीवरील विवरांपेक्षा सुस्थितीत आहेत.

चंद्रावरील सर्वांत मोठे विवर म्हणजे दक्षिण ध्रुवाजवळ असणारे एटकेन विवर होय. हे विवर संपूब्रिण सूर्यमालेतील सर्वांत मोठे ज्ञात विवर आहे. हे विवर चंद्राच्या पृथ्वीविन्मुख बाजूवर असून त्याचा व्यास सुमारे २,२४९ कि.मी. तर खोली सुमारे १३ कि.मी. आहे. पॄथ्वीकडील बाजूवरील मोठी विवरे म्हणजे इब्रियम, सेरेनिटटिस, क्रिसियम व नेक्टारिस.

रिगॉलिथ

चंद्राच्या पृष्ठभागावर आढळणारी धूळ म्हणजे रिगॉलिथ. चंद्राच्या पृष्ठभागावर झालेल्या विविध आघातांमुळे ही धूळ तयार झालेली आहे. ही धूळ चंद्राचा संपूर्ण पृष्ठभाग एखाद्या चादरीप्रमाणे व्यापते. हिची जाडी मारियामध्ये ३-५ मी. तर इतरत्र १०-२० मी. इतकी आहे.

पाण्याचे अस्तित्व

असे मानले जाते की उल्का व धूमकेतू जेव्हा चंद्रावर आदळतात तेव्हा ते त्यांच्यातील पाण्याचा अंश हा चंद्रावर सोडतात. असे पाणी नंतर सूर्यप्रकाशामुळे विघटित होऊन ऑक्सिजन व हायड्रोजन हे वायू तयार होतात. चंद्राच्या अतिशय कमी गुरुत्वाकर्षणामुळे हे वायू कालांतराने अवकाशात विलीन होतात. पण चंद्राचा अक्ष किंचित कललेला असल्याने चंद्राच्या ध्रुवप्रदेशावरील काही विवरे अशी आहेत की ज्यांच्या तळाशी कधीही सूर्यप्रकाश पोचत नाही. या ठिकाणी पाण्याचे रेणू आढळण्याची शक्यता शास्त्रज्ञांना वाटते.

क्लेमेंटाईन यानाने चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळील विवरांचा नकाशा बनविला असता संगणकाच्या साहाय्याने केलेल्या आकडेवारीनुसार सुमारे १४,००० चौरस कि.मी. इतक्या प्रदेशात कधीही सूर्यप्रकाश पोचत नाही असे अनुमान काढण्यात आलेले आहे. क्लेमेण्टाईन यानावरील रडारच्या साहाय्याने नोन्दविण्यात आलेल्या निरीक्षणांनुसार चंद्राच्या पृष्ठभागावर असलेल्या बर्फापासून तयार झालेल्या छोट्या छोट्या भागांचे अनुमान निघते. तसेच स्पेक्ट्रोमीटरने नोन्दविलेल्या निरीक्षणांनुसार चंद्राच्या ध्रुवीय भागांमध्ये हायड्रोजन वायूचे जास्त प्रमाण असल्याचे दिसून येते. चंद्रावरील एकूण बर्फाचे प्रमाण हे सुमारे एक अब्ज घनमीटर (एक घन कि.मी.) असल्याचे अनुमान शास्त्रज्ञांनी काढलेले आहे.

हा पाण्याचा बर्फ खणून काढून आण्विक जनित्रे अथवा सौर उर्जेवर चालणाऱ्या विद्युत जनित्रांच्या साहाय्याने ऑक्सिजन व हायड्रोजनमध्ये रूपांतर करणे शक्य झाल्यास भविष्यात चंद्रावर वसाहती स्थापन करणे शक्य होईल. कारण पृथ्वीवरून पाण्याची वाहतूक करणे अतिशय किचकट व महागडे काम आहे. तरीसुद्धा सध्याच्या काही संशोधकांच्या म्हणण्याप्रमाणे क्लेमेन्टाईनच्या रडारमध्ये दिसणारे बर्फाचे भाग हे बर्फ नसून नवीन विवरांमधून निघालेले खडक असण्याची शक्यता आहे.त्यामुळेच चंद्रावर नक्की किती प्रमाणात पाणी आहे हा प्रश्न सध्या तरी अनुत्तरितच आहे.

भौतिक संरचना

अंतर्गत रचना

सुमारे ४५ अब्ज वर्षांपूर्वी चंद्र निर्माण होताना लाव्हाच्या वेगवेगळ्या वेळी झालेल्या स्फटिकीकरण क्रियेमुळे चंद्राचा अंतर्भाग तीन हिश्श्यांमध्ये विभागला गेला आहे.

सर्वांत बाहेरचा भाग (क्रस्ट) हा मुख्यत्वे ऑक्सिजन, सिलिकॉन, मॅग्नेशियम, लोह, कॅल्शियम व ॲल्युमिनियम यांच्या विविध संयुगांमुळे तयार झालेला आहे. या भागाची सरासरी जाडी ही ५० कि.मी. आहे.

त्याखालील दुसरा भाग (मँटल) हा काही प्रमाणात वितळलेल्या लाव्हामुळे तयार झालेला असून यातील काही भाग पृष्ठभागावर आल्यामुळे चंद्रावर मारिया (डाग) तयार झालेले आहेत. या बॅसॉल्ट खडकांचे पृथ:करण केले असता, मँटल हे मुख्यत्वे ऑलिविन, आर्थोपायरोक्सिन व क्लिनोपायरोक्सिन यांपासून तयार झालेले असल्याचे आढळते. तसेच पृथ्वीच्या मॅंटलमध्ये आढळणाऱ्या लोहापेक्षा चंद्राच्या.?

भौगोलिक संरचना

चंद्राची भौगोलिक संरचना

चंद्राच्या भौगोलिक रचनेचा अभ्यास हा मुख्यत्वे क्लेमेण्टाईन मोहिमेत जमविलेल्या माहितीच्या आधारे करण्यात आलेला आहे. चंद्रावरील सर्वांत खालच्या पातळीवर असलेली जागा म्हणजे दक्षिण ध्रुवावर असणारे एटकेन विवर होय. चंद्रावरील सर्वांत जास्त उंच ठिकाणे म्हणजे या विवराच्या ईशान्येला असणारी पर्वत शिखरे आहेत. यामुळे असे अनुमान निघते की चंद्रावर धडकलेल्या उल्का अथवा धूमकेतूमुळे अवकाशात उत्सर्जित झालेल्या घटक पदार्थांमुळेच या पर्वतरांगा तयार झालेल्या आहेत. इतर मोठी विवरे, उदा० इब्रियम, सेरेनिटटिस, क्रिसियम, स्मिथी व ओरिएन्टलसुद्धा अशाच प्रकारच्या भौगोलिक रचना दर्शवितात. चंद्राच्या आकारातील अजून एक वैविध्य म्हणजे पृथ्वीविन्मुख बाजूवरील पर्वतरांगा या पृथ्वीसन्मुख पर्वतरांगांपेक्षा सुमारे १.९ कि.मी. अधिक उंच आहेत.

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाचे मोजमाप चंद्राच्या भोवती फिरणाऱ्या अंतराळयानाने प्रक्षेपित केलेल्या रेडियो तरंगांच्या मोजमापाने करण्यात आलेले आहे. चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणामध्ये एक विशेष बाब म्हणजे विवरांवर असणारे जास्तीचे गुरुत्वाकर्षण. या जास्तीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे चंद्राभोवती फिरणाऱ्या अतराळयानाच्या कक्षेवर बराच परिणाम झालेला आढळतो. त्यामुळेच यापुढील चांद्रमोहिमांपूर्वी चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाचा अभ्यास हा महत्त्वाचा ठरणार आहे.

चंद्राच्या पृष्ठभागावरील गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रअसे मानण्यात आलेले आहे की चंद्रावर असलेल्या विवरांमध्ये गोठलेला लाव्हा हा त्या विशिष्ट ठिकाणी जास्तीचे गुरुत्वाकर्षण असण्याला कारणीभूत आहे. पण जास्तीच्या गुरुत्वाकर्षणाचे अस्तित्व हे फक्त लाव्हाच्या प्रवाहाने होत नसून क्रस्टची जाडी कमी होण्यानेपण दिसून आले आहे. लुनार प्रोस्पेक्टर गुरुत्वाकर्षण अभ्यासामध्ये काही ठिकाणी विवरे नसतानासुद्धा जास्तीचे गुरुत्वाकर्षण आढळून आले आहे.

चुंबकीय क्षेत्र

चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र

चंद्राचे बाह्य चुबकीय क्षेत्र हे सुमारे १ ते १०० नॅनोटेस्ला इतक्या ताकदीचे आहे. हे पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या सुमारे १०० पटीनी कमी ताकदवर आहे. दुसरा महत्त्वाचा मुद्दा म्हणजे पृथ्वीप्रमाणे चंद्र हा दोन ध्रुवांचा चुंबक नाही, तर जे काही चुंबकीय क्षेत्र तयार झालेले आहे ते पूर्णतः क्रस्टमध्ये असणाऱ्या घटकांमुळे तयार झालेले आहे. शास्त्रज्ञांचे असे अनुमान आहे की चंद्रावर येऊन धडकलेल्या उल्का तसेच धूमकेतूंमुळे हे चुंबकीय क्षेत्र तयार झाले असावे कारण विवरांजवळ हे क्षेत्र जास्त प्रभावी आहे.

वातावरण

चंद्रावर अतिशय विरळ वातावरण आहे. चंद्रावर असलेल्या वातावरणाचे एकूण घनमान फक्त १०^४ कि.ग्रॅ. आहे. चंद्रावर असणाऱ्या वातावरणाचे प्रमुख स्रोत म्हणजे एक - क्रस्ट आणि मॅँटलमध्ये होणाऱ्या प्रक्रियांमुळे रेडॉन सारख्या वायूंचे उत्सर्जन. दुसरे म्हणजे छोट्या उल्का, सौरवात तसेच सूर्यप्रकाशामुळे होणारे विविध पदार्थांचे विघटन. आत्तापर्यंत केल्या गेलेल्या विविध चाचण्यांमधून विविध प्रकारे चद्राचे वातावरण हे मुख्यत: सोडियम, पोटॅशियम, रेडॉन, पोलोनियम, आरगॉन, हेलियम, ऑक्सिजन तसेच मिथेन, नायट्रोजन, कार्बन मोनोक्साईड व कार्बन डायाक्साईड या वायूंचे बनले असल्याचे सिद्ध झाले आहे.

पृष्ठभागावरील तापमान

चंद्रावरचे दिवसाचे सरासरी तापमान हे १०७ अंश सेल्शियस तर रात्रीचे सरासरी तापमान हे उणे १५३ अंश सेल्शियस असते.

उत्पत्ती

चंद्राची निर्मिती : विविध तर्क

चंद्राच्या उत्पत्तीबद्दल खगोलशास्त्रज्ञांमध्ये अनेक मतभेद आहेत. चंद्राची निर्मिती ही सूर्यमालेच्या उत्पत्तीनंतर सुमारे ३-५ कोटी वर्षांंनंतर म्हणजेच सुमारे ४५ अब्ज वर्षांपूर्वी झाल्याचे शास्त्रज्ञ मानतात. चंद्राच्या उत्पत्तीबद्दल जी अनेक मते आहेत त्यातील काही पुढीलप्रमाणे :

• फिशन थिअरी - जुन्या संशोधनानुसार चंद्र हा पृथ्वीपासून तुटून वेगळा झालेला तुकडा असल्याचे मानण्यात आले. या तुकड्यामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर खूप मोठी दरी तयार झाली ती म्हणजेच प्रशांत महासागर.^[२२] पण अशा प्रकारे तुकडे होण्यासाठी पृथ्वीची सुरुवातीची फिरण्याची गती ही खूप जास्त असायला हवी होती. तसेच जर असा तुकडा पडलेला असेल तर तो तुकडा पृथ्वीच्या विषुववृत्ताच्या अक्षातच पृथ्वी भोवती फिरत राहिला असता असे शास्त्रज्ञ मानतात.

• कॅप्चर थिअरी - काही शास्त्रज्ञांच्या मते चंद्राची निर्मिती ही इतरत्र कोठेतरी झाली व तो पॄथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या कक्षेत आल्यामुळे कायमचा पृथ्वीभोवती फिरत राहिला.^[२३] पण अशा तऱ्हेने एखाद्या वस्तूला पृथ्वीभोवती फिरत ठेवण्यासाठी लागणाऱ्या काही गोष्टी (जसे की जास्तीची उर्जा वापरण्यासाठी जास्तीचे वातावरण) अस्तित्वात नाहीत.

• को-फॉर्मेशन थिअरी - या थियरीप्रमाणे शास्त्रज्ञांना असे वाटते की सूर्यमालेच्या निर्मितीच्या वेळी पृथ्वी व चंद्राची एकाच ठिकाणी उत्पत्ती झाल्याचे शास्त्रज्ञ मानतात. चंद्राची निर्मिती ही पृथ्वीच्या भोवती फिरणाऱ्या व सूर्यमालेतील उरलेल्या पदार्थांपासून झाली असावी. पण काही शास्त्रज्ञांच्या मते चंद्रावर आढळणाऱ्या लोहाचे प्रमाण ही थिअरी सिद्ध करू शकत नाही.

ही सर्व अनुमाने चंद्र व पृथ्वी यांच्या फिरण्याने आढळणाऱ्या कोनीय बलाचे स्पष्टीकरण देऊ शकत नाहीत.^[२४]

• जायन्ट इम्पॅक्ट थिअरी - ही थियरी आजकालच्या शास्त्रज्ञांमध्ये लोकप्रिय आहे. या थिअरीप्रमाणे साधारण मंगळाच्या आकाराची एक वस्तू (थिया) ही पृथ्वीवर धडकल्याने पृथ्वीवरील पुरेसे पदार्थ पृथ्वीच्या भोवती विखुरले गेले. या पदार्थांपासूनच नंतर चंद्राची निर्मिती झाली. संगणकावर बनविलेली ह्या घटनेची संचिका चंद्र व पृथ्वी यांच्यामधील कोनीय बलाचे तसेच चंद्राच्या छोट्या कोअरचे यथोचित स्पष्टीकरण देते.^[२५] तरीही या अनुमानात अनेक प्रश्न अनुत्तरित आहेत. जसे की पृथ्वीवर धडकणाऱ्या वस्तूचा आकार तसेच चंद्राच्या निर्मितीमध्ये पृथ्वीचे घटक कोणते व त्या वस्तूवरील घटक कोणते?

लाव्हाचा समुद्र

चंद्राची अंतर्गत रचना

राक्षसी धडकेच्या वेळी तयार झालेल्या अति उष्णतेमुळे असे मानण्यात येते की चंद्राचा बराचसा भाग हा सुरुवातीला वितळलेल्या अवस्थेत होता. हा विरघळलेला बाह्य पृष्ठभाग जवळ जवळ ५०० कि.मी. ते चंद्राच्या गाभ्यापर्यंत खोल होता. यालाच लाव्हाचा समुद्र असे म्हणले जाते.

हा समुद्र जेव्हा थंड होऊन गोठू लागला, तेव्हा वेगवेगळ्या प्रकारे झालेल्या स्फटिकीकरणामुळे क्रस्ट व मॅँटल वेगवेगळे तयार झाले. यातील कमी घनतेचे पदार्थ पृष्ठभागावर जमा झाले तर जास्त घनतेचे पदार्थ चंद्राच्या गाभ्यामध्ये (कोअर) जमा झाले.

चंद्रावरील खडक

चंद्रावर मुख्यत्वे दोन प्रकारचे खडक आढळतात. पर्वतरांगांमध्ये सापडणारे अनॉर्थाईट युक्त खडक व मारिया मध्ये सापडणारे बॅसॉल्ट खडक. पृथ्वीवरील बॅसाल्ट खडक व चंद्रावरील बॅसॉल्ट खडक यातील मुख्य फरक म्हणजे चंद्रावरील खडकांमध्ये आढळणारे जास्तीचे लोहाचे प्रमाण.

चंद्रावर गेलेल्या अंतराळवीरांनी चंद्रारावरील धुळीचे वर्णन बर्फासारखी मऊ व बंदुकीच्या दारूसारखा वास असणारी असे केले आहे.^[३०] ही धूळ मुख्यत: चंद्रावर धडकलेल्या उल्का व धूमकेतूंमुळे तयार झालेली आहे. या धुळीमध्ये मुख्य घटक म्हणजे सिलिकॉन डायॉक्साईड (SiO₂) हा आहे. तसेच तीमध्ये कॅल्शियम व मॅग्नेशियमसुद्धा आढळले.

फिरण्याची कक्षा व पृथ्वीशी संबंध

अपोलो ८ मोहिमेच्या वेळी चंद्रावरून घेतलेले पृथ्वीचे छायाचित्र

चंद्र पृथ्वीभोवतीची एक प्रदक्षिणा सुमारे २७.३ दिवसात पूर्ण करतो. पण पृथ्वीसुद्धा सूर्याभोवती फिरत असल्यामुळे पृथ्वीच्या आकाशात त्याच ठिकाणी यायला चंद्राला जवळजवळ २९.५ दिवस लागतात. इतर ग्रहांचे उपग्रह त्या त्या ग्रहांच्या विषुववृत्तावरून फिरतात. पण चंद्रर मात्र थोडासा तिरका फिरतो. चंद्र हा ग्रहाच्या प्रमाणात बघितल्यास सूर्यमालेतील सर्वांत मोठा नैसर्गिक उपग्रह आहे. याचमुळे मराठीत कोणत्याही नैसर्गिक उपग्रहाला चंद्र हाच शब्द वापरतात. उदा. मंगळाला दोन चंद्र आहेत.

चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणामुळेच पृथ्वीवर भरती - ओहोटीचे चक्र चालू असते. समुद्रान्तर्गत होणाऱ्या या घडामोडींमुळे चंद्र व पृथ्वी यांच्यातील सरासरी अंतर दरवर्षी ३.८ सेंटिमीटर या प्रमाणात वाढते आहे. कोनीय बलामुळे तसेच या वाढणाऱ्या अंतरामुळे पृथ्वीची स्वतःभोवती फिरण्याची गती ०.००२ सेकंद प्रति दिवस प्रति शतक या प्रमाणात कमी होत आहे.

चंद्र व पृथ्वी यांच्या जोडीला बरेच जण जोडग्रह मानतात. या मानण्याला चंद्राचा पृथ्वीच्या प्रमाणात असलेला आकार कारणीभूत आहे. चंद्राचा व्यास पृथ्वीच्या व्यासाच्या एक चतुर्थांश आहे व त्याचे वस्तुमान पृथ्वीच्या १/८१ पट आहे. तरीसुद्धा काहीजण ही बाब मानत नाहीत कारण चंद्राचा पृष्ठभाग हा पृथ्वीच्या एक दशांशापेक्षा कमी आहे.

१९९७ मध्ये ३७५३ क्रुईथने (Cruithne) नावाचा एक लघुग्रह सापडला. या लघुग्रहाची कक्षा ही पृथ्वीच्या भोवती घोड्याच्या नालाच्या आकारातील होती. तरीसुद्धा खगोलशास्त्रज्ञ या लघुग्रहाला पृथ्वीचा दुसरा चंद्र मानत नाहीत कारण या लघुग्रहाची कक्षा स्थिर नाही. या लघुग्रहाप्रमाणेच फिरणारे (५४५०९) २००० पीएच ५, (८५७७०) १९९८ यूपी१ व २००२ ए‍ए२९ हे तीन लघुग्रह आजपर्यंत शोधण्यात आलेले आहेत.

चंद्र व पृथ्वी यांचे आकार व त्यांमधील अंतर हे प्रकाशाच्या वेगाच्या हिशोबात इथे दाखविलेले आहे. पृथ्वी व चंद्र यांच्यातील सरासरी अंतर कापायला प्रकाशाला १.२५५ सेकंद लागतात तर सूर्य व पृथ्वी यांच्यातील सरासरी अंतर कापण्यास प्रकाशाला ८.२८ मिनिटे लागतात.

भरती व ओहोटी

पृथ्वीवरील समुद्रांमध्ये होणारे भरती - ओहोटीचे चक्र हे चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे होते. चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीच्या चंद्राडील बाजूवरील पाणी हे इतर भागांपेक्षा चंद्राकडे जास्त ओढले जाते. पृथ्वीच्या फिरण्यामुळे हे पाणी किनाऱ्यावर येते. एका ठिकाणी भरती आलेली असताना पृथ्वीच्या चंद्राविरुद्ध बाजूवर ओहोटी आलेली असते. भरती-ओहोटीच्या चक्राचा चंद्राच्या कक्षेवर सूक्ष्मसा परिणाम होतो. या चक्राच्या परिणामाने चंद्र हळूहळू पृथ्वीपासून दूर जात आहे. ही गती वर्षाला ३.८ सेमी इतकी सूक्ष्म आहे.जोपर्यन्त चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव पृथ्वीवरील समुद्रांवर होत राहील तोपर्यंत चंद्र पृथ्वीपासून दूर जात राहील. त्यानन्तर चंद्राची कक्षा स्थिर होईल.

ग्रहणे

जेव्हा चंद्र, पृथ्वी व सूर्य एका रेषेत येतात, तेव्हा एकाची छाया दुसऱ्यावर पडते. यालाच ग्रहण असे म्हणतात. सूर्यग्रहण अमावास्येच्या आसपास होते जेव्हा चंद्र, पृथ्वी व सूर्याच्या मध्ये येतो. याउलट चंद्रग्रहण पौर्णिमेच्या आसपास होते जेव्हा पृथ्वी, चंद्र व सूर्य यांच्यामध्ये येते. चंद्राची कक्षा ही पृथ्वीच्या कक्षेशी जवळजवळ ५ अंशाचा कोन करते. त्यामुळेच प्रत्येक पौर्णिमा अथवा अमावास्येला ग्रहण होत नाही. ग्रहण होण्यासाठी चंद्र हा पृथ्वी व चंद्राच्या कक्षा जिथे एकमेकांना छेदतात तिथे असावा लागतो. या छेदनबिन्दूंना भारतीय ज्योतिषशास्त्रात राहू आणि केतू असे म्हणतात. त्यामुळेच चंद्र किंवा सूर्याला राहू वा केतूने गिळले की ग्रहण होते, अशी कविकल्पना केली गेली आहे. सामान्य लोकांना किचकट गणित समजत नाही, त्यांना ही ’गिळण्या’ची कल्पना पटते.

 खगोलशास्त्रज्ञांनी वेगवेगळी गणिते करून असा निष्कर्ष काढला आहे की सूर्यग्रहण अथवा चंद्रग्रहण हे दर ६,५८५.३ दिवसांनी (१८ वर्षे, ११ दिवस व ८ तास) त्या एकाच तारखेला होते. या कालावधीला सारोस चक्र असे म्हणतात.

    चंद्र व सूर्याच्या कक्षा (पृथ्वीवरून पाहताना) बऱ्याच ठिकाणी एकमेकांना छेदतात, त्यामुळेच खग्रास अथवा खंडग्रास सूर्यग्रहणे पहायला मिळतात. खग्रास सूर्यग्रहणात सूर्य पूर्णपणे चंद्राच्या मागे झाकला जातो व सूर्याभोवती असणारे तेजोवलय (Corona) दृष्टिपथास येते. चंद्र व पृथ्वीमधील अंतर हे सूक्ष्म गतीने बदलत असल्यामुळे चंद्राचा कोनीय व्यास कमी होत आहे. याचाच अर्थ असा की काही कोटी वर्षांपूर्वी प्रत्येक ग्रहणात सूर्य पूर्णपणे चंद्रामागे झाकला जात होता. तसेच साधारण ६० कोटी वर्षांनंतर चंद्र कधीही पूर्णपणे सूर्याला झाकू शकणार नाही व फक्त खंडग्रास सूर्यग्रहण पहायला मिळेल.

ग्रहणा सन्दर्भात घडणारी घटना म्हणजे अधिक्रमण.