古人把月球叫做广寒宫，那时候还没有人登上过月球，他们是怎么知道月球上很冷的？
首先，并非只有古人觉得月球上很冷，题主提这个问题不也认为月球上很冷吗？而事实上呢？
月球表面为超高真空，白天最高160℃，夜间最低-180℃。
你要晚上去，确实会冻僵，不过白天的话会烤熟的。所以月球真实情况并不能以“冷”来下定义。
认为月球冷都是出于主观臆测，而我们接受传统文化的熏陶，已经在骨子里认为那地方就是个极寒之地，所以题主才会提出这个问题。
这个问题的基本要素都不对，反正都是想象出来的，跟古人去没去过月球没有任何关系。
其实都是臆测。
月球正面大量分布着由暗色的火山喷出的玄武岩熔岩流充填的巨大撞击坑，形成了广阔的平原，称为“月海”，实际上“月海”中一滴水也没有。在没有高科技的情况下，一眼看去清白一挂，整个月亮全是水，怎么会不阴湿寒冷？
月海的外围和月海之间夹杂着明亮的、古老的斜长岩高地和显目的撞击坑。它是天空中除太阳之外最亮的天体，尽管它呈现非常明亮的白色，但其表面实际很暗，反射率仅略高于旧沥青。
因为它本身不发光，反射出来非常明亮的清光，而且月亮只在温度低的夜间出现，相对于实力喷火，发光发热的太阳，将月亮划作和日精相对应的太阴，这再正常不过了。
从视觉、体感都觉得寒凉的月亮，在对太空认识粗浅、神话化的时代，自然而然地被想象很寒冷的地方。
至于为什么称月亮为“广寒宫”？建在极寒太阴之地的宫殿，不称“寒宫”称什么？我们又叫它“蟾宫”，所谓“蟾宫折桂”是也，为什么？因为我们仰望月海，会发现阴影部分像极了一只很大的蟾蜍和一只小兔子。所以称为“蟾宫”，而这只蟾蜍基本上占据了大半个月亮正面，霸占了大半个月球的宫殿，还不广吗？
所以叫“广寒宫”倒是挺形象的，既广大，又寒冷。嫦娥自称“太阴之主”，因为她就是蟾宫主人。
至于天蓬元帅是从哪个位置上去的，还有待考证。