De Maan

Hoewel zijn massa slechts 1,2 procent is van die van de aarde, is de maan de op vier na grootste natuurlijke satelliet van het zonnestelsel. Rond volle maan is hij na de zon het helderste object aan de hemel en zijn zwaartekracht oefent grote invloed uit op de aarde. De maan is echter te klein om een atmosfeer van enige omvang vast te houden en zijn geologische activiteit behoort allang tot het verleden. Hoewel er al twaalf mensen op de maan zijn geweest en er meer dan 380 kilo maangesteente is verzameld, weten we nog steeds niet precies hoe de maan is ontstaan.

Baan

De maan loopt in een elliptische baan om de aarde, waardoor hun onderlinge afstand varieert. In het meest nabije punt van zijn baan (perigeum) staat de maan tien procent dichter bij dan in het verste punt (apogeum). Eén aswenteling van de maan duurt 27,32 dagen, wat gelijk is aan zijn omlooptijd om de aarde. Door deze synchrome rotatie keert de maan steeds dezelfde kant naar de aarde toe, hoewel door variaties in de baansnelheid aan de randen een klein deel van zijn “achterkant” zichtbaar kan zijn (libratie). Doordat de aarde ondertussen om de zon draait, neemt de maan ten opzichte van de zon pas na 29,53 aardse dagen weer dezelfde positie aan de hemel in en begint zijn cyclus van schijngestalten opnieuw. Deze periode is tevens de lengte van een maandag.

Bouw

De maankorst bestaat uit calciumrijk, granietachtig gesteente. Hij is aan de voorkant ongeveer 48 kilometer dik, aan de achterkant ongeveer 74 kilometer. Door het aanhoudende meteorietenbombardement is de maankorst ernstig gescheurd. Deze scheurvorming bereikt een diepte van 25 kilometer; daaronder is de korst vast. De mantel van de maan bevat veel silicaten en maar weinig metalen zoals ijzer. Het buitenste deel van de mantel is vast, star en stabiel. Door radioactief verval van bepaalde bestanddelen van het gesteente neemt de temperatuur toe met de diepte. Het binnenste deel van de mantel ligt ongeveer duizend kilometer onder de korst, waar het gesteente geleidelijk vloeibaar wordt. De gemiddelde dichtheid van de maan geeft aan dat hij een kleine ijzerkern kan hebben. De Apollo heeft de voortplantingssnelheid van schokgolven door de maan gemeten, maar de resultaten gaven geen uitsluitsel. Er is verder seismisch onderzoek nodig om na te gaan of er inderdaad een metaalkern is.

Atmosfeer

De maan heeft een zeer dunne, ijle atmosfeer met een totale massa van ongeveer 10.000 kilogram. Dit is evenveel gas als er bij de landing van een Apollo-ruimtevaartuig  vrijkomt. De oppervlaktetemperatuur varieert in de loop van een maandag met ongeveer 270 °C en de hoeveelheid gas aan het oppervlak is tijdens de koude maannachten twintig keer zo groot als overdag. De zwaartekracht van de maan bedraagt eenzesde van die van de aarde en de maanatmosfeer vervliegt voortdurend. Dit verlies wordt steeds aangevuld door de zonnewind.

Historie van de maan

Niemand weet precies hoe de maan is ontstaan, maar de meeste astronomen gaan uit van de theorie dat het proces in gang werd gezet doordat er ongeveer 4,5 miljard jaar geleden een grote planetoïde op de jonge aarde insloeg. Tijdens de eerste 750 miljoen jaar van zijn leven onderging de maan een zwaar meteorietenbombardement, dat de korst scheurde en kraters vormde. Ongeveer 3,5 miljard jaar geleden nam dit bombardement af en volgde er een periode van sterke vulkanische activiteit. Lava van honderd kilometer onder het oppervlak welde op door scheuren in de korst en vulde grote, laag-gelegen kraters. De lava stolde en vormde de donkere, vlakke basaltgebieden die maria of maanzeeën genoemd worden. De vulkanische activiteit stopt ongeveer 3,2 miljard  jaar geleden, en sindsdien is het op de maan relatief rustig. Veel structuren die in de begindagen van de maan zijn gevormd, werden door latere inslagen vernietigd. Een van de meest recente grote kraters is Copernicus, die ongeveer 900 miljoen jaar geleden gevormd werd.

Maaninvloeden

Hoewel de maan veel kleiner is dan de aarde, heeft zijn zwaartekracht toch invloed. De aantrekkingskracht van de maan wordt het sterkst gevoeld aan de kant van de aarde die naar de maan toe wijst. Hoewel elke massa weerstand biedt aan krachten die erop worden uitgeoefend (inertie), wint de zwaartekrachtsaantrekking van de maan het en wordt er een berg water richting maan getrokken. Aan de andere kant van de aarde is de inertie sterker dan de zwaartekrachtsaantrekking, zodat ook daar een waterberg ontstaat. Door de draaiing van de aarde verplaatsen deze bergen zich over het aardoppervlak, zodat de getijden ontstaan. De momenten van eb en vloed veranderen al naar gelang de positie van de maan en de hemel. De hoogte van de getijden verandert met de maancyclus, maar is ook afhankelijk van de lokale omstandigheden. In ondiepe baaien kan het getijdenverschil enorm zijn.


Oppervlak

Het oppervlak van de maan is verpulverd door meteorieten en bedekt met een grove, metersdikke poreuze puindeken (regoliet). De brokstukken variëren in grootte van stofjes tot rotsblokken van tientallen meters. De grootte ervan neemt toe met de diepte. Doordat er op de maan geen wind en regen is, verplaatst het materiaal zich nauwelijks en kan de samenstelling ervan van plaats tot plaats aanzienlijk verschillen. De dikte varieert eveneens – bij de jonge maria bedraagt hij ongeveer 5 meter; in de oude hooglanden is dat tien meter. Inslagen van micrometeorieten eroderen het gesteente voortdurend en het wordt ook beschadigd door kosmische straling en zonnewind. De bovenste bodemlaag is verzadigd met waterstofionen uit de zonnewind.