張曉辰知道人類在地球的衛星月球上也建有臨時基地——月宮，而月球可能形成於約45億年前，在地球形成後不久，有關它的起源有幾種假說，得到更多事實證據支援的說法是它形成於地球與火星般大小的天體“忒伊亞”之間一次巨大撞擊所產生的碎片，在地球外圍聚集而形成的“大碰撞起源說”。
月球正面大量分佈著由暗色的火山噴出的玄武岩熔岩流充填的巨大撞擊坑，形成了廣闊的平原，稱為“月海”，實際上“月海”中一滴水也沒有。月海的外圍和月海之間夾雜著明亮的、古老的斜長巖高地和顯目的撞擊坑。
它是天空中除太陽之外最亮的天體，儘管它呈現非常明亮的白色，但其表面實際很暗，反射率僅略高於舊瀝青。由於月球在天空中非常顯眼，再加上規律性的月相變化，自古以來就對人類文化如神話傳說、宗教信仰、哲學思想、曆法編制、文學藝術和風俗傳統等產生重大影響。
月球的自轉與公轉的週期相等稱為潮汐鎖定），因此月球始終以同一面朝向著地球。地球海洋潮汐的產生主要是由於月球引力的作用。
由於地球海洋的潮汐作用力與地球自轉的方向相反，地球的自轉總是受到一個極其微弱的作用力在給地球自轉“剎車”，長期積累下來，有充分的證據表明，地球的自轉週期越來越慢，一天的時間極其緩慢地增長，大約幾年增加1秒；由於地球的反作用力，使月球緩慢地距離地球越來越遠，每一年遠離地球大約3.8厘米。月球與太陽的大小比率與距離的比率相近，使得它的視大小與太陽幾乎相同，在日食時月球可以完全遮蔽太陽而形成日全食。
月球是第一個人類曾經登陸過的地外天體。1958年美國和前蘇聯發射的月球探測器都宣告失敗。1959年前蘇聯和美國分別成功發射了“月球號”和“先驅者號”月球探測器。1969年美國的阿波羅11號實現了人類首次載人登月，相繼阿波羅12、14、15、16和17號實現載人登月，一共有12名美國宇航員登上月球開展科學考察、採集月球樣品和埋設長期探測月球的科學儀器，共帶回地球381.7千克月球樣品，大大增長了人類對月球起源、演化的認識。迄今為止人類只有這12名美國宇航員登上了地球以外的天體。
月球以橢圓軌道繞地球運轉。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合於天赤道，也不平行於黃道面，而且空間位置不斷變化。週期27.32日。月球軌道白道）對地球軌道黃道）的平均傾角為5°09′。但是已知月球平均每年以3.8的速度逐漸與地球離去。
月球在繞地球公轉的同時進行自轉，週期27.日，正好是一個恆星月，所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱“同步自轉”，或“潮汐鎖定”，幾乎是太陽系衛星世界的普遍規律。一般認為是衛星對行星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象，它使得我們得以看到59的月面。主要有以下原因：
在橢圓軌道的不同部分，自轉速度與公轉角速度不匹配。
月球每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。相對於背景星空，月球圍繞地球執行月球公轉）一週所需時間稱為一個恆星月；而新月與下一個新月或兩個相同月相之間）所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球執行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
因為月球的自轉週期和它的公轉週期是完全一樣的，所以地球上只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期，地球便一直受到一個力矩的影響導致自轉速度減慢，這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此，部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量，其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢，一天的長度每年變長15微秒。
從地球上看月亮，看到的月球表面並不是正好它的一半，這是因為月球像天平那樣擺動。地球上的觀測者會覺得：在月球繞地球執行一週的時間裡，月球在南北方向來回擺動，即在維度的方向像天平般的擺動，這被稱為“緯天平動”，擺動的角度範圍約6°57′；月球在東西方向上，即經度方向上來回擺動的現象，被稱為“經天平動”，擺動角度達到7°54′。
除去這兩種主要的天平動，月球還有周日天平動和物理天平動，前三種天平動都並非月球在擺動，是因為觀測者本身與月球之間得相對位置發生變化而產生的現象。只有物理天平動是月球自身在擺動，而且擺動得很小。
張曉辰慢慢明白由於月球軌道為橢圓形，當月球處於近地點時，它的自轉速度便追不上公轉速度，因此我們可見月面東部達東經98度的地區，相反，當月處於遠地點時，自轉速度比公轉速度快，因此我們可見月面西部達西經98度的地區。
這種現象稱為天秤動。又由於月球軌道傾斜於地球赤道，因此月球在星空中移動時，極區會作約7度的晃動，這種現象稱為天秤動。再者，由於月球距離地球只有60地球半徑之遙，若觀測者從月出觀測至月落，觀測點便有了一個地球直徑的位移，可多見月面經度1度的地區。
月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道，所謂的同步自轉並非嚴格。
嚴格來說，地球與月球圍繞共同質心運轉，共同質心距地心4700千米即地球半徑的34處）。由於共同質心在地球表面以下，地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球南極上空觀看，地球和月球均以順時針方向自轉；而且月球也是以順時針繞地執行；甚至地球也是以順時針繞日公轉的，形成這種現象的原因是地球、月球相對於太陽來說擁有相同的角動量，即“從一開始就是以這個方向轉動”。
平靜的日子就像是每天看星星看月亮的晚上，張曉辰雖然知道也許這些日子不知道就會隨著什麼變故消失，但眼下沒有唐小雨陪伴卻另外收穫兩個紅顏知己，他還是很知足的。
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