月球存在永久光照区吗？
首先，我们得明白月球的自转和公转。月球围绕地球公转一周大约需要27.3天，同时它也在自转。而且，月球的自转周期和公转周期是同步的，这就是所谓的“潮汐锁定”。这意味着我们从地球上看到的月球永远是同一面，它的另一面，也就是我们常说的“背面”，永远背对着地球。
从地球上看，月球会经历昼夜交替。 当月球位于地球和太阳之间时，我们看到的是新月，月球正面几乎全黑；当月球绕到地球另一侧，被太阳照亮的一面朝向我们时，我们看到的是满月，月球正面几乎全亮。所以，从地球的视角来看，不存在月球上的某个特定地点能够被太阳“永久”照亮。 每一个月球上的点，都会经历白天和黑夜的循环。
然而，如果我们跳出地球的视角，而是从月球本身的地理位置和太阳照射的角度来看，情况就变得复杂起来了。
存在“永久阴影区”和“永久光照区”吗？
这里的关键在于月球的“倾斜度”。与地球一样，月球的自转轴也相对于其轨道平面（黄道面）有一个倾斜。不过，月球的这个倾斜度非常小，大约只有1.5度。地球的倾斜度大约是23.5度，这就是为什么我们有四季变化的原因。
正是月球这个微小的倾斜度，造就了我们讨论的“永久光照区”和“永久阴影区”的可能性，但它们并非我们想象中那么大片、持续不变的区域。
永久阴影区（Permanently Shadowed Regions, PSRs）：
在月球的南极和北极地区，由于月球轴倾斜度非常小，一些撞击坑的底部可能永远无法接收到阳光直射。想象一下，一个深邃的撞击坑，如果它位于极点附近，而月球的太阳光线总是从一个非常低的角度照射过来，那么撞击坑的内壁和底部就可能长期处于阴影之中。
这些永久阴影区之所以重要，是因为科学家们在那里发现了水冰的痕迹。由于那里极度寒冷且没有阳光的照射，这些水冰得以长期保存下来。像在南极的肖克尔顿撞击坑（Shackleton Crater）的底部，就被认为存在这样的永久阴影区。所以，从这个意义上说，月球存在永久阴影区，而且是真实存在的。
永久光照区（Permanently Illuminated Regions, PIRs）：
同样地，由于月球的轴倾斜度很小，在极点附近，一些山峰的顶部可能可以长时间接收到阳光。想象一下，一个位于极点附近的山峰，即使在月球的“夜晚”，只要太阳光线能够以一个足够高的角度照射过来，那么这座山峰的某些区域就有可能被持续照亮。
然而，与“永久阴影区”不同，“永久光照区”的概念要更加微妙。虽然月球的轴倾斜度很小，但它仍然会绕着太阳公转。这意味着即使是某个山顶，它的光照情况也会随着月球在轨道上的位置而发生细微的变化。所谓的“永久光照”，更多是指能够“几乎”永久地接收到阳光，或者是在月球的大部分“一年”（月球的自转周期决定了它接受日照的时间），这些区域都能被照亮。
更精确地说，这些区域位于月球的极点附近，能够接收到比其他地方更持续的光照。它们就像是月球上的“永恒的黎明”或“永恒的黄昏”的区域，但并非全天24小时都被强烈的阳光普照。
误区澄清：
不是指“永远不会有黑夜”： 很多时候，人们可能会误解“永久光照区”就是那种永远不会进入黑夜的区域。实际上，这是不准确的。月球的自转仍然会发生，光照的角度也会变化。
不是指整个月球的某个大片区域： 即使存在，这些区域也主要集中在月球的极地地区，而且是由特殊的地形（比如山顶）决定的，而非大片平原。
为什么人们对此感兴趣？
这些极地地区的特殊光照条件，对于未来的月球探测和基地建设具有非常重要的意义：
1. 能源供应： 能够持续获得阳光的区域是建设太阳能发电站的理想地点，可以为月球基地提供稳定的能源。
2. 水冰资源： 永久阴影区是寻找和利用月球水冰的关键区域，水冰可以用来饮用、制造氧气甚至作为火箭燃料。
3. 科研价值： 极地地区的特殊环境也为科学研究提供了独特的样本和机会。
总结来说：
月球确实存在永久阴影区，它们是月球极地地区撞击坑的底部，永远无法接收到阳光直射，并且是寻找水冰的重要地点。
至于永久光照区，虽然不是字面意义上的“永远被照亮”，但在月球的极地地区，确实存在一些能够比其他地方更持续地接收到阳光的山峰顶部。这些区域为未来的月球探索提供了宝贵的能源和科研机会。理解这一点，关键在于认识到月球轴倾斜度极小所带来的独特地形和光照效应，尤其是在月球的极点附近。这是一种非常微妙但重要的地理现象。
网友意见
这种永久光照区有个专门的名字：“永昼峰”。
如果自转的月球存在一个永久光照区，那一定是在极地附近。极地附近的永久光照区，会给极地的长期载人登月的能源供给带来很强的保障，毕竟那里最有可能会有固态水资源的存在。
为什么是极地附近？
拿地球举例比较容易理解。地球和月球一样，都在不停的自转，所以大部分地区都会有明暗交替现象。只有在地球的极地附近，会有极昼和极夜现象。因为地球的自转轴是倾斜的，所以赤道面与地球绕太阳公转的轨道面（黄道面）有一个23.4度左右的倾斜角（黄赤交角），从而使得极圈内一年大约有连续六个月有阳光照射。
而月球的自转轴倾斜很小，其与黄道面法线成1.5424°的夹角。这样几乎完全“竖直”的角度，使得月球两极的日照情况与地球有一些不同：在月球存在一种叫“永久阴影区（PSR）”的地方。
由于月球的自转轴很“竖直”，因此从月球两极来看，太阳总是靠近或刚好低于地平线。事实上，有数量众多之处几乎永远不会被太阳光照射到，而是被较高的地形（如环形山）围住，形成所谓永久阴影区。比如距极点仅几公里的沙克尔顿陨石坑内就存在一个较大的永久阴影区。NASA的月球勘测轨道器（LRO）绘制的热图显示，这些永久阴影区是太阳系中最冷的地方之一，温度只有25K到70K左右，与月球最高一百多摄氏度的温度比起来，它们才是真正的广寒宫所在。
永昼峰
最黑暗之处也是最接近光明之处。
虽然沙克尔顿陨石坑内处于永久的黑暗里，但陨石坑坑口高高的壁峰却几乎一直被阳光照射着，它被太阳照射到的时间约占一个自转周期的80-90%之多。这种持续被照亮的山脉被称为永昼峰，1837年，德国月球测绘的先驱，德国人约翰·海因里希·冯·马德勒[1]第一个意识到永昼峰的存在可能[2]。近半个世纪后的1879年，天文学家兼作家卡米尔·弗拉姆马里恩将这个想法称为“阳光永远明媚的地方（pic de lumière éternelle）”，把永昼峰的存在变得浪漫了许多（嗯，对的，他是个法国人）。
这样的山峰必须具有高纬度、高海拔，并且位于自转轴倾斜角度非常小的天体上。
下面这个由卫星照片组成的视频展示了月球南极地区在一个月（即月球上的一天）的时间内的阳光照射情况[3]。
月球南极的一天 https://www.zhihu.com/video/1429083220448710657不规则形状的山峰或陨石坑，产生了永久的光明或黑暗面。虽说是永久的光明，但实际上只有最多89%的时间是有光照的。[4]除了地形不规则导致向阳面缺失外，另一部分原因是因为地球的阴影偶尔切断太阳的光照（月食）[5]。
根据克莱门汀探测器的图像，位于月球北极附近的皮里陨石坑边缘的四个地点是最有可能达到永恒光照的候选地点[6]。但根据日本“月亮女神”月球探测器KAGUYA上的激光高度计数据制作的最新的数字高程模型表明，在月球北极和南极地区都没有真正的永昼峰，月球表面连续照明的时长在南半球为86%，在北半球为89%，其中“佩里陨石坑”的一个山峰在一个周期中有89%能被阳光照射到，是月球上的最高照明水平[7]。但如果把沙克尔顿陨石坑直脊上相距仅~8公里两个点组合在一起看的话，一个周期中约有94%的时间是有光照的。[8]
研究这些有什么用？
如果人类要在月球长期居住，那么这些区域附近都是非常诱人的着陆点。一方面，有可能存在大量挥发性（彗星水冰沉积物、甲烷等）矿床，可以提供宝贵的资源，这对未来月球人类自给自足的生存维系至关重要；另一方面，永久照明区可以提供持续的太阳能，月球人类可以持收集收集以照亮基地并为其设备供电（并提供一个相对稳定的温度区间），以便在长达14个地球日的漫长月夜中生存。[9]
我们知道，月球每个月自转一周，这意味着月球大部分地区的白天和黑夜各持续近两周。昼夜温差约为280K，如果我们将基地放在赤道或中纬度地区表面，如果没有大型自发电设备（如放射性同位素热电发电机），那么如此之大的温差极有可能会给基地造成不稳定的破坏隐患[10]。另外，就像火星漫游者那样，一个意外就会被困在黑暗中太长的时间，以至于耗尽电池。
所以，如果我们试图生活在月球上，除了躲在熔岩管里外，最好的位置就是几乎一直沐浴在阳光下的极地山脉。
在不久的将来，地球的社会结构就会摇摇欲坠，反之，那些新殖民地会将继续播撒人类文明的精华，让我们自己获得新生的力量[11]。而月球将是未来人类在太阳系活动的第一个目的地。当人类把这个目的地的永昼峰打造成巨型的、自给自足的洞穴后，必将更有利于人类的外太空探索和外星球殖民，毫无疑问，人类将会利用这些资源丰富的高照明区作为跳板，将人类征服的原始欲望表现的更加淋漓尽致。
祝人类生生不息，繁荣昌盛。
一更
感谢大家点的关注和赞，我来更新一个动图吧。
月球南极的永昼峰 https://www.zhihu.com/video/1431613764310982656参考
- ^ 严谨的说，是和其伴侣Beer共同假设了其存在。
- ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Peak_of_eternal_light
- ^ https://www.lpi.usra.edu/lunar/lunar-south-pole-atlas/
- ^ Bussey, D. B. J., M. S. Robinson, K. Fristad, and P. Spudis (2004), Permanent sunlight at the lunar north pole, Lunar Planet. Sci., XXXV, Abstract 1387.
- ^ 水星没有卫星，就没有这样的困扰。
- ^ https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2008GL035692
- ^ https://doi.org/10.1029/2008GL035692
- ^ https://infogalactic.com/info/Peak_of_eternal_light#cite_note-3
- ^ Speyerer，E。J.，&Robinson，M.S.(2013)。月球两极持续照明的区域：未来探索的理想地点。Icarus，222（1），122-136。doi:j.icarus.2012.10.010
- ^ http://lroc.sese.asu.edu/posts/991
- ^ 阿西莫夫yyds.
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