قمر

يُطلق الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) على قمر الأرض اسم "القمر" بحرف "قمر" كبير. ^{[ 33 ]} وتُسمى الأقمار الطبيعية الأخرى للكواكب "أقمارًا" بحرف "قمر" صغير. ^{[ 34 ]} وقد صُنِّف القمر تاريخيًا ككوكب كلاسيكي ، بالمعنى الأصلي لجسم طائر يدور في السماء. عندما اكتشف غاليليو أقمارًا تدور حول كوكب المشتري، أطلق عليها اسم "أقمار" لأنها، مثل القمر، يمكن اعتبارها كواكب تدور حول كوكب آخر. ^{[ 35 ] : 7} يتبنى بعض الخبراء تعريفًا جيوفيزيائيًا يُصنِّف الأقمار على أنها كواكب تدور حول الشمس بينما تدور عرضيًا حول كوكب آخر. ^{[ 35 ] : 25} اقترح البعض أن الأرض والقمر يُشكِّلان نظامًا كوكبيًا مزدوجًا ، ^{[ 36 ] : 70} لكن يتفق معظم العلماء على أن هذا يتطلب أن يقع مركز ثقل المدار خارج الأرض، وهو ما لا يحدث. ^{[ 37 ]}

تشير نتائج التأريخ النظائري لعينات القمر إلى أن القمر تشكل  بعد حوالي 50 مليون سنة من نشأة النظام الشمسي . ^{[ 38 ] [ 39 ]} تاريخيًا، طُرحت عدة آليات لتكوين القمر، ^{[ 40 ]} لكن لم يُفسر أي منها خصائص نظام الأرض والقمر تفسيرًا مُرضيًا. فانفصال القمر عن قشرة الأرض بفعل قوة الطرد المركزي ^{[ 41 ]} يتطلب معدل دوران أولي كبير جدًا للأرض. ^{[ 42 ]} أما الاستيلاء الجاذبي على قمر مُتشكل مسبقًا ^{[ 43 ]} فيعتمد على غلاف جوي ممتد بشكل غير واقعي للأرض لتبديد طاقة القمر المار. ^{[ 42 ]} كما أن تشكل الأرض والقمر معًا في قرص التراكم البدائي لا يُفسر نقص المعادن في القمر. ^{[ 42 ]} ولا تستطيع أي من هذه الفرضيات تفسير الزخم الزاوي العالي لنظام الأرض والقمر. ^{[ 44 ]}

النظرية السائدة هي أن نظام الأرض والقمر تشكل بعد اصطدام هائل لجسم بحجم المريخ (يُسمى ثيا ) بالأرض البدائية . قذف الاصطدام المائل موادًا إلى مدار حول الأرض، وتراكمت هذه المواد وشكلت القمر ^{[ 45 ] [ 46 ]} خارج حدود روش للأرض مباشرةً .2.56 R _🜨  . ^{[ 47 ]}

يُعتقد أن الاصطدامات العملاقة كانت شائعة في النظام الشمسي المبكر. وقد أنتجت محاكاة حاسوبية لهذه الاصطدامات نتائج تتوافق مع كتلة لب القمر والزخم الزاوي لنظام الأرض والقمر. تُظهر هذه المحاكاة أن معظم القمر مُشتق من الجسم المصطدم، وليس من الأرض البدائية. ^{[ 48 ]} مع ذلك، تُشير نماذج من عام 2007 وما بعده إلى أن نسبة أكبر من القمر مُشتقة من الأرض البدائية. ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]} أما أجرام أخرى في النظام الشمسي الداخلي، مثل المريخ وفيستا، فلها، وفقًا للنيازك المكتشفة فيها، تركيبات نظائرية مختلفة تمامًا للأكسجين والتنغستن مقارنةً بالأرض. ومع ذلك، فإن للأرض والقمر تركيبات نظائرية متطابقة تقريبًا. يُمكن تفسير التساوي النظائري لنظام الأرض والقمر باختلاط المواد المُتبخرة التي شكلت هذين الجرمين بعد الاصطدام، ^{[ 53 ]} على الرغم من أن هذا الأمر محل نقاش. ^{[ 54 ]}

كان من شأن الاصطدام أن يُطلق طاقة كافية لتسييل كلٍّ من المقذوفات وقشرة الأرض، مُشكِّلاً محيطًا من الصهارة. وكان من الممكن أن تعود المقذوفات المُسالة لتتراكم في نظام الأرض والقمر. ^{[ 55 ] [ 56 ]} وكان للقمر المُتشكّل حديثًا محيطه الخاص من الصهارة ؛ ويُقدَّر عمقه بما يتراوح بين 500 كيلومتر (300 ميل) و 1737 كيلومترًا (1079 ميلًا) . ^{[ 55 ]}  

بينما تفسر نظرية الاصطدام العملاق العديد من الأدلة، لا تزال بعض الأسئلة عالقة، ومعظمها يتعلق بتكوين القمر. ^{[ 57 ]} يصعب التوفيق بين النماذج التي تفترض اكتساب القمر كمية كبيرة من مكونات الأرض البدائية والبيانات الجيوكيميائية لنظائر الزركونيوم والأكسجين والسيليكون وعناصر أخرى. ^{[ 58 ]} وقد نُشرت دراسة في عام 2022، باستخدام عمليات محاكاة عالية الدقة (تصل إلى^{أظهرت دراسة أجريت على 108} جسيمات أن الاصطدامات الهائلة يمكن أن تضع قمراً صناعياً بكتلة ومحتوى حديدي مماثلين للقمر في مدار يقع خارج حدود روش للأرض . حتى الأقمار الصناعية التي تمر في البداية ضمن حدود روش يمكنها البقاء بشكل موثوق ويمكن التنبؤ به، وذلك من خلال تجريدها جزئياً ثم دفعها إلى مدارات أوسع وأكثر استقراراً. ^{[ 59 ]}

في الأول من نوفمبر عام 2023، أفاد العلماء أنه وفقًا لمحاكاة حاسوبية، قد لا تزال بقايا ثيا موجودة داخل الأرض. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

استقر القمر حديث التكوين في مدار أقرب بكثير حول الأرض مما هو عليه اليوم. ولذلك، بدا كل جرم سماوي أكبر بكثير في السماء من الآخر، وأصبحت ظاهرة الكسوف أكثر تواتراً، وزادت قوة تأثيرات المد والجزر . ^{[ 62 ]} وبسبب تسارع المد والجزر ، أصبح مدار القمر حول الأرض أكبر بكثير، مع فترة أطول. ^{[ 63 ]}

بعد تشكل القمر، برد وفقد معظم غلافه الجوي . ^{[ 64 ]} ومنذ ذلك الحين، تشكل سطح القمر بفعل أحداث اصطدام كبيرة والعديد من الأحداث الصغيرة، مما أدى إلى تكوين منظر طبيعي يضم فوهات من جميع الأعمار.

كان القمر نشطًا بركانيًا حتى قبل 1.2  مليار سنة، مما أدى إلى تكوين سهول القمر البارزة. ثارت معظم صخور البازلت في هذه السهول خلال العصر الإمبري ،  قبل 3.3 إلى 3.7 مليار سنة، مع أن بعضها حديث نسبيًا، إذ يبلغ عمره 1.2  مليار سنة ^{[ 65 ]} ، وبعضها الآخر قديم، إذ يبلغ عمره 4.2 مليار سنة ^{[ 66 ]}  . يتوزع بازلت سهول القمر بشكل غير متساوٍ، حيث يتركز بشكل أساسي في نصف الكرة القريب من القمر. لا تزال أسباب هذا التوزيع غير معروفة، على الرغم من افتراض أن رقة قشرة القمر في نصف الكرة القريب عاملٌ مؤثر ^{[ 67 ]} . كما أن أسباب توزيع المرتفعات القمرية في نصف الكرة البعيد غير مفهومة جيدًا. تُظهر القياسات الطوبولوجية أن قشرة القمر في نصف الكرة القريب أرق منها في نصف الكرة البعيد. أحد التفسيرات المحتملة لذلك هو أن الاصطدامات الكبيرة في نصف الكرة القريب ربما سهّلت تدفق الحمم البركانية إلى السطح. ^{[ 68 ]}

تم تسمية الفترات الجيولوجية القمرية نسبة إلى سماتها المميزة، بدءًا من معظم الفوهات الناتجة عن الاصطدامات خارج منطقة البحر المظلمة ، إلى منطقة البحر والفوهات اللاحقة، وأخيرًا الفوهات الشابة، التي لا تزال ساطعة وبالتالي يسهل رؤيتها، والتي تحتوي على أنظمة أشعة مثل كوبرنيكوس أو تيكو .

بعد خمسة مليارات سنة، سيبتعد القمر عن الأرض بنسبة 40% عما هو عليه الآن. ومع ذلك، بعد حوالي مليارين إلى ثلاثة مليارات سنة من ذلك، ستتحول الشمس إلى عملاق أحمر . وبافتراض أن الشمس ستحيط بنظام الأرض والقمر، فإن السحب الناتج عن غلافها الجوي قد يتسبب في تناقص المسافة المدارية بين الأرض والقمر إلى الحد الذي يصبح فيه القمر ضمن نطاق روش للأرض ، مما يؤدي إلى تفككه. ^{[ 69 ]}

يُعدّ القمر خامس أكبر قمر طبيعي في المجموعة الشمسية (من حيث الحجم والكتلة). ويُصنّف كقمر ذي كتلة كوكبية ، مما يجعله كوكبًا تابعًا وفقًا للتعريفات الجيوفيزيائية لهذا المصطلح . ^{[ 18 ]} وهو أصغر من عطارد ، لكنه أكبر بكثير من بلوتو ، أكبر كوكب قزم في المجموعة الشمسية . ويُعتبر القمر أكبر قمر طبيعي في المجموعة الشمسية نسبةً إلى كوكبه الرئيسي . ^{[ g ] [ h ] [ 72 ]}

يبلغ قطر القمر حوالي 3500  كيلومتر، أي أكثر من ربع قطر الأرض، ويُقارب عرض سطحه عرض البر الرئيسي لأستراليا ، ^{[ 73 ]} أو أوروبا أو الولايات المتحدة المتجاورة . ^{[ 74 ]} وتبلغ مساحة سطح القمر الإجمالية حوالي 38 مليون كيلومتر مربع، أي ما يُقارب مساحة الأمريكتين  بأكملها ، ^{[ 75 ]} وتُقارب مساحة نصفي الكرة القمرية مساحة أمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية .

تبلغ كتلة القمر 1/81 من كتلة الأرض، ^{[76] وهو} ثاني ^أكثر الأقمار كثافة بين أقمار الكواكب، ويتمتع بثاني أعلى جاذبية سطحية بعد قمر آيو .0.1654 جم  وسرعة إفلات تبلغ 2.38 كم/ث ( 8600 كم/س؛ 5300 ميل / س) .   

القمر جرم سماوي متمايز ، كان في البداية في حالة توازن هيدروستاتيكي، لكنه انحرف عن هذه الحالة منذ ذلك الحين. ^{[ 77 ]} يتميز القمر بقشرة ووشاح ونواة ذات خصائص جيولوجية كيميائية مختلفة . يمتلك القمر نواة داخلية صلبة غنية بالحديد، قد يصل نصف قطرها إلى 240 كيلومترًا (150 ميلًا) ، ونواة خارجية سائلة تتكون أساسًا من الحديد السائل، ويبلغ نصف قطرها حوالي 300 كيلومتر (190 ميلًا) . تحيط بالنواة طبقة حدودية منصهرة جزئيًا، يبلغ نصف قطرها حوالي 500 كيلومتر (310 أميال) . ^{[ 78 ] [ 79 ]} يُعتقد أن هذا التركيب قد تشكل من خلال التبلور الجزئي لمحيط صهاري عالمي بعد فترة وجيزة من تكوين القمر قبل 4.5 مليار سنة. ^{[ 80 ]}    

كان من شأن تبلور محيط الصهارة هذا أن يُكوّن وشاحًا مافيًا نتيجة ترسب وغرق معادن الأوليفين والكلينوبيروكسين والأورثوبيروكسين ؛ وبعد تبلور حوالي ثلاثة أرباع محيط الصهارة، تشكلت معادن البلاجيوكلاز الأقل كثافة وطفت إلى القشرة العلوية. ^{[ 81 ]} وكانت السوائل الأخيرة التي تبلورت محصورة في البداية بين القشرة والوشاح، مع وفرة عالية من العناصر غير المتوافقة والمولدة للحرارة. ^{[ 1 ]} وتماشيًا مع هذا المنظور، تشير الخرائط الجيوكيميائية التي أُجريت من المدار إلى أن القشرة تتكون في الغالب من الأنورثوزيت . ^{[ 17 ]} وتؤكد عينات صخور القمر من الحمم البركانية الفيضية التي ثارت على السطح نتيجة الانصهار الجزئي في الوشاح، تركيب الوشاح المافي، وهو أغنى بالحديد من وشاح الأرض. ^{[ 1 ]} ويبلغ متوسط ​​سمك القشرة حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) . ^{[ 1 ]} 

يُعدّ القمر ثاني أكثر الأقمار كثافةً في المجموعة الشمسية بعد قمر آيو . ^{[ 82 ]} ومع ذلك، فإنّ لبّ القمر الداخلي صغير، إذ يبلغ نصف قطره حوالي 350 كيلومترًا (220 ميلًا) أو أقل، ^{[ 1 ]} أي ما يُعادل 20% تقريبًا من نصف قطر القمر. ولا يزال تركيبه غير مفهوم تمامًا، ولكن يُرجّح أنه حديد فلزي ممزوج بكمية ضئيلة من الكبريت والنيكل. وتشير تحليلات دوران القمر المتغير مع الزمن إلى أنه منصهر جزئيًا على الأقل. ^{[ 83 ]} ويُقدّر الضغط في لبّ القمر بنحو 5 جيجا باسكال (49000 ضغط جوي) . ^{[ 84 ]}   

في المتوسط، تبلغ جاذبية سطح القمر1.62 م/ ^{ث²  [ 5 ]} (0.1654 غرام  ؛5.318 قدم/ثانية ^مربعة  )، أي ما يعادل نصف جاذبية سطح المريخ وحوالي سدس جاذبية الأرض.

لا يتميز مجال جاذبية القمر بالانتظام . وقد تم قياس تفاصيل هذا المجال من خلال تتبع انزياح دوبلر للإشارات الراديوية المنبعثة من المركبات الفضائية الدائرة حوله . وتتمثل أبرز سمات جاذبية القمر في الكتل البركانية، وهي شذوذات جاذبية موجبة كبيرة مرتبطة ببعض أحواض الاصطدام العملاقة، وتنتج جزئيًا عن تدفقات الحمم البازلتية الكثيفة التي تملأ هذه الأحواض. ^{[ 87 ] [ 88 ]} وتؤثر هذه الشذوذات بشكل كبير على مدار المركبات الفضائية حول القمر . إلا أن هناك بعض التساؤلات: فتدفقات الحمم البركانية وحدها لا تفسر كامل بصمة الجاذبية، كما أن بعض الكتل البركانية لا ترتبط بنشاط البراكين في البحار القمرية. ^{[ 89 ]}

يبلغ نصف قطر هيل لنطاق تأثير مجال جاذبية القمر، الذي يهيمن فيه على مجال جاذبية الأرض، 60,000 كيلومتر (أي أنه يمتد لأقل من سدس المسافة البالغة 378,000 كيلومتر بين القمر والأرض)، ^{[ 90 ]} ويمتد إلى نقاط لاغرانج بين الأرض والقمر . يُطلق على هذا الفضاء اسم الفضاء القريب من القمر . ^{[ 91 ]}  

يمتلك القمر مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا أقل من 0.2 نانوتسلا ، ^{[ 92 ]} أي أقل من جزء من مئة ألف من المجال المغناطيسي للأرض . لا يمتلك القمر مجالًا مغناطيسيًا ثنائي القطب عالميًا ؛ ^{[ 93 ]} بل يمتلك فقط مغنطة قشرية. ^{[ 94 ]} يُعد تاريخ المجال المغناطيسي للقمر مثيرًا للجدل، ^{[ 95 ]} ولا يزال هناك اختلاف في الآراء حول شدة وتوقيت المجال المغناطيسي القديم للقمر في الماضي. ^{[ 96 ] [ 97 ]} أُجريت العديد من القياسات المغناطيسية القديمة على عينات قمرية جُمعت خلال مهمات أبولو. تشير هذه القياسات إلى أن المجال المغناطيسي القديم للقمر مرّ بفترتين بخصائص متميزة. ^{[ 92 ]} في الفترة الأولى (منذ 4.5 مليار إلى 3.56 مليار سنة)، بلغت شدة المجال المغناطيسي حوالي 100 ميكروتسلا (1 غاوس)، وهي قريبة من شدة المجال المغناطيسي للأرض اليوم. ^{[ 98 ]} كانت الحقبة الثانية أطول بكثير (منذ 3.58 مليار إلى مليار سنة)، لكنها كانت أضعف بكثير، حيث لم تتجاوز قوتها 5-7 ميكروتسلا. ^{[ 97 ] [ 99 ]} من غير المرجح أن تكون آلية حمل حراري واحدة، حرارية أو تركيبية، قد ولّدت تاريخ الدينامو المحدد هذا دون تأثير خارجي. ^{[ 97 ] [ 100 ]} نظريًا، قد ينشأ جزء من المغنطة المتبقية من مجالات مغناطيسية عابرة تتولد أثناء الاصطدامات الكبيرة من خلال تمدد سحب البلازما. تتولد هذه السحب أثناء الاصطدامات الكبيرة في مجال مغناطيسي محيط. يدعم هذا موقع أكبر مغنطة قشرية تقع بالقرب من نقاط التقابل لأحواض الاصطدام العملاقة. ^{[ 101 ]}

بالإضافة إلى ذلك، يتحرك القمر حوالي 27% من الوقت، ^{[ 102 ]} أو 5-6 أيام لكل شهر قمري في ذيل الغلاف المغناطيسي للأرض ، مما يؤدي إلى استبدال الرياح الشمسية برياح الأرض . ^{[ 103 ]}

يمتلك القمر غلافًا جويًا يتكون من طبقة خارجية فقط ، ^{[ 104 ]} وهي رقيقة جدًا لدرجة أنها تكاد تكون فراغًا ، بكتلة إجمالية تقل عن 10 أطنان (9.8 طن طويل؛ 11 طن قصير) . ^{[ 105 ]} يبلغ ضغط سطح هذه الكتلة الصغيرة حوالي 3 × 10⁻¹⁵ ^ضغط جوي (0.3 نانو باسكال )؛ ويتغير مع اليوم القمري. تشمل مصادره انبعاث الغازات والتذرية ، وهي ناتجة عن قصف تربة القمر بأيونات الرياح الشمسية. ^{[ 17 ] [ 106 ]} تشمل العناصر التي تم رصدها الصوديوم والبوتاسيوم ، الناتجين عن التذرية (والموجودين أيضًا في الغلاف الجوي لعطارد وإيو )؛ والهيليوم-4 والنيون ^[ 107 ] من الرياح الشمسية؛ والأرجون-40 والرادون -222 والبولونيوم -210 ^، المنبعثة بعد تكوينها عن طريق التحلل الإشعاعي ^داخل القشرة والوشاح. ^{[ 108 ] [ 109 ]} لا يزال غياب الأنواع المتعادلة (ذرات أو جزيئات) مثل الأكسجين والنيتروجين والكربون والهيدروجين والمغنيسيوم ، الموجودة في التربة القمرية ، غير مفهوم. ^{[ 108 ]} وقد رصدت مركبة تشاندرايان-1 بخار الماء ، ووجد أنه يتغير بتغير خط العرض، حيث يبلغ ذروته عند حوالي 60-70 درجة ؛ ومن المحتمل أن يكون ناتجًا عن تسامي جليد الماء في التربة القمرية. ^{[ 110 ]} إما أن تعود هذه الغازات إلى التربة القمرية بفعل جاذبية القمر، أو تُفقد في الفضاء، إما بفعل ضغط الإشعاع الشمسي، أو، إذا كانت متأينة، بفعل انجرافها بعيدًا بفعل المجال المغناطيسي للرياح الشمسية. ^{[ 108 ]}   

توجد سحابة غبار قمري دائمة حول القمر، تتولد من جزيئات صغيرة من المذنبات. ويُقدّر أن 5 أطنان من جزيئات المذنبات تصطدم بسطح القمر كل 24 ساعة، مما يؤدي إلى قذف جزيئات الغبار. يبقى الغبار فوق القمر لمدة 10 دقائق تقريبًا، حيث يستغرق 5 دقائق للصعود و5 دقائق للهبوط. في المتوسط، يوجد 120 كيلوغرامًا من الغبار فوق القمر، ترتفع إلى ارتفاع 100 كيلومتر فوق سطحه. وقد وجدت إحصاءات الغبار التي أجراها مشروع LADEE (تجربة الغبار القمري LDEX) أن عدد الجزيئات بلغ ذروته خلال زخات شهب الجوزاء ، والرباعيات ، والثوريات الشمالية ، وقنطورات أوميكرون ، عندما تمر الأرض والقمر عبر حطام المذنبات. سحابة الغبار القمري غير متناظرة، حيث تكون أكثر كثافة بالقرب من الحد الفاصل بين جانبي القمر المضيء والمظلم. ^{[ 111 ] [ 112 ]}

أظهرت دراسات عينات الصهارة القمرية التي جمعتها بعثات أبولو أن القمر كان يتمتع بغلاف جوي كثيف نسبيًا لمدة 70 مليون سنة بين 3 و4 مليارات سنة مضت. وكان هذا الغلاف الجوي، الذي نشأ من الغازات المنبعثة من البراكين القمرية، ضعف سمك الغلاف الجوي للمريخ الحالي . وفي نهاية المطاف، تخلصت الرياح الشمسية من الغلاف الجوي القمري القديم وتبدد في الفضاء. ^{[ 64 ]}

ينتج عن الإشعاع المؤين من الأشعة الكونية ، وما ينتج عنه من إشعاع نيوتروني ، ^{[ 114 ]} والشمس، مستوى إشعاع متوسط ​​يبلغ 1.369 ملي سيفرت يوميًا خلال النهار القمري ، ^{[ 15 ]} وهو ما يزيد بنحو 2.6 مرة عن المستوى الموجود على محطة الفضاء الدولية ، و5 إلى 10 مرات عن المستوى خلال رحلة عبر المحيط الأطلسي، و200 مرة عن المستوى الموجود على سطح الأرض. ^{[ 115 ]} وللمقارنة، يبلغ متوسط ​​مستويات الإشعاع حوالي 1.84 ملي سيفرت يوميًا في رحلة إلى المريخ ، وحوالي 0.64 ملي سيفرت يوميًا على سطح المريخ نفسه، مع احتمال انخفاض المستويات في بعض المواقع على سطح المريخ إلى 0.342 ملي سيفرت يوميًا. ^{[ 116 ] [ 117 ]} كما أن الإشعاع الشمسي يشحن غبار القمر شديد الكشط كهربائيًا ، مما يجعله يطفو. يساهم هذا التأثير في سهولة انتشار الغبار القمري اللزج الذي يضر بالرئتين والمعدات. ^{[ 118 ]}

يتعرض سطح القمر لاختلافات في درجات الحرارة تتراوح من120  درجة مئوية إلىتتراوح درجات الحرارة بين -171 درجة مئوية و-171  درجة مئوية، وذلك تبعًا لشدة الإشعاع الشمسي . ونظرًا لانعدام الغلاف الجوي، تتباين درجات الحرارة في المناطق المختلفة، لا سيما تبعًا لتعرضها لأشعة الشمس أو الظل، ^{[ 119 ]} مما يجعل التضاريس تلعب دورًا حاسمًا في تحديد درجات حرارة السطح المحلية . ^{[ 120 ]} وتُظلل أجزاء من العديد من الفوهات، وخاصة قيعان الفوهات القطبية، ^{[ 121 ]} بشكل دائم. وتتميز هذه الفوهات بظلامها الدامس وانخفاض درجات حرارتها إلى مستويات بالغة الصغر. وقد رصد مسبار استطلاع القمر المداري أدنى درجات حرارة صيفية في فوهات القطب الجنوبي، حيث بلغت 35 كلفن (-238 درجة مئوية؛ -397 درجة فهرنهايت) ^{، [ 122 ]} و 26 كلفن فقط (-247 درجة مئوية؛ -413 درجة فهرنهايت) قرب الانقلاب الشتوي في فوهة هيرميت القطبية الشمالية . وتُعد هذه أبرد درجة حرارة سُجلت في النظام الشمسي على الإطلاق بواسطة مركبة فضائية، حتى أنها أبرد من سطح بلوتو . ^{[ 120 ]}      

تُغطي قشرة القمر طبقة سطحية رمادية اللون ، مُفتتة للغاية (مُجزأة إلى جزيئات أصغر فأصغر)، تُسمى الريغوليث ، وهي ناتجة عن عمليات الاصطدام. يتميز الريغوليث الناعم، وهو تربة قمرية من زجاج ثاني أكسيد السيليكون ، بملمس يُشبه الثلج ورائحة تُشبه رائحة البارود المُستنفد . ^{[ 123 ]} يكون الريغوليث على الأسطح القديمة أكثر سُمكًا بشكل عام من الريغوليث على الأسطح الأحدث: إذ يتراوح سُمكه بين 10-15 مترًا (33-49 قدمًا) في المرتفعات، وبين 4-5 أمتار (13-16 قدمًا) في البحار القمرية. ^{[ 124 ]} أسفل طبقة الريغوليث المُفتتة بدقة، توجد طبقة ميغا ريغوليث، وهي طبقة من الصخور الأساسية المُتصدعة بشدة، يبلغ سُمكها عدة كيلومترات. ^{[ 125 ]}    

يُعتقد أن هذه الظروف القاسية تجعل من غير المرجح أن تحمل المركبات الفضائية جراثيم بكتيرية على سطح القمر لفترة أطول من دورة قمرية واحدة. ^{[ 126 ]}

الجانب القريب من القمر

الجانب البعيد من القمر

الجانب الشرقي

الجانب الغربي

تم قياس تضاريس القمر باستخدام قياس الارتفاع بالليزر وتحليل الصور المجسمة . ^{[ 128 ]} أبرز معالمه الطبوغرافية هو حوض القطب الجنوبي-أيتكن العملاق على الجانب البعيد ، والذي يبلغ قطره حوالي 2240 كم (1390 ميلًا) ، وهو أكبر فوهة على سطح القمر وثاني أكبر فوهة نيزكية مؤكدة في النظام الشمسي . ^{[ 129 ] [ 130 ]} يبلغ عمق قاعه 13 كم (8.1 ميلًا) ، وهو أدنى نقطة على سطح القمر، ^{[ 129 ] [ 131 ]} حيث يصل إلى -9.178 كيلومترًا (-5.703 ميلًا) عند 70°22′05″ جنوبًا 172°24′47″ غربًا / 70.368° جنوبًا 172.413° غربًا / -70.368؛ -172.413 في فوهة داخل فوهة أنطونيادي . ^{[ 132 ]} تقع أعلى ارتفاعات سطح القمر، بما في ذلك ما يُسمى بقمة سيلينيان على ارتفاع 10.629 كيلومترًا (6.605 ميلًا)، مباشرةً إلى الشمال الشرقي ( 5 ° 26′28 ″ شمالًا 158 ° 39′22 ″ غربًا / 5.441° شمالًا 158.656° غربًا / 5.441؛ -158.656 )، ^{[ 132 ]} والتي ربما تكون قد ازداد سمكها بفعل الاصطدام المائل لحوض القطب الجنوبي-أيتكن. ^{[ 133 ]} تتميز أحواض اصطدام كبيرة أخرى مثل إمبريوم ، وسيرينيتاتيس ، وكريسيوم ، وسميثي ، وأورينتال بانخفاضات إقليمية وحواف مرتفعة. ^{[ 129 ]} يبلغ ارتفاع الجانب البعيد من سطح القمر في المتوسط ​​حوالي 1.9 كيلومتر (1.2 ميل) أعلى من ارتفاع الجانب القريب. ^{[ 1 ]}        

يشير اكتشاف منحدرات الصدوع إلى أن القمر قد انكمش بنحو 90 مترًا (300  قدم) خلال المليار سنة الماضية. ^{[ 134 ]} وتوجد سمات انكماش مماثلة على عطارد . فقد تصدّع بحر فريجوريس، وهو حوض قرب القطب الشمالي كان يُعتقد لفترة طويلة أنه خامد جيولوجيًا، وانزاح. ولأن القمر لا يحتوي على صفائح تكتونية، فإن نشاطه التكتوني بطيء، وتتشكل الشقوق مع فقدانه للحرارة. ^{[ 135 ]}

أكد العلماء وجود كهف على سطح القمر بالقرب من بحر الهدوء ، غير بعيد عن موقع هبوط أبولو 11 عام 1969. يبلغ عرض الكهف، الذي تم تحديده كمدخل لأنبوب حمم بركانية منهار ، حوالي 45 مترًا وطوله يصل إلى 80 مترًا. ويمثل هذا الاكتشاف أول مدخل مؤكد لكهف قمري. استند التحليل إلى صور التقطها مسبار استطلاع القمر المداري التابع لناسا عام 2010. وتبلغ درجة حرارة الكهف المستقرة حواليقد توفر درجة حرارة 17  درجة مئوية بيئة ملائمة لرواد الفضاء في المستقبل، إذ تحميهم من درجات الحرارة القصوى والإشعاع الشمسي والنيازك الدقيقة. مع ذلك، تشمل التحديات صعوبة الوصول ومخاطر الانهيارات الثلجية والكهوف. يوفر هذا الاكتشاف إمكانية إنشاء قواعد قمرية أو ملاجئ طوارئ مستقبلية. ^{[ 136 ]}

المعالم البركانية

تُعدّ السهول القمرية المظلمة ذات الملامح البسيطة نسبيًا، والتي تُسمى " ماريا" ( مفردها " ماري "؛ من اللاتينية وتعني "بحار"، إذ كان يُعتقد سابقًا أنها مليئة بالماء)، أبرز المعالم المرئية من الأرض بالعين المجردة ^{[ 137 ]} . وهي عبارة عن برك شاسعة متصلبة من حمم بازلتية قديمة . وعلى الرغم من تشابهها مع البازلت الأرضي، إلا أن البازلت القمري يحتوي على نسبة أعلى من الحديد ولا يحتوي على معادن متأثرة بالماء. ^{[ 138 ]} وقد ثارت أو تدفقت معظم هذه الرواسب البركانية في المنخفضات المرتبطة بأحواض الاصطدام ، مع أن أكبر مساحة من تدفقات البازلت على سطح القمر، وهي "أوشينوس بروسيلاروم" ، لا تتوافق مع حوض اصطدام واضح. ويمكن تمييز مراحل تدفق الحمم المختلفة في "ماريا" غالبًا من خلال الاختلافات في بياض السطح وحدود التدفق الواضحة. ^{[ 139 ]}

مع تشكّل البحار القمرية، أدّى تبريد وانكماش الحمم البازلتية إلى ظهور تلال متعرجة في بعض المناطق. تمتد هذه التلال المنخفضة والمتعرجة لمئات الكيلومترات، وغالبًا ما تُحدّد معالم هياكل مدفونة داخل البحر القمري. ومن نتائج تشكّل البحار القمرية أيضًا ظهور منخفضات متحدة المركز على طول الحواف، تُعرف باسم الأخاديد المقوسة . تحدث هذه الظواهر عندما تغوص صخور البازلت في البحر القمري إلى الداخل تحت وطأة وزنها، مما يؤدي إلى تصدّع الحواف وانفصالها.

إضافةً إلى البحار القمرية المرئية، توجد على سطح القمر رواسب بحارية مغطاة بمقذوفات ناتجة عن اصطدامات. تُعرف هذه البحار القمرية الخفية باسم البحار القمرية المخفية، ويُرجح أنها أقدم من البحار القمرية الظاهرة. ^{[ 140 ]} في المقابل، حجبت حمم البحار القمرية العديد من طبقات وبرك الصهارة الناتجة عن الاصطدامات. تتشكل صهارة الاصطدامات عندما تُبخر ضغوط الصدمات الشديدة الناتجة عن الاصطدامات مناطق منصهرة حول موقع الاصطدام. في المناطق التي لا تزال مكشوفة، يمكن تمييز صهارة الاصطدامات عن حمم البحار القمرية من خلال توزيعها، وبياضها، ونسيجها. ^{[ 141 ]}

من المرجح أن تكون الأخاديد المتعرجة ، الموجودة في البحار القمرية وحولها، قنوات حمم بركانية خامدة أو أنابيب حمم بركانية منهارة . تنشأ هذه الأخاديد عادةً من فوهات بركانية ، وتتخذ مسارات متعرجة، وقد تتفرع أحيانًا أثناء تقدمها. أما أكبر الأمثلة، مثل وادي شروتر وريما هادلي ، فهي أطول وأعرض وأعمق بكثير من قنوات الحمم البركانية الأرضية، وتتميز أحيانًا بانحناءات وانعطافات حادة، وهي خصائص نادرة على سطح الأرض.

أدى النشاط البركاني في البحار القمرية إلى تغيير فوهات الاصطدام بطرقٍ متنوعة، منها ملئها بدرجات متفاوتة، ورفع قيعانها وتكسيرها نتيجةً لارتفاع مواد البحار القمرية الموجودة أسفلها. ومن أمثلة هذه الفوهات فوهتا تارونتيوس وغاسيندي . بعض الفوهات، مثل هيجينوس ، ذات أصل بركاني بحت، إذ تشكلت على هيئة كالديرا أو حفر انهيار . هذه الفوهات نادرة نسبيًا، وتميل إلى أن تكون أصغر حجمًا (عادةً بضعة كيلومترات عرضًا)، وأقل عمقًا، وأكثر عشوائية في الشكل من فوهات الاصطدام. كما أنها تفتقر إلى الحواف المرتفعة المميزة لفوهات الاصطدام.

توجد عدة مقاطعات جيولوجية تحتوي على براكين درعية وقباب بركانية ضمن البحار القريبة. ^{[ 142 ]} كما توجد بعض المناطق التي تحتوي على رواسب فتاتية بركانية ، ومخاريط بركانية ، وقباب غير بازلتية مصنوعة من حمم بركانية عالية اللزوجة بشكل خاص.

تقع معظم البحار القمرية على الجانب القريب من القمر، وتغطي 31% من سطحه ^{[ 76 ]} مقارنةً بـ 2% فقط على الجانب البعيد. ^{[ 143 ]} يُعزى ذلك على الأرجح إلى تركيز العناصر المُولِّدة للحرارة تحت القشرة على الجانب القريب، مما أدى إلى تسخين الوشاح السفلي، وانصهاره جزئيًا، وصعوده إلى السطح، ثم ثورانه. ^{[ 81 ] [ 144 ] [ 145 ]} ثارت معظم صخور البازلت في البحار القمرية خلال العصر الإمبري ،  قبل 3.3 إلى 3.7 مليار سنة، مع أن بعضها حديث نسبيًا، إذ يبلغ عمره 1.2  مليار سنة ^{[ 65 ]} ، وبعضها الآخر قديم، إذ يبلغ عمره 4.2  مليار سنة. ^{[ 66 ]}

في عام 2006، كشفت دراسة أجريت على إينا ، وهي منخفض صغير في بحيرة فيليسيتاتيس ، عن تضاريس وعرة وخالية نسبيًا من الغبار، والتي بدت، نظرًا لعدم تعرضها للتآكل بفعل الحطام المتساقط، وكأنها لا تتجاوز مليوني عام. ^{[ 146 ]} وتشير الزلازل القمرية وانبعاثات الغازات إلى استمرار النشاط القمري. ^{[ 146 ]} وقد تم تحديد أدلة على نشاط بركاني قمري حديث في 70 بقعة غير منتظمة من البحار القمرية ، بعضها لا يتجاوز عمره 50 مليون عام. وهذا يثير احتمال وجود غلاف قمري أكثر دفئًا مما كان يُعتقد سابقًا، على الأقل في الجانب القريب حيث تكون القشرة العميقة أكثر دفئًا بشكل ملحوظ بسبب التركيز العالي للعناصر المشعة. ^{[ 147 ] [ 148 ] [ 149 ] [ 150 ]} تم العثور على أدلة تشير إلى نشاط بركاني بازلتي يعود تاريخه إلى ما بين 2 و10 ملايين سنة داخل فوهة لويل، ^{[ 151 ] [ 152 ]} داخل حوض أورينتال. قد يكون مزيج من ارتفاع درجة حرارة الوشاح في البداية والإثراء الموضعي للعناصر المولدة للحرارة في الوشاح مسؤولاً عن النشاطات الممتدة على الجانب البعيد في حوض أورينتال. ^{[ 153 ] [ 154 ]}

تُسمى المناطق ذات اللون الفاتح على سطح القمر بالأرضيات ، أو كما هو شائع، المرتفعات ، لأنها أعلى من معظم البحار القمرية. وقد تم تحديد عمرها إشعاعيًا  قبل 4.4 مليار سنة، ويُحتمل أن تكون هذه المناطق عبارة عن تراكمات من البلاجيوكلاز من محيط الصهارة القمرية. ^{[ 65 ] [ 66 ]} وعلى عكس الأرض، لا يُعتقد أن جبالًا قمرية رئيسية قد تشكلت نتيجة لأحداث تكتونية. ^{[ 155 ]}

من المرجح أن تركيز البحار القمرية على الجانب القريب يعكس سمك القشرة الأرضية الأكبر بكثير في المرتفعات على الجانب البعيد، والتي ربما تكونت نتيجة اصطدام بطيء السرعة لقمر ثانٍ للأرض بعد بضعة عشرات الملايين من السنين من تكوين القمر. ^{[ 156 ] [ 157 ]} أو قد يكون ذلك نتيجة تسخين مدّي غير متماثل عندما كان القمر أقرب بكثير إلى الأرض. ^{[ 158 ]}

فوهات ناتجة عن اصطدام

تُعدّ الفوهات الناتجة عن اصطدام النيازك من أهم العمليات الجيولوجية التي أثرت على سطح القمر ، ^{[ 159 ]} حيث تتشكل هذه الفوهات عندما تصطدم الكويكبات والمذنبات بسطح القمر. ويُقدّر عدد الفوهات التي يزيد قطرها عن كيلومتر واحد (0.6 ميل) على الجانب القريب من القمر بحوالي 300,000 فوهة. ^{[ 160 ]} وتتخذ الفوهات القمرية أشكالًا متنوعة تبعًا لحجمها. وبحسب ترتيب تزايد القطر، تشمل الأنواع الأساسية الفوهات البسيطة ذات الأسطح الداخلية الملساء الشبيهة بالوعاء والحواف المرتفعة، والفوهات المعقدة ذات الأرضيات المسطحة والجدران المتدرجة والقمم المركزية، وأحواض الحلقات القمية ، وأحواض الحلقات المتعددة ذات حلقتين أو أكثر متحدة المركز من القمم. ^{[ 161 ]} وتكون الغالبية العظمى من الفوهات الناتجة عن اصطدام النيازك دائرية، ولكن بعضها، مثل كانتور وجانسين ، لها أشكال مضلعة، ربما بفعل الصدوع والفواصل الموجودة تحتها. أما الكويكبات الأخرى، مثل زوج ميسييه وشيلر ودانييل ، فهي مستطيلة الشكل. ويمكن أن ينتج هذا الاستطالة عن اصطدامات مائلة للغاية، أو اصطدامات ثنائية بالكويكبات ، أو تفتت الأجسام المصطدمة قبل اصطدامها بالسطح، أو اصطدامات ثانوية متقاربة . ^{[ 162 ]}  

يعتمد المقياس الزمني الجيولوجي للقمر على أبرز أحداث الاصطدام، مثل التكوينات متعددة الحلقات كـ "نيكتاريس" و "إمبريوم" و "أورينتال"، التي يتراوح قطرها بين مئات وآلاف الكيلومترات، والمرتبطة بطبقة واسعة من رواسب المقذوفات التي تُشكل أفقًا طبقيًا إقليميًا . ^{[ 163 ]} ونظرًا لغياب الغلاف الجوي والطقس والعمليات الجيولوجية الحديثة، فإن العديد من هذه الفوهات محفوظة جيدًا. وعلى الرغم من أن عددًا قليلًا فقط من الأحواض متعددة الحلقات قد تم تحديد تاريخها بدقة، إلا أنها مفيدة في تحديد الأعمار النسبية. ولأن فوهات الاصطدام تتراكم بمعدل ثابت تقريبًا، يمكن استخدام عدّ الفوهات لكل وحدة مساحة لتقدير عمر السطح. ^{[ 163 ]} ومع ذلك، يجب توخي الحذر عند استخدام تقنية عدّ الفوهات نظرًا لاحتمالية وجود فوهات ثانوية . إذ يمكن أن تُشكّل المقذوفات الناتجة عن الاصطدامات فوهات ثانوية تظهر غالبًا في مجموعات أو سلاسل، ولكنها قد تظهر أيضًا كتكوينات معزولة على مسافة كبيرة من موقع الاصطدام. قد تشبه هذه الفوهات الفوهات الأولية، بل وقد تهيمن على مجموعات الفوهات الصغيرة، لذا فإن وجودها غير المحدد قد يشوه تقديرات العمر. ^{[ 164 ]}

تتراوح الأعمار الإشعاعية للصخور المنصهرة بفعل الاصطدامات التي جُمعت خلال مهمات أبولو بين 3.8 و 4.1  مليار سنة: وقد استُخدم هذا لاقتراح فترة قصف كثيف متأخرة تميزت بزيادة الاصطدامات. ^{[ 165 ]}

تُظهر صور عالية الدقة التقطها مسبار استطلاع القمر المداري في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين معدلًا معاصرًا لتكوّن الفوهات أعلى بكثير مما كان يُقدّر سابقًا. ويُعتقد أن عملية تكوّن الفوهات الثانوية الناتجة عن المقذوفات البعيدة تُحرّك السنتيمترات العلوية من التربة القمرية على مدى 81,000 عام. ^{[ 166 ] [ 167 ]} وهذا المعدل أسرع بمئة مرة من المعدل المحسوب من نماذج تعتمد فقط على اصطدامات النيازك الدقيقة المباشرة. ^{[ 168 ]}

دوامات قمرية

الدوامات القمرية ظواهر غامضة تنتشر على سطح القمر. تتميز هذه الدوامات ببياض عالٍ، وتبدو غير ناضجة بصريًا (أي أنها تمتلك الخصائص البصرية للتربة القمرية الفتية نسبيًا ) ، وغالبًا ما تتخذ شكلًا متعرجًا. ويبرز شكلها عادةً بمناطق ذات بياض منخفض تلتف بين الدوامات الساطعة. تقع هذه الدوامات في مناطق ذات مجالات مغناطيسية سطحية قوية ، ويقع العديد منها عند النقطة المقابلة لمواقع الاصطدامات الكبرى. من أشهر هذه الدوامات دوامة راينر غاما وبحر إنجيني . يُفترض أنها مناطق حُجبت جزئيًا عن الرياح الشمسية ، مما أدى إلى إبطاء عملية التجوية الفضائية . ^{[ 169 ]}

لا يمكن للماء السائل أن يبقى على سطح القمر. فعند تعرضه للإشعاع الشمسي، يتحلل الماء بسرعة من خلال عملية تُعرف بالتفكك الضوئي، ويتسرب إلى الفضاء. مع ذلك، ومنذ ستينيات القرن الماضي، افترض العلماء أن جليد الماء قد يترسب نتيجة اصطدام المذنبات ، أو ربما ينتج عن تفاعل الصخور القمرية الغنية بالأكسجين مع الهيدروجين القادم من الرياح الشمسية ، تاركًا آثارًا من الماء يُحتمل أن تبقى في الفوهات الباردة المظللة بشكل دائم عند قطبي القمر. ^{[ 170 ] [ 171 ]} وتشير المحاكاة الحاسوبية إلى أن ما يصل إلى 14,000 كيلومتر ^مربع (5,400 ميل مربع ) من سطح القمر قد تكون في ظل دائم. ^{[ 121 ]} ويُعد وجود كميات قابلة للاستخدام من الماء على سطح القمر عاملًا مهمًا في جعل السكن القمري خطة فعّالة من حيث التكلفة؛ إذ إن نقل الماء من الأرض سيكون مكلفًا للغاية. ^{[ 172 ]}   

في السنوات اللاحقة، تم رصد آثار للماء على سطح القمر. ^{[ 173 ]} في عام 1994، أشارت تجربة الرادار ثنائي الاستقرار على متن المركبة الفضائية كليمنتين إلى وجود جيوب صغيرة متجمدة من الماء بالقرب من السطح. مع ذلك، تشير ملاحظات الرادار اللاحقة التي أجراها مرصد أريسيبو إلى أن هذه النتائج قد تكون صخورًا مقذوفة من فوهات نيزكية حديثة. ^{[ 174 ]} في عام 1998، أظهر مطياف النيوترونات على متن المركبة الفضائية لونار بروسبكتور وجود تركيزات عالية من الهيدروجين في المتر الأول من عمق التربة القمرية بالقرب من المناطق القطبية. ^{[ 175 ]} كما أظهرت حبيبات الحمم البركانية، التي جُلبت إلى الأرض على متن أبولو 15، وجود كميات ضئيلة من الماء في داخلها. ^{[ 176 ]}

أكدت مركبة تشاندرايان-1 الفضائية، التي أُطلقت عام 2008، وجود جليد مائي على سطح القمر، وذلك باستخدام جهاز رسم خرائط المعادن القمرية المُثبّت على متنها . رصد المطياف خطوط امتصاص مشتركة للهيدروكسيل في ضوء الشمس المنعكس، مما يُقدّم دليلاً على وجود كميات كبيرة من الجليد المائي على سطح القمر. وأظهرت المركبة الفضائية أن التركيزات قد تصل إلى 1000 جزء في المليون . ^{[ 177 ]} وباستخدام أطياف الانعكاس الخاصة بجهاز رسم الخرائط، أكّد الإضاءة غير المباشرة للمناطق المظللة وجود الجليد المائي ضمن نطاق 20 درجة عرضية من كلا القطبين في عام 2018. ^{[ 178 ]} وفي عام 2009، أرسلت مركبة LCROSS جسمًا اصطداميًا يزن 2300 كيلوغرام (5100 رطل) إلى فوهة قطبية مظللة بشكل دائم ، واكتشفت ما لا يقل عن 100 كيلوغرام (220 رطل) من الماء في عمود من المواد المقذوفة. ^{[ 179 ] [ 180 ]} أظهر فحص آخر لبيانات LCROSS أن كمية المياه المكتشفة أقرب إلى 155 ± 12 كجم (342 ± 26 رطلاً) . ^{[ 181 ]}           

في مايو 2011، تم الإبلاغ عن وجود تركيز ماء يتراوح بين 615 و1410 جزءًا في المليون في شوائب منصهرة ضمن عينة القمر 74220، ^{[ 182 ]} وهي التربة الزجاجية البرتقالية الشهيرة الغنية بالتيتانيوم، ذات الأصل البركاني، والتي جُمعت خلال مهمة أبولو 17 عام 1972. تشكلت هذه الشوائب خلال ثورات بركانية هائلة على سطح القمر قبل حوالي 3.7 مليار سنة. ويُقارن هذا التركيز بتركيز الصهارة في الوشاح العلوي للأرض . على الرغم من الأهمية الكبيرة لهذا الاكتشاف في علم القمر، إلا أنه لا يعني سهولة الحصول على الماء، إذ أن العينة نشأت على عمق كيلومترات عديدة تحت سطح القمر، كما أن الوصول إلى هذه الشوائب صعب للغاية لدرجة أنه استغرق 39 عامًا للعثور عليها باستخدام أحدث أجهزة التحليل المجهري الأيوني.

كشف تحليل نتائج جهاز رسم خرائط المعادن القمرية (M3) في أغسطس 2018، ولأول مرة، عن "دليل قاطع" على وجود جليد مائي على سطح القمر. ^{[ 183 ] ​​[ 184 ]} وأظهرت البيانات بصمات انعكاسية مميزة للجليد المائي، على عكس الغبار والمواد العاكسة الأخرى. ^{[ 185 ]} وُجدت رواسب الجليد عند القطبين الشمالي والجنوبي، مع أنها أكثر وفرة في القطب الجنوبي، حيث يُحتجز الماء في فوهات وشقوق مظللة بشكل دائم، مما يسمح له بالبقاء على شكل جليد على السطح نظرًا لحمايتها من أشعة الشمس. ^{[ 183 ] ​​[ 185 ]}

في أكتوبر 2020، أفاد علماء الفلك برصد جزيئات الماء على سطح القمر المُضاء بنور الشمس بواسطة عدة مركبات فضائية مستقلة، بما في ذلك مرصد ستراتوسفير للأشعة تحت الحمراء (SOFIA). ^{[ 186 ] [ 187 ] [ 188 ] [ 189 ]}

مدار القمر بيضاوي الشكل قليلاً، بانحراف مداري قدره 0.055. يبلغ نصف المحور الأكبر لمدار القمر المركزي، والذي يُسمى المسافة القمرية ، حوالي 385,000 كيلومتر (239,000 ميل) ، أو 1.3 ثانية ضوئية ، أي ما يعادل الدوران حول الأرض حوالي 9.6 مرات. ^{[ 190 ]} تتراوح المسافة بين القمر والأرض من حوالي ^356,400 كيلومتر (221,500 ^ميل ) ( نقطة الحضيض ) إلى 406,700 كيلومتر (252,700 ميل ) (نقطة الأوج)، مما يجعل مسافة القمر وحجمه الظاهري يتذبذبان بنسبة تصل إلى 14% ^{. [ 191 ] [ 192 ]}      

يدور القمر دورة كاملة حول الأرض بالنسبة للنجوم الثابتة، وهي دورته النجمية ، مرة كل 27.3  يومًا تقريبًا. ^{[ j ]} ومع ذلك، ولأن نظام الأرض والقمر يتحركان في الوقت نفسه في مدارهما حول الشمس، فإن الأمر يستغرق وقتًا أطول قليلًا، 29.5  يومًا، ^{[ k ] [ 76 ]} للعودة إلى نفس الطور القمري ، ^{[ 193 ]} مُكملًا بذلك دورة كاملة، كما يُرى من الأرض. تُعرف هذه الدورة الاقترانية أو الشهر الاقتراني باسم الشهر القمري ، وهي تساوي طول اليوم الشمسي على سطح القمر. ^{[ 194 ]}

على عكس معظم أقمار الكواكب الأخرى، يقع مدار القمر أقرب إلى مستوى مسار الشمس الظاهري منه إلى مستوى خط استواء الكوكب . ويتأثر مدار القمر بشكل طفيف بالشمس والأرض بطرق عديدة صغيرة ومعقدة ومتداخلة. فعلى سبيل المثال، يدور مستوى مدار القمر تدريجيًا مرة كل 18.61  سنة، ^{[ 195 ]} مما يؤثر على جوانب أخرى من حركته. وتُوصَف هذه التأثيرات اللاحقة رياضيًا بقوانين كاسيني . ^{[ 196 ]}

يؤدي دوران القمر المتزامن حول الأرض، بفعل قوى المد والجزر، إلى بقاء وجه واحد تقريبًا مواجهًا للأرض. يُسمى جانب القمر المواجه للأرض بالجانب القريب ، والجانب المقابل بالجانب البعيد . يُطلق على الجانب البعيد خطأً اسم "الجانب المظلم"، ولكنه في الواقع يُضاء بنفس معدل إضاءة الجانب القريب: مرة كل 29.5 يومًا أرضيًا. خلال فترة المحاق وحتى بداية الشهر القمري ، يكون الجانب القريب مظلمًا. ^{[ 200 ]}

كان القمر يدور في الأصل بسرعة أكبر، لكن في بدايات تاريخه تباطأ دورانه وأصبح مقيدًا مدّيًا في هذا الاتجاه نتيجةً لتأثيرات الاحتكاك المرتبطة بالتشوهات المدّية التي تسببها الأرض. ^{[ 201 ]} مع مرور الوقت، تبددت طاقة دوران القمر حول محوره على شكل حرارة، حتى توقف دوران القمر بالنسبة للأرض. في عام 2016، اكتشف علماء الكواكب، باستخدام بيانات جُمعت خلال مهمة ناسا " لونار بروسبكتور" (1998-1999 )، منطقتين غنيتين بالهيدروجين (يُرجح أنهما كانتا جليدًا مائيًا سابقًا) على جانبي القمر المتقابلين. يُعتقد أن هاتين المنطقتين كانتا قطبي القمر قبل مليارات السنين، قبل أن يصبح مقيدًا مدّيًا بالأرض. ^{[ 202 ]}

يتجلى التجاذب الجاذبي بين الأرض والقمر (وكذلك الشمس) في زيادة طفيفة في قوة التجاذب على الجوانب الأقرب لبعضها، مما ينتج عنه قوى المد والجزر . وتُعد ظاهرة المد والجزر في المحيطات أكثر النتائج شيوعًا لهذه الظاهرة، إلا أن قوى المد والجزر تؤثر بشكل كبير أيضًا على آليات أخرى للأرض، وكذلك على القمر ونظامه الشمسي.

تتعرض القشرة الصلبة للقمر لمد وجزر بسعة تقارب 10 سم (4 بوصات) على مدار 27 يومًا، بثلاثة مكونات: مكون ثابت ناتج عن الأرض نظرًا لدورانهما المتزامن ، ومكون متغير ناتج عن انحراف مدار القمر وميله، ومكون متغير صغير ناتج عن الشمس. ^{[ 203 ]} ينشأ المكون المتغير الناتج عن الأرض من تغير المسافة والتذبذب ، نتيجة لانحراف مدار القمر وميله (لو كان مدار القمر دائريًا تمامًا وغير مائل، لكانت هناك مد وجزر شمسي فقط). ^{[ 203 ]} وفقًا لأبحاث حديثة، يشير العلماء إلى أن تأثير القمر على الأرض قد يساهم في الحفاظ على المجال المغناطيسي للأرض . ^{[ 204 ]}   

تُنتج التأثيرات التراكمية للضغط الناتج عن قوى المد والجزر هذه زلازل قمرية . تُعدّ الزلازل القمرية أقل شيوعًا وأضعف بكثير من الزلازل الأرضية، على الرغم من أنها قد تستمر لمدة تصل إلى ساعة  - وهي مدة أطول بكثير من الزلازل الأرضية  - وذلك بسبب تشتت الاهتزازات الزلزالية في القشرة العلوية الجافة والمتفتتة. كان اكتشاف الزلازل القمرية اكتشافًا غير متوقع من خلال أجهزة قياس الزلازل التي وضعها رواد فضاء أبولو على سطح القمر بين عامي 1969 و1972. ^{[ 205 ]}

إن أكثر تأثيرات قوى المد والجزر شيوعًا هو ارتفاع مستوى سطح البحر، والذي يُعرف باسم المد والجزر المحيطي. ^{[ 206 ]} وبينما يُمارس القمر معظم قوى المد والجزر، فإن الشمس تُمارس أيضًا قوى مد وجزر، وبالتالي تُساهم في المد والجزر بنسبة تصل إلى 40% من قوة المد والجزر القمرية؛ مما يُنتج، بالتفاعل بينهما، المد والجزر الربيعي والمد والجزر الأدنى . ^{[ 206 ]}

المد والجزر عبارة عن انتفاخين في محيطات الأرض، أحدهما على الجانب المواجه للقمر والآخر على الجانب المقابل. ومع دوران الأرض حول محورها، يبقى أحد انتفاخي المحيط (المد العالي) في مكانه "أسفل" القمر، بينما يحدث مد وجزر آخر في الجانب المقابل. يُعزى المد أسفل القمر إلى أن جاذبية القمر أقوى على المياه القريبة منه. أما المد على الجانب المقابل، فيمكن تفسيره إما بقوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران الأرض حول مركز ثقلها، أو بقصور الماء الذاتي، حيث أن جاذبية القمر أقوى على الأرض الصلبة القريبة منه، مما يؤدي إلى سحبها بعيدًا عن المياه الأبعد. ^{[ 207 ] [ 208 ]}

وبالتالي، يحدث مدّان عاليان ومدّان منخفضان كل 24 ساعة تقريبًا. ^{[ 206 ]} وبما أن القمر يدور حول الأرض في نفس اتجاه دوران الأرض، فإن المدّ العالي يحدث كل 12 ساعة و25 دقيقة تقريبًا؛ وتعود الـ 25 دقيقة إلى الوقت الذي يستغرقه القمر للدوران حول الأرض.

لو كانت الأرض عالماً مائياً (بدون قارات) لكانت ستنتج مداً يبلغ متراً واحداً فقط، وكان هذا المد سيكون قابلاً للتنبؤ به إلى حد كبير، لكن مد وجزر المحيطات يتأثر بشكل كبير بعوامل أخرى:

• اقتران الاحتكاك بين الماء ودوران الأرض عبر قيعان المحيطات
• قصور حركة الماء
• أحواض المحيطات التي تصبح أقل عمقًا بالقرب من اليابسة
• تموج المياه بين أحواض المحيطات المختلفة ^{[ 209 ]}

ونتيجة لذلك، فإن توقيت المد والجزر في معظم نقاط الأرض هو نتاج ملاحظات يتم تفسيرها، بالمناسبة، من خلال النظرية.

تُسبب التأخيرات في ذروة المد والجزر، سواءً في المحيطات أو على الأجسام الصلبة، عزم دوران معاكس لدوران الأرض. هذا العزم يُقلل من الزخم الزاوي والطاقة الحركية الدورانية لدوران الأرض، مما يُبطئ دورانها. ^{[ 206 ] [ 203 ]} قبل 3.2 مليار سنة، خلال حقبة الأركي ، كان اليوم الشمسي حوالي 13 ساعة فقط. ينتقل الزخم الزاوي المفقود من دوران الأرض إلى القمر في عملية تُعرف بالتسارع المدّي ، مما يرفع القمر إلى مدار أعلى بينما يُقلل من سرعته المدارية حول الأرض. ^{[ 210 ]}

وبالتالي، تتزايد المسافة بين الأرض والقمر، ويتباطأ دوران الأرض كرد فعل. ^{[ 203 ]} وقد أظهرت القياسات التي أُجريت باستخدام عاكسات الليزر التي تُركت خلال مهمات أبولو ( تجارب قياس المسافة إلى القمر ) أن المسافة بين الأرض والقمر تزداد بمقدار 38 ملم (1.5 بوصة) سنويًا (وهو تقريبًا معدل نمو أظافر الإنسان). ^{[ 211 ] [ 212 ] [ 213 ]} وتشير الساعات الذرية إلى أن طول اليوم على الأرض يزداد بمقدار 17 ميكروثانية تقريبًا كل عام، ^{[ 214 ] [ 215 ] [ 216 ]} مما يزيد تدريجيًا من معدل تعديل التوقيت العالمي المنسق (UTC) بالثواني الكبيسة .   

بمرور الوقت، يتسبب هذا السحب المدّي في تطابق دوران الأرض مع الفترة المدارية للقمر، مما يؤدي إلى أن يصبح الجسم الأخف مقيدًا مدّيًا (كما هو الحال مع القمر حاليًا). نظريًا، خلال 50 مليار سنة، ^{[ 217 ]} سيتباطأ دوران الأرض ليُطابق الفترة المدارية للقمر، مما يجعل الأرض تُظهر دائمًا نفس الجانب للقمر. ولكن قبل حدوث ذلك بوقت طويل، ستتحول الشمس إلى عملاق أحمر ، وربما تبتلع الأرض والقمر. ^{[ 218 ] [ 219 ]} إذا نجا نظام الأرض والقمر من هذا الابتلاع، كما تشير دراسة أجريت عام 2026، ^{[ 220 ]} فقد يتسبب السحب الناتج عن الغلاف الجوي الشمسي في اضمحلال مدار القمر. بمجرد أن يقترب مدار القمر من الأرض إلى مسافة 18,470 كيلومترًا (11,480 ميلًا) ، سيتجاوز حد روش للأرض ، وسيؤدي التفاعل المدّي مع الأرض إلى تفتيت القمر. سيتحول إلى نظام حلقي ، حيث ستتحلل معظم الحلقات المدارية وتسقط على الأرض. ^{[ 69 ]}  

يظهر القمر في سماء الأرض بشكل مختلف تبعًا لموقع الرصد على سطح الأرض ووقت السنة القمرية والشهر القمري واليوم على الأرض. خلال السنة، يبلغ القمر ذروته في يوم من الأيام على ارتفاعات مختلفة . يظهر القمر في أعلى نقطة له في السماء خلال فصل الشتاء، بينما يظهر في أدنى نقطة له خلال فصل الصيف، على عكس الشمس، وهذا ينطبق على فصول السنة في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي.

في القطبين الشمالي والجنوبي ، يبقى القمر فوق الأفق لمدة 24 ساعة على مدار أسبوعين كل شهر استوائي (حوالي 27.3 يومًا)، وهو ما يُعادل اليوم القطبي في السنة الاستوائية . ويستفيد العوالق الحيوانية في القطب الشمالي من ضوء القمر عندما تكون الشمس تحت الأفق لأشهر متواصلة. ^{[ 221 ]}

يبلغ متوسط ​​القطر الزاوي للقمر حوالي 0.52 درجة، وهو ما يُقارب حجم الشمس الظاهري (انظر قسم  الكسوف ). ويتغير حجمه الظاهري وسطوعه بسبب مداره الإهليلجي، إذ يبدو أكثر سطوعًا بنسبة تصل إلى 30% وأكبر حجمًا بنسبة 14% عند نقطة الحضيض مقارنةً بنقطة الأوج، وهي ظاهرة تُعرف باسم " القمر العملاق ". إضافةً إلى ذلك، هناك تأثير نفسي بحت، يُعرف بوهم القمر ، يجعل القمر يبدو أكبر حجمًا عندما يكون قريبًا من الأفق. ^{[ 222 ]}

يعتمد الوضع الظاهري للقمر على موقعه في السماء ونصف الكرة الأرضية الذي يُرى منه. ففي نصف الكرة الشمالي، يبدو مقلوبًا مقارنةً برؤيته من نصف الكرة الجنوبي . ^{[ 223 ]} أحيانًا، تبدو "قرون" الهلال وكأنها تشير إلى الأعلى أكثر من الجانب. تُعرف هذه الظاهرة باسم " القمر الرطب" وتحدث بكثرة في المناطق الاستوائية . ^{[ 224 ]}

بسبب ظاهرة التزامن المداري ، يتمتع القمر برنين دوراني مداري بنسبة 1:1 . هذه النسبة تجعل فترات دوران القمر حول الأرض مساوية لفترات دورانه حول محوره . وهذا هو سبب رؤية جانب واحد فقط من القمر، وهو ما يُعرف بالجانب القريب ، من الأرض. مع ذلك، ورغم أن حركة القمر في حالة رنين، إلا أنها لا تخلو من بعض الظواهر الدقيقة كالتذبذب ، مما يؤدي إلى تغيرات طفيفة في الرؤية، حيث يصبح حوالي 59% من سطح القمر مرئيًا من الأرض بمرور الوقت والموقع. ^{[ 225 ]} وبسبب التذبذب القمري، يُمكن أحيانًا رؤية جزء أكبر من القمر المكتمل (حتى 101%) أو جزء صغير من جانبه البعيد (حتى 5%). ^{[ 226 ]}

الظواهر الرصدية

لطالما أثير جدل تاريخي حول ما إذا كانت السمات المرصودة على سطح القمر تتغير بمرور الزمن. واليوم، يُعتقد أن العديد من هذه الادعاءات وهمية، ناتجة عن الرصد في ظروف إضاءة مختلفة، أو ضعف الرؤية الفلكية ، أو عدم دقة الرسومات. ومع ذلك، يحدث انبعاث الغازات أحيانًا، وقد يكون مسؤولاً عن نسبة ضئيلة من الظواهر القمرية العابرة المُبلغ عنها . وقد أشارت دراسات حديثة إلى أن منطقة قطرها حوالي 3 كيلومترات (1.9 ميل) على سطح القمر قد تغيرت بفعل انبعاث غازات قبل حوالي مليون عام. ^{[ 227 ] [ 228 ]}  

يدور القمر حول الأرض، مُغيرًا اتجاهه نحو الشمس، مُحدثًا يومًا قمريًا . يُعادل اليوم القمري شهرًا قمريًا واحدًا (دورة اقترانية واحدة حول الأرض) نظرًا لارتباطه المُتبادل مع الأرض بفعل قوى المد والجزر. ولأن القمر ليس مُرتبطًا مُتبادلًا مع الشمس، فإن الليل والنهار القمريين يحدثان حوله. يُمكن مُلاحظة تغير موقع إضاءة الشمس للقمر خلال اليوم القمري من الأرض من خلال تغير أطوار القمر ، حيث يُمثل الهلال المُتزايد شروق الشمس، والهلال المُتناقص غروبها. ^{[ 229 ]}

تكون ليلة القمر أشد ظلمةً على الجانب البعيد، وأثناء خسوف القمر على الجانب القريب (وأشد ظلمةً من ليلةٍ بلا قمر على الأرض). خلال ليلها، يُضاء الجانب القريب بضوء الأرض لدرجةٍ تسمح برؤية معالم سطح القمر من الأرض. يجعل ضوء الأرض ليل الجانب القريب أكثر سطوعًا بنحو 43 مرة، وأحيانًا حتى 55 مرة، من ليلةٍ على الأرض تُضاء بضوء القمر المكتمل. ^{[ 230 ]}

في سماء الأرض، يتغير سطوع القمر وحجمه الظاهري أيضًا بسبب مداره الإهليلجي حول الأرض . عند نقطة الحضيض (أقرب نقطة)، يكون القمر أقرب إلى الأرض بنسبة تصل إلى 14% منه عند نقطة الأوج (أبعد نقطة)، لذا فإن الزاوية المجسمة التي يرسمها أكبر بنسبة تصل إلى 30%. ونتيجة لذلك، وفي نفس المرحلة، يتغير سطوع القمر أيضًا بنسبة تصل إلى 30% بين نقطتي الأوج والحضيض. ^{[ 231 ]} يُطلق على القمر المكتمل (أو الهلال) في هذه الحالة اسم القمر العملاق . ^{[ 191 ] [ 192 ] [ 232 ]}

تستغرق كل مرحلة من المراحل الأربع المتوسطة للقمر، في المتوسط، حوالي سبعة أيام (حوالي 7.38 يومًا)، ولكن يمكن أن تختلف هذه المدة بنحو ±11٪ بسبب التغير في المسافة بين القمر والأرض بين الأوج (أبعد نقطة) والحضيض (أقرب نقطة).

يُطلق على عدد الأيام منذ آخر قمر جديد اسم عمر القمر. ^{[ 233 ]} وتُعرف الدورة الكاملة لأطوار القمر باسم دورة القمر. ^{[ 234 ]}

يمكن حساب العمر التقريبي ومرحلة القمر لأي تاريخ بتحديد عدد الأيام منذ ظهور قمر جديد معروف (مثلًا، 1 يناير 1900 أو 11 أغسطس 1999) وقسمة هذا العدد على متوسط ​​طول الشهر القمري (29.53059 يومًا). ^{[ 235 ]} يمثل باقي القسمة عمر القمر. تفترض هذه الطريقة مدارًا دائريًا مثاليًا ولا تأخذ في الاعتبار التوقيت الدقيق لظهور القمر الجديد، لذا قد تختلف النتائج ببضع ساعات. تقل الدقة كلما ابتعد التاريخ عن التاريخ المرجعي. هذا الحساب المبسط مناسب للعديد من الأغراض، لكن التطبيقات الأكثر دقة تتطلب حسابات أكثر تعقيدًا.

يميل محور القمر بالنسبة لدائرة البروج بزاوية 1.5427 درجة، لذا في كل سنة تنين (346.62 يومًا)، تنتقل الشمس من موقعها شمال خط استواء القمر بزاوية 1.5427 درجة إلى موقعها جنوبه بزاوية 1.5427 درجة، ثم تعود أدراجها. وهذا يُشابه حركة الشمس على الأرض من مدار السرطان إلى مدار الجدي ثم عودتها كل سنة استوائية . ونتيجةً لذلك، يغمر الظلام قطبي القمر (أو جزء من الشمس فقط) لنصف سنة تنين، ثم يغمرهما ضوء الشمس لنصف سنة تنين أخرى. وتعتمد كمية ضوء الشمس الساقطة على المناطق الأفقية القريبة من القطبين على زاوية ارتفاع الشمس. أما في المناطق الاستوائية، فلا يكون لهذه "الفصول" تأثير يُذكر.

يتأثر مظهر القمر بخصائصه العاكسة وتكوين سطحه. تبلغ قيمة بياضه حوالي 0.12، ^{[ 236 ]} وهي قيمة مماثلة لقيمة الأسفلت البالي ، مما يجعله داكنًا نسبيًا على الرغم من سطوعه في سماء الليل. يُمثل هذا البياض المنخفض انعكاسية التربة القمرية، وهي طبقة من شظايا الصخور الدقيقة الناتجة عن اصطدامات النيازك. يتسبب تشتت الضوء بواسطة هذه التربة في ظهور القمر أكثر سطوعًا في طور البدر منه في طور التربيع. كما يُظهر القمر أيضًا خاصية الانعكاس العكسي، ^{[ 237 ]} حيث يُشتت الضوء عائدًا نحو مصدره، مما يُنتج سطوعًا موحدًا عبر قرصه دون تعتيم ملحوظ عند الأطراف.

لون القمر الحقيقي، دون تأثيرات الغلاف الجوي، رمادي بني باهت. ^{[ 238 ]} ويعود ذلك إلى وجود معادن السيليكات في التربة القمرية، حيث تتميز السهول البازلتية (البحار القمرية) بلون أغمق، بينما تتميز المرتفعات الغنية بالفلسبار بلون أفتح. تحتوي البحار القمرية، التي تشكلت بفعل التدفقات البركانية القديمة، على كميات أكبر من الحديد والتيتانيوم، مما يمنحها لونًا أغمق.

من الأرض، قد يتغير لون القمر بفعل الغلاف الجوي، فيظهر أحيانًا باللون الأحمر أو الأزرق. وقد يظهر باللون الأحمر أثناء خسوف القمر ، نتيجة انكسار الطيف الأحمر لضوء الشمس على سطح القمر بفعل الغلاف الجوي للأرض. ولهذا السبب، يُطلق على خسوف القمر أحيانًا اسم "القمر الدموي". كما قد يبدو القمر أحمر اللون عندما يظهر بزوايا منخفضة ومن خلال غلاف جوي كثيف.

قد يظهر القمر باللون الأزرق اعتمادًا على وجود جزيئات معينة في الهواء، ^{[ 239 ]} مثل الجزيئات البركانية، ^{[ 240 ]} وفي هذه الحالة يمكن تسميته بالقمر الأزرق .

لأن كلمتي "القمر الأحمر" و "القمر الأزرق" يمكن استخدامهما أيضًا للإشارة إلى أقمار كاملة محددة من السنة، فإنهما لا تشيران دائمًا إلى وجود ضوء القمر الأحمر أو الأزرق .

يتسبب كسوف الشمس في تغطية الشمس، مما يكشف عن الهالة البيضاء .

القمر، بلون محمر، أثناء خسوف القمر

لا تحدث ظاهرة الكسوف إلا عندما تكون الشمس والأرض والقمر على خط مستقيم (وهو ما يُعرف بـ" الاقتران "). يحدث كسوف الشمس عند المحاق ، عندما يكون القمر بين الشمس والأرض. في المقابل، يحدث خسوف القمر عند البدر، عندما تكون الأرض بين الشمس والقمر. يكون الحجم الظاهري للقمر مساويًا تقريبًا لحجم الشمس، حيث يُرى كلاهما بعرض يقارب نصف درجة. الشمس أكبر بكثير من القمر، ولكن بُعدها الشاسع هو ما يجعلها تبدو بنفس حجم القمر الأقرب والأصغر حجمًا من منظور الأرض. كما أن الاختلافات في الحجم الظاهري، نتيجةً للمدارات غير الدائرية، متقاربة أيضًا، على الرغم من حدوثها في دورات مختلفة. وهذا ما يجعل حدوث كل من الكسوف الكلي (حيث يبدو القمر أكبر من الشمس) والكسوف الحلقي (حيث يبدو القمر أصغر من الشمس) ممكنًا. ^{[ 241 ]} في الكسوف الكلي، يغطي القمر قرص الشمس بالكامل ويصبح الهالة الشمسية مرئية بالعين المجردة .

نظرًا لأن المسافة بين القمر والأرض تتزايد ببطء شديد مع مرور الوقت، ^{[ 206 ]} فإن القطر الزاوي للقمر يتناقص. ومع تطور الشمس لتصبح عملاقًا أحمر ، يتزايد حجمها وقطرها الظاهري في السماء ببطء. ^{[ 1 ]} ويعني اجتماع هذين التغيرين أنه قبل مئات الملايين من السنين، كان القمر يغطي الشمس تمامًا في حالات كسوف الشمس، ولم يكن من الممكن حدوث كسوف حلقي. وبالمثل، بعد مئات الملايين من السنين، لن يغطي القمر الشمس تمامًا، ولن تحدث حالات كسوف كلي للشمس. ^{[ 242 ]}

بما أن مدار القمر حول الأرض يميل بزاوية 5.145 درجة تقريبًا (5 درجات  و9 دقائق ) عن مدار الأرض حول الشمس ، فإن الخسوف لا يحدث في كل بدر أو هلال. ولكي يحدث الخسوف، يجب أن يكون القمر قريبًا من نقطة تقاطع مستويي مداريهما. ^{[ 243 ]} وتُحدد دورة وتكرار خسوف الشمس بواسطة القمر، وخسوف القمر بواسطة الأرض، بفترة الساروس ، التي تبلغ حوالي 18  عامًا. ^{[ 244 ]}

لأن القمر يحجب باستمرار رؤية مساحة دائرية من السماء بعرض نصف درجة، ^{[ م ] [ 245 ]} تحدث ظاهرة الاحتجاب عندما يمر نجم ساطع أو كوكب خلف القمر فيُحجب عن الأنظار. وبهذا المعنى، يُعد كسوف الشمس احتجابًا للشمس. ولأن القمر قريب نسبيًا من الأرض، فإن احتجاب النجوم الفردية لا يكون مرئيًا في كل مكان على سطح الكوكب، ولا في الوقت نفسه. وبسبب ترنح مدار القمر، تُحجب نجوم مختلفة كل عام. ^{[ 246 ]}

يعتقد البعض أن أقدم الرسومات الكهفية، التي يعود تاريخها إلى 40,000 عام قبل الميلاد ، والتي تصوّر ثيرانًا وأشكالًا هندسية، ^{[ 247 ]} أو عصي العد التي يتراوح عمرها بين 20,000 و30,000 عام، استُخدمت لمراقبة أطوار القمر، وتحديد الوقت باستخدام مراحل تزايد وتناقص القمر . ^{[ 248 ]} وقد حُدِّدت جوانب القمر وجُمِعت في آلهة قمرية منذ عصور ما قبل التاريخ ، ووُثِّقت لاحقًا ووُضِعت في رموز منذ أولى الكتابات في الألفية الرابعة قبل الميلاد . ومن أقدم الصور المكتشفة للقمر نقش صخري يعود إلى 3,000 قبل الميلاد، وهو Orthostat 47 في نوث ، أيرلندا. ^{[ 249 ] [ 250 ]} كما عُثر على هلال يصور القمر مع الإله القمري نانا/سين، ويعود تاريخه إلى الألفية الثالثة قبل الميلاد. ^{[ 251 ]}

أقدم عالمة فلك وشاعرة معروفة ، إنخيدوانا ، الكاهنة العليا الأكادية للإله القمري نانا/سين، والأميرة ابنة سرجون الكبير ( حوالي 2334 - حوالي 2279 قبل الميلاد)، كانت تراقب القمر في غرفها. ^{[ 252 ]} أقدم تصوير معروف ومحدد للقمر في علاقة فلكية مع معالم فلكية أخرى هو قرص سماء نيبرا من حوالي 1800-1600 قبل الميلاد ، والذي يصور معالم مثل الثريا بجوار القمر. ^{[ 253 ] [ 254 ]}

استنتج الفيلسوف اليوناني القديم أناكسغوراس ( توفي عام 428 قبل الميلاد ) أن الشمس والقمر كلاهما صخور كروية عملاقة، وأن القمر يعكس ضوء الشمس. ^{[ 258 ] [ 259 ] : 227} وفي أماكن أخرى خلال القرنين الخامس والرابع قبل الميلاد ، سجل علماء الفلك البابليون دورة ساروس التي تستغرق 18 عامًا من خسوف القمر ، ^{[ 260 ]} ووصف علماء الفلك الهنود استطالة القمر الشهرية. ^{[ 261 ]} وقدم عالم الفلك الصيني شي شين ( نشط في القرن الرابع قبل الميلاد) إرشادات للتنبؤ بخسوف الشمس وخسوف القمر. ^{[ 259 ] : 411}

في وصف أرسطو (384-322  ق.م.) للكون ، مثّل القمر الحد الفاصل بين أفلاك العناصر المتغيرة (الأرض والماء والهواء والنار) ونجوم الأثير الخالدة ، وهي فلسفة مؤثرة سادت لقرون. ^{[ 262 ]} صمم أرخميدس (287-212 ق.م.) قبة فلكية قادرة على حساب حركة القمر والأجرام الأخرى في النظام الشمسي. ^{[ 263 ]} في القرن الثاني قبل الميلاد ، اعتقد سلوقس السلوقي، عن صواب، أن المد والجزر ناتجان عن جاذبية القمر، وأن ارتفاعهما يعتمد على موقع القمر بالنسبة للشمس . [ ^{264 ] في} القرن نفسه، حسب أريستارخوس حجم القمر ومسافته عن الأرض، وحصل على قيمة تعادل حوالي عشرين ضعف نصف قطر الأرض .

اعتقد الصينيون في عهد أسرة هان أن القمر طاقة تُعادل طاقة تشي، ونظريتهم في "التأثير الإشعاعي" أقرت بأن ضوء القمر ليس إلا انعكاسًا للشمس. وقد لاحظ جينغ فانغ (78-37  قبل الميلاد) كروية القمر. ^{[ 259 ] : 413-414.} وقد حسّن بطليموس (90-168  ميلادي) بشكل كبير من حسابات أريستارخوس، حيث حسب متوسط ​​مسافة القمر بـ 59  ضعف نصف قطر الأرض، وقطره بـ 0.292 ضعف  قطر الأرض، وهي قيم قريبة من القيم الصحيحة التي تبلغ حوالي 60 و0.273 على التوالي. ^{[ 265 ]} في القرن الثاني الميلادي، كتب لوسيان رواية "قصة حقيقية" ، حيث يسافر الأبطال إلى القمر ويلتقون بسكانه. وفي عام 510 ميلادي، ذكر  الفلكي الهندي أريابهاتا في كتابه "أريابهاتيا" أن ضوء الشمس المنعكس هو سبب إشراق القمر. ^{[ 266 ] [ 267 ]} اكتشف الفلكي والفيزيائي ابن الهيثم (965-1039) أن ضوء الشمس لا ينعكس عن القمر كمرآة، بل ينبعث من كل جزء من سطح القمر المُضاء في جميع الاتجاهات. ^{[ 268 ]} ابتكر شين كو (1031-1095) من أسرة سونغ رمزيةً تُشبه مراحل القمر المتزايدة والمتناقصة بكرة فضية عاكسة، تبدو هلاليةً عند رشها بمسحوق أبيض والنظر إليها من الجانب. ^{[ 259 ] : 415-416} خلال العصور الوسطى ، قبل اختراع التلسكوب، كان يُنظر إلى القمر بشكل متزايد على أنه كروي، على الرغم من أن الكثيرين اعتقدوا أنه "أملس تمامًا". ^{[ 269 ]}

طُوّر التلسكوب ونُشرت عنه تقارير في عام 1608. أما أول سجل لعلم الفلك التلسكوبي ورسم خرائط تقريبية لخصائص القمر فيعود إلى أوائل صيف عام 1609 على يد توماس هاريوت ، إلا أنه لم ينشره. في الوقت نفسه، بدأ غاليليو غاليلي أيضًا باستخدام التلسكوبات لمراقبة السماء والقمر، وسجل في وقت لاحق من ذلك العام ملاحظات أكثر تفصيلًا واستنتاجات حاسمة، مثل أن سطح القمر ليس أملسًا، بل يحتوي على جبال وفوهات، وهو ما نشره في عام 1610 في كتابه الرائد الذي سرعان ما انتشر على نطاق واسع بعنوان " سيديريوس نونسيوس" .

في أواخر القرن السابع عشر، أثمرت جهود جيوفاني باتيستا ريتشيولي وفرانشيسكو ماريا غريمالدي عن نظام تسمية المعالم القمرية المستخدم اليوم. وقد شملت خريطة القمر الأكثر دقة (Mappa Selenographica) التي وضعها فيلهلم بير ويوهان هاينريش فون مادلر بين عامي 1834 و1836 ، وكتابهما المصاحب لها (Der Mond) الصادر عام 1837 ، أول دراسة دقيقة من الناحية المثلثية للمعالم القمرية، حيث تضمنت ارتفاعات أكثر من ألف جبل، وأدخلت دراسة القمر بدقة لم تكن ممكنة في الجغرافيا الأرضية. ^{[ 270 ]} أما فوهات القمر، التي لاحظها غاليليو لأول مرة، فقد كان يُعتقد أنها بركانية حتى اقترح ريتشارد بروكتور في سبعينيات القرن التاسع عشر أنها تشكلت نتيجة اصطدامات. ^{[ 76 ]} اكتسب هذا الرأي دعماً في عام 1892 من تجارب الجيولوجي غروف كارل جيلبرت ، ومن الدراسات المقارنة التي أجريت من عام 1920 إلى أربعينيات القرن العشرين، ^{[ 271 ]} مما أدى إلى تطوير علم طبقات القمر ، الذي أصبح بحلول خمسينيات القرن العشرين فرعاً جديداً ومتنامياً من علم الجيولوجيا الفلكية . ^{[ 76 ]}

بعد الحرب العالمية الثانية، طُوّرت أولى أنظمة الإطلاق ، وبحلول نهاية خمسينيات القرن العشرين، بلغت هذه الأنظمة قدراتٍ مكّنت الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة من إطلاق مركبات فضائية إلى الفضاء. وقد حفّزت الحرب الباردة تطوراً متقارباً لأنظمة الإطلاق بين الدولتين، مما أدى إلى ما يُعرف بسباق الفضاء ، ومرحلته اللاحقة سباق القمر، مُسرّعاً بذلك الجهود والاهتمام باستكشاف القمر .

بعد أول رحلة فضائية لسبوتنيك 1 عام 1957 خلال السنة الجيوفيزيائية الدولية، كانت مركبات برنامج لونا السوفيتي أول من حقق عددًا من الأهداف. فبعد ثلاث مهمات فاشلة لم يُكشف عن أسمائها عام 1958، ^{[ 272 ]} تمكن أول جسم من صنع الإنسان، لونا 1، من الإفلات من جاذبية الأرض ومرّ بالقرب من القمر في 4 يناير 1959. وفي وقت لاحق من ذلك العام، وصل أول جسم من صنع الإنسان ، لونا 2، إلى سطح القمر عن طريق اصطدام متعمد . وبحلول نهاية العام، وصل لونا 3، كأول جسم من صنع الإنسان، إلى الجانب البعيد من القمر الذي عادةً ما يكون محجوبًا ، والتقط أولى الصور له. وكانت لونا 9 أول مركبة فضائية تهبط بنجاح على سطح القمر، بينما كانت لونا 10 أول مركبة تدور حول القمر ، وكلاهما عام 1966. ^{[ 76 ]}

عقب التزام الرئيس جون إف. كينيدي عام 1961 بإنزال مأهول على سطح القمر قبل نهاية العقد، أطلقت الولايات المتحدة، بقيادة وكالة ناسا، سلسلة من المركبات الفضائية غير المأهولة لفهم سطح القمر تمهيدًا للبعثات المأهولة: برنامج رينجر التابع لمختبر الدفع النفاث ، وبرنامج لونار أوربيتر ، وبرنامج سيرفيور . وتطور برنامج أبولو المأهول بالتوازي؛ فبعد سلسلة من الاختبارات المأهولة وغير المأهولة لمركبة أبولو الفضائية في مدار الأرض، وبدافع من احتمال هبوط بشري سوفيتي على سطح القمر ، قامت أبولو 8 عام 1968 بأول مهمة مأهولة إلى مدار القمر (بعد أن دار أول إنسانين من الأرض، وهما سلحفتان، حول القمر قبل ثلاثة أشهر على متن المركبة السوفيتية زوند 5 ، ثم تلتها سلحفاتان على متن زوند 6 ).

كانت أول مرة يهبط فيها إنسان على سطح القمر، أو على أي جرم سماوي آخر، عندما وطأت قدم نيل أرمسترونغ ، قائد مهمة أبولو 11 الأمريكية ، سطح القمر في تمام الساعة 02:56  بالتوقيت العالمي المنسق في 21 يوليو 1969. ^{[ 273 ]} واعتُبرت هذه اللحظة ذروة سباق الفضاء ، ^{[ 274 ]} حيث شاهد ما يُقدّر بنحو 500  مليون شخص حول العالم البث المباشر عبر كاميرا أبولو التلفزيونية ، وهو أكبر جمهور تلفزيوني لبث مباشر في ذلك الوقت. ^{[ 275 ] [ 276 ]} وفي الوقت نفسه، كانت مهمة أخرى، وهي مهمة لونا 15 الروبوتية لإعادة عينات من القمر، تدور حول القمر، لتُصبح مع أبولو 11 أول مهمة فضائية تُنفذ في الوقت نفسه.

أزالت مهمات أبولو من 11 إلى 17 (باستثناء أبولو 13 التي ألغت هبوطها المخطط له على سطح القمر) 380.05 كيلوغرامًا (837.87 رطلًا) من صخور وتربة القمر في 2196 عينة منفصلة . ^{[ 277 ]} وتم تركيب حزم من الأجهزة العلمية على سطح القمر خلال جميع عمليات هبوط أبولو. كما تم تركيب محطات أجهزة طويلة الأمد ، تشمل مجسات تدفق الحرارة، وأجهزة قياس الزلازل ، وأجهزة قياس المغناطيسية ، في مواقع هبوط أبولو 12 و 14 و 15 و 16 و 17 . وتوقف الإرسال المباشر للبيانات إلى الأرض في أواخر عام 1977 لاعتبارات تتعلق بالميزانية، ^{[ 278 ] [ 279 ]} ولكن نظرًا لأن مصفوفات العاكسات الزاوية المكعبة الشكل المستخدمة في تحديد المدى بالليزر القمري هي أجهزة سلبية، فإنها لا تزال قيد الاستخدام. ^{[ 280 ]} كانت مهمة أبولو 17 في عام 1972 آخر مهمة مأهولة إلى مدار القمر أو سطحه، وآخر مهمة إلى جوار القمر حتى تحليق أرتميس 2 القمري في عام 2026. وكانت مهمة إكسبلورر 49 في عام 1973 آخر مسبار قمري أمريكي مخصص حتى عام 1994. 

استمر الاتحاد السوفيتي في إرسال مهمات آلية إلى القمر حتى عام 1976، حيث أطلق في عام 1970 مع مهمة لونا 17 أول مركبة جوالة يتم التحكم فيها عن بعد ، لونوخود 1، على سطح خارج كوكب الأرض، وجمع وأعاد 0.3  كجم من عينات الصخور والتربة من خلال ثلاث مهمات لإعادة العينات من لونا ( لونا 16 في عام 1970، ولونا 20 في عام 1972، ولونا 24 في عام 1976). ^{[ 282 ]}

بعد آخر مهمة سوفيتية إلى القمر عام 1976، لم تشهد عملية استكشاف القمر سوى القليل من الجهود لمدة أربعة عشر عامًا. وقد حوّل علم الفضاء تركيزه نحو استكشاف كواكب المجموعة الشمسية الداخلية (مثل برنامج فينيرا ) والخارجية (مثل بايونير 10 ، 1972) ، ولكن أيضًا نحو مدار الأرض ، حيث تم تطوير وتشغيل أقمار صناعية للاتصالات ، وأقمار صناعية لرصد الأرض (مثل برنامج لاندسات ، 1972)، وتلسكوبات فضائية ، وخاصة محطات فضائية (مثل برنامج ساليوت ، 1971).

كانت المفاوضات التي جرت في عام 1979 بشأن معاهدة القمر ، والتصديق عليها لاحقاً في عام 1984، النشاط الرئيسي الوحيد المتعلق بالقمر حتى عام 1990.

في عام 1990، وصلت مركبة هيتين - هاغورومو ، ^{[ 283 ]} وهي أول مهمة قمرية مخصصة منذ عام 1976، إلى مدار القمر. وقد أُرسلت من اليابان، لتصبح أول مهمة قمرية لا تتبع للاتحاد السوفيتي أو الولايات المتحدة.

في عام 1994، أطلقت الولايات المتحدة مهمةً لإرسال مركبة فضائية ( كليمنتين ) إلى القمر للمرة الأولى منذ عام 1973. وقد أسفرت هذه المهمة عن أول خريطة طبوغرافية شبه عالمية للقمر، وأولى الصور متعددة الأطياف العالمية لسطحه. ^{[ 284 ]} وفي عام 1998، تلتها مهمة "لونار بروسبكتور" ، التي أشارت أجهزتها إلى وجود فائض من الهيدروجين عند قطبي القمر، والذي يُرجّح أن يكون ناتجًا عن وجود جليد مائي في الأمتار القليلة العليا من التربة القمرية داخل الفوهات المظللة بشكل دائم. ^{[ 285 ]}

شهدت السنوات اللاحقة سلسلة من أولى البعثات إلى القمر من قبل مجموعة جديدة من الدول التي تستكشف القمر بنشاط. فبين عامي 2004 و2006، دارت أول مركبة فضائية تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ( SMART-1 ) حول القمر، مسجلةً أول مسح تفصيلي للعناصر الكيميائية على سطحه. ^{[ 286 ]} ووصل البرنامج الصيني لاستكشاف القمر إلى القمر لأول مرة بواسطة المركبة المدارية Chang'e 1 (2007-2009)، ^{[ 287 ]} وحصل على خريطة صور كاملة للقمر. وفي عام 2008، وصلت الهند إلى القمر ودارت حوله واصطدمت به لأول مرة بواسطة مركبتيها Chandrayaan-1 و Moon Impact Probe ، لتصبح بذلك الدولة الخامسة والسادسة التي تحقق هذا الإنجاز، حيث أنشأت خريطة كيميائية ومعدنية وجيولوجية ضوئية عالية الدقة لسطح القمر، وأكدت وجود جزيئات الماء في تربته . ^{[ 288 ]}

أطلقت الولايات المتحدة المركبة المدارية للاستطلاع القمري (LRO) والمركبة الصادمة LCROSS في 18 يونيو 2009. أكملت LCROSS مهمتها من خلال إحداث اصطدام مخطط له ومراقب على نطاق واسع في فوهة كابيوس في 9 أكتوبر 2009، ^{[ 289 ]} بينما لا تزال LRO تعمل حاليًا، حيث تحصل على قياسات دقيقة لارتفاع القمر وصور عالية الدقة.

واصلت الصين برنامجها القمري في عام 2010 بإرسال مركبة تشانغ إي 2 ، التي رسمت خريطة لسطح القمر بدقة عالية على مدى ثمانية أشهر، وفي عام 2013 بإرسال تشانغ إي 3 ، وهي مركبة هبوط قمرية مزودة بمركبة جوالة قمرية تُدعى يوتو ( بالصينية :玉兔، وتعني حرفيًا " الأرنب اليشم " ). وكانت هذه أول مهمة لمركبة جوالة قمرية منذ مهمة لونوخود 2 في عام 1973، وأول هبوط سلس على سطح القمر منذ مهمة لونا 24 في عام 1976، مما جعل الصين ثالث دولة تحقق هذا الإنجاز.

في عام 2014، حلّق أول مسبار مموّل من القطاع الخاص، وهو مهمة مانفريد التذكارية لاستكشاف القمر ، بالقرب من سطح القمر. وفي أوائل عام 2019 ، حققت مهمة أخرى لمركبة جوالة صينية، وهي تشانغ إي 4 ، أول هبوط على الجانب البعيد من القمر. ^{[ 290 ]} وفي عام 2019 أيضًا، أرسلت الهند بنجاح مسبارها الثاني، تشاندرايان-2 ، إلى القمر. وفي عام 2020، نفّذت الصين أول مهمة آلية لإعادة عينات من القمر ( تشانغ إي 5 )، حيث أعادت 1731 غرامًا من المواد القمرية إلى الأرض. ^{[ 291 ]}

بدأت الولايات المتحدة الأمريكية بوضع خطط لإعادة رواد الفضاء إلى القمر عام ٢٠٠٤، ^{[ ٢٩٢ ]} ومع توقيع اتفاقيات أرتميس بقيادة الولايات المتحدة عام ٢٠٢٠، يهدف برنامج أرتميس إلى إعادة البشر إلى القمر في العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين. ^{[ ٢٩٣ ]} وقد انضمت إلى هذه الاتفاقيات أعداد متزايدة من الدول. وقد أدى إطلاق اتفاقيات أرتميس إلى تجدد النقاش حول الإطار الدولي والتعاون في الأنشطة القمرية، استنادًا إلى معاهدة القمر ومفهوم قرية القمر الذي تقوده وكالة الفضاء الأوروبية . ^{[ ٢٩٤ ] [ ٢٩٥ ] [ ٢٩٦ ]}

في عام 2022، أطلقت كوريا الجنوبية بنجاح مسبار دانوري ، أول مسبار قمري لها، من الولايات المتحدة. وفي عامي 2023 و2024، أصبحت الهند واليابان رابع وخامس دولة تهبط مركبة فضائية على سطح القمر بنجاح، بعد الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة في ستينيات القرن الماضي، والصين في عام 2013. ^{[ 297 ]} والجدير بالذكر أن المركبة الفضائية اليابانية، " سمارت لاندر فور إنفستيجيتينج مون" ، نجت من ثلاث ليالٍ قمرية. ^{[ 298 ]} وفي فبراير 2024، أصبحت المركبة "آي إم-1" أول مركبة هبوط تجارية الصنع تهبط على سطح القمر. ^{[ 299 ]}

أطلقت الصين مركبة تشانغ إي 6 في مايو 2024، والتي قامت بأول عملية إعادة عينات من الجانب البعيد للقمر . ^{[ 300 ]} كما حملت المركبة مركبة جوالة صينية لإجراء مسح طيفي بالأشعة تحت الحمراء لسطح القمر. ^{[ 301 ]} أرسلت باكستان مركبة مدارية قمرية تُدعى آي كيوب-كيو مع تشانغ إي 6. ^{[ 302 ]} أُطلقت مركبات نوفا-سي 2 ، وآي سبيس لاندر ، وبلو غوست إلى القمر في عام 2024.

انطلقت مهمة أرتميس 2 المأهولة التابعة لناسا للتحليق حول القمر في أبريل 2026. وكانت أول مهمة مأهولة تدور حول القمر منذ عصر أبولو. وأصبحت كريستينا كوتش أول امرأة، وفيكتور غلوفر أول شخص من ذوي البشرة الملونة، والكندي جيريمي هانسن أول شخص غير أمريكي، ^{[ 303 ]} والقائد ريد وايزمان أكبر شخص سناً، يغادرون مدار الأرض المنخفض ويحلقون حول القمر.

يهدف كل من البرنامجين القمريين الأمريكي والصيني إلى إنشاء قاعدة قمرية في ثلاثينيات القرن الحالي مع شركائهم الدوليين، لتكون أول عمليات هبوط مأهولة على سطح القمر منذ أبولو 17 في عام 1972. ^{[ 304 ]}

بعد رحلة الاختبار أرتميس 3 في مدار أرضي منخفض، والمقرر إجراؤها عام 2027، تخطط ناسا لإعادة البشر إلى سطح القمر عام 2028، بهبوط رائدَي فضاء من مهمة أرتميس 4 على القطب الجنوبي للقمر. ^{[ 304 ]} وبينما كانت مهمات أبولو استكشافية بطبيعتها، يهدف برنامج أرتميس إلى إقامة وجود أكثر استدامة. ولتحقيق هذه الغاية، تتعاون الولايات المتحدة مع القطاع الخاص في مجال الاتصالات القمرية، وإيصال الحمولات، واستخدام الموارد في الموقع، من خلال برامج مثل خدمات الحمولات القمرية التجارية التابعة لناسا ، وبرامج داربا القمرية . ^{[ 305 ] [ 306 ] [ 307 ]}

تواصل الصين برنامجها الطموح "تشانغ إي" ، بعد أن أعلنت عن مهمات مشتركة مع برنامج "لونا-غلوب" الروسي المتعثر . ^{[ 308 ] [ 309 ]} ومن المقرر إطلاق مهمتين لاستكشاف القمر، "تشانغ إي 7" في عام 2026 و "تشانغ إي 8" في عام 2028، قبل هبوط مأهول في عام 2029 أو 2030. ^{[ 310 ] [ 311 ]}

على الرغم من أن القمر يُصنَّف ضمن أدنى فئات أهداف الحماية الكوكبية ، فقد نوقش تدهوره كجسم نقي وموقع علمي. ^{[ 315 ]} إذا أُجريت دراسات فلكية من القمر ، فيجب أن يكون خاليًا من أي تلوث مادي أو إشعاعي . ورغم أن القمر لا يملك غلافًا جويًا يُذكر، فإن حركة المركبات الفضائية والاصطدامات عليه تُسبب سحبًا من الغبار يمكن أن تنتشر لمسافات بعيدة، وربما تُلوث حالته الأصلية ومحتواه العلمي الخاص. ^{[ 316 ]} وتؤكد الباحثة أليس جورمان أنه على الرغم من أن القمر غير صالح للحياة، فإن وصفه بأنه ميت يُنكر ديناميكيته، التي تتطلب نشاطًا بشريًا مستدامًا يُراعي بيئة القمر كعنصر أساسي. ^{[ 317 ]}

تمت مناقشة ما يسمى بـ " قضية الدببة المائية " لمركبة الهبوط بيريشيت التي تحطمت عام 2019 وحملها للدببة المائية كمثال على الافتقار إلى التدابير والتنظيم الدولي لحماية الكواكب . ^{[ 318 ]}

مع تزايد عدد البعثات الفضائية إلى القمر، يُنظر إلى الحطام الفضائي المحيط بالأرض على أنه تحدٍّ مستقبلي، لا سيما أنه يشكل خطرًا على هذه البعثات. ^{[ 319 ] [ 320 ]} ولذلك، أُثيرت مسألة إدارة النفايات القمرية كقضية يتعين على البعثات القمرية المستقبلية، وخاصة تلك التي تُجرى على سطح القمر، معالجتها. ^{[ 321 ] [ 322 ]}

نُقلت رفات بشرية إلى القمر، بما في ذلك بواسطة شركات خاصة مثل سيليستيس وإليزيوم سبيس . ولأن القمر يُعتبر مقدساً أو ذا أهمية بالغة لدى العديد من الثقافات، فقد لاقت ممارسة الدفن في الفضاء انتقادات من قادة الشعوب الأصلية . فعلى سبيل المثال، انتقد رئيس أمة نافاجو آنذاك ، ألبرت هيل، وكالة ناسا لإرسالها رماد العالم يوجين شوميكر إلى القمر عام ١٩٩٨. ^{[ ٣٢٣ ] [ ٣٢٤ ]}

إلى جانب بقايا النشاط البشري على سطح القمر، كانت هناك بعض المنشآت الدائمة المقصودة مثل العمل الفني لمتحف القمر ، ورسائل النوايا الحسنة لأبولو 11 ، وست لوحات قمرية ، ونصب تذكاري لرواد الفضاء الذين سقطوا ، وغيرها من القطع الأثرية. ^{[ 314 ]}

استُخدم القمر كموقعٍ للرصد الفلكي ورصد الأرض . تظهر الأرض في سماء القمر بحجمٍ ظاهري يتراوح بين 1°  48 ′ و2°، ^{[ 325 ]} أي ما يعادل ثلاثة إلى أربعة أضعاف حجم القمر أو الشمس في سماء الأرض، أو ما يُقارب عرض إصبعين صغيرين على بُعد ذراع. بدأت عمليات الرصد من القمر في وقتٍ مُبكرٍ من عام 1966 مع أولى صور الأرض من القمر، والتي التقطها المسبار القمري المداري 1. ومن بين الصور ذات الأهمية الثقافية الخاصة صورة "شروق الأرض " التي التقطها بيل أندرس من مهمة أبولو 8 عام 1968. في أبريل 1972، قامت مهمة أبولو 16 بتركيب أول تلسكوب مُخصص، ^{[ 326 ] [ 327 ]} وهو كاميرا/مطياف الأشعة فوق البنفسجية البعيدة ، لتسجيل صورٍ وأطيافٍ فلكيةٍ مُتنوعة. ^{[ 328 ]}

يُعرف القمر بأنه موقع ممتاز للتلسكوبات. ^{[ 329 ]} فهو قريب نسبيًا؛ وبعض الفوهات القريبة من القطبين مظلمة وباردة بشكل دائم، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص لتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء ؛ كما أن التلسكوبات الراديوية على الجانب البعيد ستكون محمية من التشويش الراديوي للأرض. ^{[ 330 ]} وعلى الرغم من أن تربة القمر تُشكل مشكلة لأي أجزاء متحركة في التلسكوبات ، إلا أنه يمكن خلطها بأنابيب الكربون النانوية والإيبوكسيات واستخدامها في بناء مرايا يصل قطرها إلى 50 مترًا. ^{[ 331 ]} ويمكن صنع تلسكوب سمتي قمري بتكلفة زهيدة باستخدام سائل أيوني . ^{[ 332 ]}

مع ازدياد النشاط البشري على سطح القمر، ستزداد حركة الغبار القمري في الغلاف الجوي، مما يقلل من الظروف المواتية لعلم الفلك من السطح، وذلك تبعاً للتدابير المتخذة للحد من انتشار الغبار القمري. ^{[ 333 ]}

عاش البشر على سطح القمر في مجموعات ثنائية ولمدة تصل إلى ثلاثة أيام. ^{[ 334 ]} إجمالاً، أقام اثنا عشر شخصًا على سطح القمر خلال ست زيارات. ^{[ 335 ]} سكنوا جميعًا في نوع واحد من المساكن السطحية ، وهي وحدة أبولو القمرية . ^{[ 336 ]} خلال هذه الإقامات، أمضى بعض الأشخاص ما يصل إلى يوم كامل يتجولون على سطح القمر. ^{[ 334 ]}

تنشأ التحديات أثناء التجول على سطح القمر من التصاق الغبار القمري بالبدلات والأدوات، والذي ينتقل إلى داخل المساكن. وقد شعر رواد الفضاء بطعم ورائحة هذا الغبار، الذي يشبه رائحة البارود، والذي أُطلق عليه اسم "رائحة أبولو". ^{[ 337 ]} ويمكن أن يُسبب هذا الغبار القمري الناعم مشاكل صحية . ^{[ 337 ]}

في عام 2019، نبتت بذرة نباتية واحدة على الأقل في تجربة أجريت على متن مركبة الهبوط تشانغ إي 4. وقد حملت من الأرض مع كائنات حية صغيرة أخرى في نظامها البيئي المصغر على سطح القمر . ^{[ 338 ]}

على الرغم من أن مركبات الهبوط على القمر (لونا ) نثرت أعلام الاتحاد السوفيتي على سطحه، وأن رواد فضاء أبولو غرسوا أعلام الولايات المتحدة رمزياً في مواقع هبوطها ، إلا أنه لا توجد دولة تدّعي ملكية أي جزء من سطح القمر. ^{[ 339 ]} وبالمثل، لا تُعتبر أي ملكية خاصة لأجزاء من القمر، أو للقمر ككل ، ذات مصداقية. ^{[ 340 ] [ 341 ] [ 342 ]}

تُعرّف معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967 القمر والفضاء الخارجي برمته بأنهما " ملكية للبشرية جمعاء ". ^{[ 339 ]} وتُقيّد استخدام القمر للأغراض السلمية، وتحظر صراحةً المنشآت العسكرية وأسلحة الدمار الشامل . ^{[ 343 ]} أغلبية الدول أطراف في هذه المعاهدة. ^{[ 344 ]} أُنشئت اتفاقية القمر لعام 1979 لتوضيح وتقييد استغلال موارد القمر من قِبل أي دولة بمفردها، تاركةً الأمر لنظام تنظيمي دولي لم يُحدد بعد. ^{[ 345 ]} اعتبارًا من يناير 2020، وقّعت عليها وصدّقت عليها 18 دولة، ^{[ 346 ]} لا تمتلك أي منها قدرات رحلات فضائية مأهولة .

منذ عام 2020، انضمت دول إلى الولايات المتحدة في اتفاقياتها الخاصة ببرنامج أرتميس ، والتي تُشكك في المعاهدة. كما أكدت الولايات المتحدة، في أمر تنفيذي رئاسي بعنوان "تشجيع الدعم الدولي لاستعادة واستخدام موارد الفضاء"، أن "الولايات المتحدة لا تنظر إلى الفضاء الخارجي على أنه 'مشاع عالمي ' " ، ووصفت اتفاقية القمر بأنها "محاولة فاشلة لتقييد حرية التجارة". ^{[ 347 ] [ 348 ]}

مع توقيع أستراليا وتصديقها على كلٍ من معاهدة القمر عام 1986 واتفاقيات أرتميس عام 2020، دار نقاش حول إمكانية مواءمتهما. ^{[ 295 ]} وفي هذا السياق، دُعي إلى إبرام اتفاقية تنفيذية لمعاهدة القمر، كوسيلة لتعويض أوجه القصور فيها ومواءمتها مع القوانين والاتفاقيات الأخرى، مثل اتفاقيات أرتميس، مما يسمح بقبولها على نطاق أوسع. ^{[ 294 ] [ 296 ]}

في ظل هذا الاهتمام التجاري والوطني المتزايد، ولا سيما فيما يتعلق بمناطق التنقيب، قدم المشرعون الأمريكيون في أواخر عام 2020 لوائح محددة لحماية مواقع الهبوط التاريخية ^{[ 349 ]} ، كما دعت جماعات المصالح إلى جعل هذه المواقع مواقع تراث عالمي ^{[ 350 ]} ومناطق ذات قيمة علمية محمية، وكل ذلك يساهم في التوافر القانوني والسيادة على القمر. ^{[ 318 ]}

في عام 2021، تم وضع إعلان حقوق القمر ^{[ 351 ]} من قبل مجموعة من "المحامين وعلماء الآثار الفضائية والمواطنين المهتمين"، بالاستناد إلى سوابق في حركة حقوق الطبيعة ومفهوم الشخصية القانونية للكيانات غير البشرية في الفضاء. ^{[ 352 ] [ 353 ]}

منذ عصور ما قبل التاريخ، لاحظ الناس أطوار القمر ودورته المتزايدة والمتناقصة ، واستخدموها لتسجيل الوقت. ويعتقد البعض أن العصي المُعَدَّة ، وهي عظام مُشَرَّحة يعود تاريخها إلى ما بين 20 و30 ألف عام، كانت تُستخدم لتحديد أطوار القمر. ^{[ 248 ] [ 355 ] [ 356 ]} وقد أدى عدّ الأيام بين أطوار القمر في نهاية المطاف إلى ظهور فترات زمنية عامة لدورات القمر تُقاس بالأشهر ، وربما لأطواره تُقاس بالأسابيع . ^{[ 357 ]}

تحمل كلمات الشهر في العديد من اللغات المختلفة هذه العلاقة بين فترة الشهر والقمر من الناحية الاشتقاقية. فكلمة " month " الإنجليزية، وكذلك كلمة "moon" ، ومشتقاتها في لغات هندية أوروبية أخرى (مثل اللاتينية mensis واليونانية القديمة μείς ( meis ) أو μήν (mēn)، والتي تعني "شهر") ^{[ 358 ] [ 359 ] [ 360 ] [ 361 ]} ، مشتقة من الجذر الهندو-أوروبي البدائي (PIE) لكلمة " moon" ، وهو * _méh1nōt ، المشتق من الجذر الفعلي الهندو _- أوروبي البدائي * meh1- ، بمعنى "يقيس"، "مشيرًا إلى مفهوم وظيفي للقمر، أي علامة الشهر" ( انظر الكلمتين الإنجليزيتين measure و minal ). ^{[ 362 ] [ 363 ] [ 364 ]} لإعطاء مثال آخر من عائلة لغوية مختلفة ، تستخدم اللغة الصينية نفس الكلمة (月) للقمر كما تستخدمها للشهر ، والتي يمكن العثور عليها أيضًا في رموز كلمة الأسبوع (星期).

أدى هذا التوقيت القمري إلى ظهور التقاويم القمرية الشمسية التي سادت تاريخياً، وإن كانت متنوعة. ويُعد التقويم الإسلامي في القرن السابع مثالاً على التقويم القمري البحت ، حيث تُحدد الأشهر تقليدياً برؤية الهلال، أو أول هلال القمر، فوق الأفق. ^{[ 365 ]}

لقد حظيت مناسبة اكتمال القمر بأهمية خاصة ، حيث تم تسليط الضوء عليها والاحتفال بها في العديد من التقاويم والثقافات، ومن الأمثلة على ذلك عيد فيساك البوذي. يُطلق على اكتمال القمر في وقت الاعتدال الخريفي الجنوبي أو الشمالي غالبًا اسم قمر الحصاد ، ويُحتفل به باحتفالات مثل مهرجان قمر الحصاد في التقويم القمري الصيني ، وهو ثاني أهم احتفالاته بعد رأس السنة القمرية الصينية . ^{[ 366 ]}

علاوة على ذلك، يمكن العثور على ارتباط الوقت بالقمر في الدين، مثل الإله الزمني والقمري المصري القديم خونسو .

الجوانب القمرية المتكررة للآلهة القمرية

هلال نانا /سين ، حوالي 2100 قبل الميلاد

غطاء رأس هلالي، وعربة ، وتجسيد القمر ، القرن الثاني - الخامس

أرنب القمر لإلهة القمر عند المايا ، القرن السادس - التاسع

لم يقتصر الأمر على مراقبة البشر للقمر منذ عصور ما قبل التاريخ ، بل طوروا أيضًا تصورات معقدة عنه. على مر الزمن، تم وصف القمر وربطه بالعديد من الصفات المختلفة، بدءًا من كونه روحًا أو إلهًا ، ووصولًا إلى كونه جانبًا من جوانبه أو جانبًا في علم التنجيم ، ليصبح جزءًا مهمًا من العديد من النظريات الكونية .

لقد وُثِّق هذا التاريخ العريق لرؤية البشر للقمر بدءًا من رسومات تعود إلى 40,000 عام قبل الميلاد ، وفي شكل مكتوب منذ الألفية الرابعة قبل الميلاد في أقدم حالات الكتابة . وقد رصدت إنخيدوانا ، أقدم عالمة فلك وشاعرة معروفة ، وهي كاهنة أكادية للإله القمري نانا/سين وابنة سرجون الكبير ( حوالي 2334 - حوالي 2279 قبل الميلاد)، القمر وكتبت قصائد عن قمرها الإلهي. ^{[ 252 ]}

يظهر القمر بشكل بارز في لوحة فنسنت فان جوخ " ليلة النجوم " التي رسمها عام 1889. ^{[ 377 ]}

صورة أيقونية للرجل في القمر من أول فيلم خيال علمي تدور أحداثه في الفضاء، وهو فيلم رحلة إلى القمر (1902، جورج ميلييس )، مستوحى من تاريخ الأدب حول الذهاب إلى القمر.

لقد تأثرت نظرتنا إلى القمر في العصر الحديث بعلم الفلك الحديث المدعوم بالتلسكوبات . وقد ألهمت هذه الرؤى الجديدة إشارات ثقافية، ربطت بين التأملات الرومانسية حول القمر ^{[ 378 ]} والخيال العلمي، مثل قصص الخيال العلمي التي تتناول القمر. ^{[ 377 ] [ 379 ]}

أدت رحلات الفضاء اللاحقة إلى ظهور عصر الفضاء ، الذي أنتج، وخاصة مع أولى عمليات الهبوط على سطح القمر، إنجازات تاريخية ومراجع للمجتمع العالمي ، تمثلت من خلال صور للأرض من مسافة بعيدة ، ولخصت في شعور بالرهبة والوعي يسمى تأثير النظرة الشاملة ، وهو ما يعادل فرحة الوصول إلى القمر.

فيديو للخطوة الأولى على سطح القمر، قام بها نيل أرمسترونج وعلق عليها قائلاً: "هذه خطوة صغيرة لرجل، قفزة عملاقة للبشرية"، والتي تم بثها مباشرة على الصعيد الدولي (1969، أبولو 11 ).

صورة باز ألدرين (أبولو 11) التي تم إعادة إنتاجها على نطاق واسع، مع انعكاس نيل أرمسترونغ والأرض في قناعه. ^{[ 380 ]}

وقد رافق ذلك تأملٌ عام ونقدي في علاقة البشرية الثقافية والقانونية بالجرم السماوي ، لا سيما باعتباره هدفًا للإمبريالية ، كما في سباق الفضاء ، وهدفًا للاستعمار من خلال استغلال موارد القمر تجاريًا . ^{[ 318 ]} وقد اشتهرت قصيدة " وايتي على القمر " التي نُشرت عام 1970 بتعبيرها عن هذه التأملات النقدية. ^{[ 381 ]} كما استحضرت تأملات أخرى طبيعة القمر، ^{[ 351 ]} مُثيرةً قضايا مثل الحفاظ على القمر واستدامته ، ^{[ 320 ]} وفهم القمر كمورد مشترك . ^{[ 382 ] [ 345 ] [ 353 ]}

في عام 2021 أصبح يوم 20 يوليو هو اليوم العالمي للقمر ، وهو تاريخ أول هبوط مأهول على سطح القمر . ^{[ 383 ]}

يُفترض أن يكون التأثير القمري عبارة عن ارتباط بين مراحل محددة من الدورة القمرية التي تستغرق حوالي 29.5 يومًا، والتغيرات السلوكية والفسيولوجية لدى البشر على الأرض. وللدورات القمرية تأثيرات كبيرة على الثقافة البشرية، ولكن لا يوجد دليل قاطع يربط هذه الدورات بالبيولوجيا البشرية. ^{[ 384 ]}

لطالما ارتبط القمر بالجنون واللاعقلانية؛ فكلمتا "الجنون" و "المجنون" مشتقتان من الاسم اللاتيني للقمر، لونا . جادل الفيلسوفان أرسطو وبلينيوس الأكبر بأن اكتمال القمر يُسبب الجنون لدى الأفراد المُعرّضين له، معتقدين أن الدماغ، الذي يتكون معظمه من الماء، يتأثر بالقمر وقدرته على المد والجزر، لكن جاذبية القمر ضئيلة جدًا بحيث لا تؤثر على أي شخص بمفرده. ^{[ 385 ]} في المجتمع الحديث، زُعم أن التأثيرات القمرية مسؤولة عن زيادة مزعومة في حالات دخول المستشفيات النفسية، وحوادث المرور، وجرائم القتل أو الانتحار أثناء اكتمال القمر، ^{[ 385 ]} لكن هذه الادعاءات دُحضت بما لا يقل عن 37 دراسة. ^{[ 386 ]}