Der Mond und seine deutlich sichtbaren Phasen dienen mindestens seit der Herstellung der Himmelsscheibe von Nebra vor etwa 3800 Jahren als Maß für den Fortgang der Jahreszeiten und beispielsweise den richtigen Zeitpunkt zur Aussaat. Noch heute spielen die Mondphasen sowohl im jüdischen, christlichen als auch im islamischen Kalender eine wesentliche Rolle.
Blick auf den Nordpol und die Vorderseite des Mondes in nahezu Echtfarben, aufgenommen von Galileo. (© NASA/JPL/USGS)
Das Auftreten von Sonnen- und Mond-finsternissen folgt einem komplizierten „Ballett“ von Erde, Sonne und Mond, war aber eines der ersten präzise vorhersagbaren Naturereignisse. Der „drakonitische Monat“, von dessen Dauer (27 Tage, 5 Stunden, 5 Minuten) diese wesentlich abhängen, hat seinen Namen nach einer Legende, wonach ein Drache die Sonne frisst.
Bis heute ist der Mond neben der Erde der einzige Himmelskörper, der neben einer Vielzahl von Sonden auch von Menschen besucht und direkt untersucht wurde. In den Jahren 1969 bis 1972 landeten zwölf Astronauten im Rahmen der amerikanischen Apollo-Missionen auf seiner Oberfläche, fotografierten die Landschaften und stellten dort eine Reihe von Messinstrumenten wie Seismometer, Magnetometer, Gravimeter und Wärmeflusssonden auf. Vor allem brachten sie knapp 382 Kilogramm Proben unterschiedlicher Gesteine zur Erde zurück. Die Mondproben mit ihrem meist hohen Alter von drei bis über vier Milliarden Jahren und ihrer sehr genau untersuchten chemischen und mineralogischen Zusammensetzung ermöglichen uns einen Rückblick in die Frühzeit des Sonnensystems und auf die Entwicklungsgeschichte des Erde-Mond-Systems. Sie sind für tiefere Einsichten in die Entwicklung des Sonnensystems, vor allem der vier erdähnlichen Planeten, von großer Bedeutung. Gleichzeitig werden durch die Mondforschung die Grundlagen für ein besseres Verständnis der jungen Erde und ihrer Entwicklung gelegt. Der Mond könnte bei der Evolution des Lebens auf der Erde eine entscheidende Rolle gespielt haben, da er durch seine Schwerkraft seit Milliarden von Jahren für die Stabilisierung der Lage der Erdachse im Raum sorgt. Außerdem sorgen die vom Mond verursachten Gezeiten dafür, dass die Meere an den Küsten durch die Dynamik der Wasserbewegungen ständig lebenswichtige Minerale aus den Gesteinen herauslösen.
Der Mond umkreist die Erde in Bezug zum Sternenhimmel im Mittel in 27 Tagen, 7 Stunden und 43,7 Minuten im gleichen Drehsinn, wie sich die Erde um die Sonne bewegt. Fast genau so lang benötigt der Mond für eine Drehung um seine eigene Achse. Dies wird als gebundene Rotation bezeichnet und ist eine Folge der Gezeitenwirkung der Erde auf den Mond. Die gebundene Rotation führt dazu, dass der Mond der Erde immer die gleiche Seite zuwendet, die aus diesem Grund auch die Mondvorderseite genannt wird. Die Mondrückseite bekommen wir auf der Erde nie zu sehen. Sie wurde erstmals 1959 von der sowjetischen Raumsonde Luna 3 fotografiert. Als Folge von Librationen (kleinen Taumelbewegungen des Mondes auf seiner leicht elliptischen Bahn um die Erde) können jedoch 59 Prozent der Mondoberfläche von der Erde aus beobachtet werden.
Erde und Mond laufen gemeinsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 km/s um die Sonne. Dabei überholt der Mond die Erde bei Vollmond auf der Außenbahn, um bei Neumond auf der Innenbahn wiederum hinter die Erde zurückzufallen. Deshalb schwankt die Geschwindigkeit, mit der der Mond um die Sonne kreist, zwischen knapp 29 km/s bei Neumond und etwa 31 km/s bei Vollmond. Anders als bei jedem anderen natürlichen Satelliten im Sonnensystem ist die Bahn des Mondes deshalb an jeder Stelle auch um die Sonne herum gekrümmt (konvex), d.h. die Bewegung des Mondes könnte auch als eine Umlaufbahn um die Sonne beschrieben werden, die aufgrund der Nähe der Erde lediglich ein wenig „eiert“. Die Ursache hierfür ist, dass die Anziehungskraft der Sonne die der Erde übersteigt. Zwar ist die Sonne 400mal weiter entfernt als die Erde, hat aber die 333.000-fache Masse von dieser. Der Mond könnte aufgrund seiner Bahn daher auch als ein Zwillingsplanet der Erde betrachtet werden. In Relation zu seinem Planeten ist der Erdmond der größte Trabant im Sonnensystem.
Der Mond ist der kleinste der erdähnlichen, der „terrestrischen“ Körper des Sonnensystems. Bei einem Durchmesser von etwa 3475 Kilometern hat er eine Oberfläche von knapp 38 Millionen Quadrat-kilometern, das ist etwa so groß wie die Flächen Afrikas und Australiens zusammen. Aufgrund seiner geringen Größe besitzt der Mond zu wenig Masse, um eine Atmosphäre an sich zu binden; nur einige Atome und Ionen von leichtflüchtigen Elementen umgeben den Erdtrabanten in einer hauchdünnen Exosphäre, deren Gesamtmasse auf nur zehn Tonnen geschätzt wird und deshalb einem Vakuum sehr nahe kommt. In dieser Exosphäre finden sich Natrium- und Kaliumatome, die vom Sonnenwind aus dem Regolith, dem Staub auf der Mond-oberfläche, geschlagen wurden, sowie Helium (4He) als Bestandteil des Sonnenwindes. Ferner wurden Isotope von Argon (40Ar), Radon (222Ra) und Polonium (210Po) nachgewiesen – letztere entstehen beim radioaktiven Zerfall von Uran und Radium in der Mondkruste und dem Mondmantel und werden von dort gasförmig an die Exosphäre abgegeben.