第五章 月球和水星
——被烧焦和砸碎的世界
月球是地球唯一的天然卫星。水星是最小的岩质行星，是离太阳最近的行星。这两个较小的天体有许多相似之处它们都布满了撞击坑，古老的表面上散落着石块和粉碎的灰尘。缺乏大气调节太阳的加热，造成从白昼到夜晚的巨大温差。并且，它们的地质都不再活动。
但是，月球和水星在许多重要的方面却显著不同。
本章内容通过探讨这两个天体的属性，对组成太阳系的行星和卫星开始比较研究。
轨道性质
月球
根据前几章的方法，我们可以通过视差的方式确定地月距离，由于月球离地球近，用射电望远镜接受反射的雷达回波也是精度很高的测量方式。
当前精度最高的测量方式是，使用由阿波罗宇航员在月球表面放置的反射镜，通过反射地球上发射的激光，使得可以在亚微秒精度上测量往返时间。精度在几厘米量级，这对于计算机控制无人飞船成功降落是有必要的。
水星
站在地球上看，水星从不远离太阳，它被太阳的光线遮住，使得只有在黎明或者黄昏才能用肉眼看见这两个行星。（或是日全食），这也使得希腊天文学家曾经认为，太阳和水星是“一颗行星在不同的位置”。
物理性质
月球平均密度3300kg/m^3^，地球的平均密度5500kg/m^3^，水星的平均密度为5400kg/m^3，因为水星比地球小得多，所以水星的铁核心包含的相对质量比地球大。
月球表面重力只有地球的1/6，水星表面重力约为地球的40%。
月球的逃逸速度只有2.4km/s，水星的逃逸速度4.2km/s，与地球的11.2km/s,月球和水星相比地球小的多，这两个天体形成之初都出现过大气，但都一去不复返了。
由于缺乏大气的调节，这两个天体的温差十分巨大。月球有300K的昼夜温差，水星有600k的昼夜温差，水星的昼夜温差是太阳系中所有行星和卫星中最大的。
表面特性
月球
曾经的人们以为月球上的暗区是类似于地球的海洋。因此我们也对月球上的地形有“月海”和“高地”之称。
金星
事实上金星太靠近太阳，无法从地面直接看清。通过信使号、水手10号拍摄的照片我们得以认识到水星的真面目。
水星表面有许多年轻的、分布广泛的、有辐射纹的环形山。
自转速率
月球
月球的自转周期等于其绕地球公转的周期。这是地球对于月球潮汐引力的结果（就如同月球的潮汐引力造成地球自传变缓，效果是其20倍），可以得到一个有趣的结论地球最终也会以月球绕地球公转同样的速度自转。
水星
月球1：1的自转-公转共振是潮汐力的结果，而水星3：2的自转-公转共振其实也是潮汐力的作用，只不过更加微妙。
水星不能进入1：1共振，因为它绕太阳的轨道相当古怪。潮汐力试图将自转与公转速度同步。但是水星的轨道速度在远日点小，在近日点大，同时考虑上潮汐作用随距离的增加而迅速减少的因素，最终发现水星的公转速度与自转速度在近日点附近几乎完全同步。（公转与自转结合，使得水星的太阳日是水星的2年之久）
同时潮汐力也使得水星的自转轴完全垂直于轨道面。