Спутник Земли - Луна (original) (raw)

Одним из интереснейших видов астрономических явлений, связанных с Луной, являются затмения

Затмения бывают солнечными и лунными: в первом случае, Луна загораживает собою Солнце, а во втором - земная тень скрывает Луну. Затмения случаются в те моменты, когда Солнце, Земля и Луна Вы страиваются в одну линии в своем движении. Нетрудно сообразить, что это бывает либо в полнолуние, либо в новолуние

Лунные затмения происходили бы каждый раз в полнолуние, а солнечные - в новолуние, если бы не одна особенность движения Луны. Плоскость ее орбиты наклонена к плоскости околосолнечной орбиты Земли под небольшим углом в 5°. Уже этого достаточно, чтобы в новолуние Луна проходила чуть Вы ше или ниже Солнца, а в полнолуние земная тень не попадала на лунный диск. Только тогда, когда полнолуние или новолуние приходится на моменты пересечения Луной плоскости земной орбиты, т.е. когда действительно все три тела, участвующие в явлении, Вы страиваются в линию, происходят затмения. Например, в ситуации, изображенной на рисунке, затмения не произойдет. Точки пересечения лунной орбиты с плоскостью орбиты Земли не лежат на одной линии с Солнцем (эти две точки орбиты называются узлами). В добавление ко всему описанному, ориентация орбиты нашего спутника непостоянна, как Луна. Плоскость поворачивается или, как говорят, прецессирует. В результате, еще в древности был Вы явлен далеко не очевидный временной промежуток, через который последовательность всех затмений повторяется. Этот временной интервал называют саросом. Длительность сароса 18 с небольшим лет (6585,32 суток). Зная об этом, мы можем сказать, что через сарос можно ожидать наблюдаемое, скажем, сегодня полное солнечное затмение, но мы не можем, зная лишь про сарос, утверждать, что оно будет полным, а также не в силах предсказать, где на Земле его можно будет увидеть. В течение сароса происходит 43 солнечных и 28 лунных затмений. В наше время, знания человека о затмениях значительно превосходят умудренность древних. Затмения и условия их протекания высчитываются с высокой точностью на много лет вперед

Вообще, мы имеем дело с поразительным природным совпадением: Луна в 400 раз меньше Солнца, но во столько же раз ближе него к Земле. Благодаря этому, угловой диаметр Солнца и Луны почти одинаков. Подробнее о солнечных затмениях смотрите в разделе о Солнце, а здесь мы еще немного остановимся на лунных

Земная тень вблизи Луны имеет больший, чем у Луны, угловой размер, поэтому пересечение Луною этой тени может длиться десятки минут. Сначала Луны слева касается едва видимая полутень Земли (для наблюдателя на Луне, стоящего в полутени, Солнце частично загорожено Землею). Пересечение Луною полутени длится около часа, после чего, Луны касается тень (для того же наблюдателя на Луне, в тени, Солнце загорожено Землею полностью). Через минут 30 Луна полностью входит в тень, приобретая темно-красный, бордовый цвет, вызванный тем, что Лучи солнца, преломляясь в земной атмосфере, освещают-таки Луну в тени Земли. Как известно, лучше всего рассеиваются синие лучи, а красные лучи, преломившись, доходят до лунного диска. Полное затмение Луны может длится больше часа. Разные этапы затмения еще называют фазами затмения, например, "фаза полутеневого затмения" и т. п. Иногда, когда линия Солнце-Земля-Луна слишком далека от идеала, фаза полного затмения вообще может не наступить, при большем отклонении от этой идеальности, тень Земли может пройти даже мимо, и будет наблюдаться лишь покрытие Луны полутенью. В зависимости от расположения трех небесных тел, продолжительность той или иной фазы может меняться. По тем же причинам разной бывает яркость диска Луны во время наступления фазы полного затмения. Случается, что Луны не видно вовсе, и наоборот, зарегистрированы случаи, когда сторонние наблюдатели не верили, что имеет место затмение: так ярка была Луна

Наконец, посмотрите снимок первого затмения 2000-го года. Долгая четырёхчасовая экспозиция позволила испанцу Хуану Карлосу Кассадо представить всё затмение в виде полосы переменной яркости в таинственном обрамлении древних развалин южной страны. То же затмение в виде трёх объединённых снимков представлено справа. В ночь 20-го января эти фотографии сделал Стефан Барнс

Лунная поверхность в очень малой степени подвержена изменениям. Эпоха активного выпадения метеоритов осталась далеко в прошлом: два миллиарда лет назад. Вулканической и тектонической активности тоже не наблюдается. Отсутствие плотной атмосферы и воды устраняет еще две причины, которые могли бы обновлять лик Луны

Есть два типа лунной поверхности: морской и материковый. Морями, как уже говорилось, называются темные участки видимого диска, материками - светлые. Во времена, когда наш спутник стал остывать после эпохи частично расплавленного состояния, внешние слои Луны образовали тонкую кору, которую могли пробивать крупные метеориты. Появлявшиеся при таких соударениях углубления (иногда в сотни и тысячи километров) заполняла лава, выходившая на поверхность сквозь разрушенные участки коры. Застывая, лава создавала относительно гладкий морской тип поверхности. Здесь меньше кратеров, отражательная способность (альбедо) морских участков не велика

Материковые участки более светлы, и они настолько изобилуют кратерами, что последние, порой, наслаиваются друг на друга. Ранее существовала гипотеза о вулканическом происхождении кратеров. Но сегодня верх одерживает метеоритная теория. Крупные метеориты, врезаясь в лунную поверхность, выбрасывали вверх огромное количество вещества, части которого могли вовсе преодолеть лунное притяжение. Выброшенные породы разлетались, порой, на десятки и сотни километров, образовывая так называемые лучи. В центре кратера обычно возникала горка, а сам кратер создавался отброшенным веществом, которое образовывало вал-окружность

На Луне также найдены горы, расщелины. Эти виды рельефа возникли, по-видимому, при застывании Луны, когда лунная кора была подвижной. Вызывать эти движения могли как внутренние процессы, так и метеоритная бомбардировка

Горы на Луне принятно было называть так же как и Земные. На Луне есть свои Карпаты, Кавказ, Альпы. Моря получили свои названия в знак древних поверий о том, что Луна управляет земной погодой, людскими чувствами. Различные имена, связанные с погодой, Вы встретите на лунной карте в изобилии: Море Дождей, Море Ясности, Океан Бурь, а также "эмоциональные" Море Спокойствия, Море Кризисов. Кратеры назывались в честь известных ученых, писателей и прочих всемирных знаменитостей: Коперник, Тихо Браге, Циолковский. Некоторые интересные объекты видимой стороны Луны приведены в этой таблице. Там же Вы можете найти помощь в отыскании их на Луне при наблюдениях

На Луне, как считалось, нет воды. Об этом говорили многочисленные спектроскопические и химические исследования. Но в 1994-м, 1998-м году новые исследования дали, кажется, другую информацию: вблизи южного полюса Луны, где никогда не бывает высоко стоящего над горизонтом Солнца, обнаружены следы воды. Лед мог там сохраниться, так как температура в тех областях не поднимается выше нуля. Для возможных научных станций будущего на Луне это имеет большое значение: добыть воду из пород на Луне, вероятно, окажется дешевле, чем доставлять ее с Земли

Луна имеет меньшую, чем Земля плотность. Это потому, что там почти нет тяжелых элементов типа железа и никеля. По одной из версий, в начальной стадии формирования еще полужидкой Земли, когда вещества уже почти перераспределились на слои - тяжелые расположились ближе к центру (железо), а легкие (кремний и др.) расположились у поверхности - тело, схожее по размерам с Марс, вскользь задело Землю, оторвав часть ее наружных слоев, из которых, якобы, и образовалась более легкая Луна. Поэтому у Луны нет железного ядра и заметного магнитного поля. В целом, вещество Луны имеет тот же состав, что и земная кора, если говорить о поэлементном анализе. Одни и те же элементы на Земле и Луне образуют преимущественно разные соединения

Одной из труднейших задач небесной механики была теория движения Луны. Изучая движения планет, учёным приходится рассматривать возмущения, которые создаёт воздействие других планет, сравнительно слабое по сравнению с притяжением центрального тела - Солнца. В случае же Луны оно как раз и выступает в роли главного "возмутителя" движения спутника Земли. Возмущения от него весьма велики и всё время меняют свою величину и направление в зависимости от взаимного расположения Земли, Луны и Солнца.

Первые усилия для создания теории движения Луны предпринял Ньютон. Ему удалось на основе закона всемирного тяготения объяснить основные неравенства (периодические отклонения) движения Луны, открытые ещё в древности и подтверждённые такими наблюдателями, как Тихо Браге. "Большое эллиптическое неравенство" объяснялось эллиптичностью лунной орбиты, эвекция (огглат. evehere - "поднимать") - тем, что в новолуние Луна оказывается ближе к Солнцу, чем Земля, а в полнолуние - дальше. Вариация происходит из-за изменения скорости движения Луны на орбите опять-таки под действием притяжения Солнца. Годичное уравнение связано с эллиптичностью земной орбиты, а значит с периодическим изменением расстояния Земли и Луны от Солнца в течение года.

Но не всё было так просто. Когда Ньютон попытался рассчитать поворот линии апсид лунной орбиты (её большой оси, соединяющей перигей и апогей), он получил время полного обращения, равное 18 годам, хотя на самом деле это время равно 9. Так показывали наблюдения со времён Гиппарха.

Клеро попробовал решить эту задачу и... получил то же значение времени полного оборота линии апсид, что и Ньютон: 18 лет. В решение задачи включился Д'Аламбер. Действуя независимо от Клеро, он получил, увы, то же самое. Приступил к этой проблеме Эйлер и тоже не смог объяснить наблюдаемый период. Это было в 1747-1749 гг. А может быть, закон Ньютона неточен и в его формулу надо внести дополнительный член?

Тогда Петербургская Академия наук объявила конкурс под таким названием: "Показать, согласны ли все неравенства, которые наблюдаются в движении Луны, с ньютоновской теорией и какой должна быть истинная теория всех этих неравенств, чтобы по ней можно было со всей точностью определять место Луны на любое время". Надо думать, что тему и формулировку её предложил Эйлер.

И Клеро заново взялся за решение задачи. Он понял, что полученное им и Д'Аламбером значение годичного поворота линии апсид - это только первый член ряда, выражающего эту величину. Клеро нашёл второй член: расхождение теории с наблюдениями уменьшилось в несколько раз. Он прибавил третий, четвёртый члены (расхождение стало совсем незначительным), понял, что задача решена, и написал соответствующий мему-ар. Премия Петербургской Академии наук была присуждена ему. Это произошло в 1751 г. На следующий год его мемуар был издан в Петербурге, а затем его переиздали в Париже.

Этот пример наглядно показал, что для хорошего согласия теории с наблюдениями нужно вычислить много членов рядов, выражающих те или иные величины. В теории Клеро было 20 членов каждого ряда. В современных теориях их число измеряется уже тысячами. Зато точность их намного превосходит точность теории Клеро.

Созданием теории движения Луны занимались и другие учёные того времени. Леонард Эйлер создал в 1753- 1772 гг. целых три теории движения Луны. Почему же три? Дело в том, что Эйлер всё время искал новые пути для решения сложных задач небесной механики. Ему принадлежат методы, верно служившие астрономам и в дальнейшем, спустя и 100, и 200 лет. Теорию движения Луны развивал и Лаплас, его ученики и последователи.

В настоящее время астрономы используют для построения формул, отражающих движение Луны, ЭВМ. Это привело к созданию так называемых машинных теорий. Однако без трудов классиков небесной механики учёным никогда не удалось бы этого сделать.

Накопленные знания Лаплас подытожил в пятитомном труде под названием "Трактат о небесной механике", выходившем с большими перерывами в 1798-1825 гг. Сам термин "небесная механика" введён Лапласом. Ученики и последователи великого учёного сравнивали этот труд со стройным зданием, полагая, что оно почти не потребует переделки.

Эти предположения не подтвердились. Хотя здание действительно было грандиозное, но оно потребовало многочисленных переделок и не раз достраивалось учёными последующих поколений. Увеличивалась точность наблюдений, требовалось уточнить и теорию. Возникали новые задачи (например, о движении искусственных спутников Земли и планет). Однако громадная заслуга Пьера Симона Лапласа и его предшественников именно в том и состоит, что они построили это здание.

Вполне естественно, что Луна, как ближайшее к Земле небесное тело, стала первым объектом, к которому направились космические аппараты.

Советские автоматические межпланетные станции первого поколения "Луна-1, -2, -3" не использовали ни коррекцию курса на траектории Земля - Луна, ни торможение при подлёте. Они совершали полёт напрямую. Стартовав с Земли 2 января 1959 г., станция "Луна-1" массой 361 кг впервые достигла второй космической скорости (т. е. минимальной скорости, которую должен развить стартующий с небесного тела объект, чтобы преодолеть силу его притяжения; для Земли она равна 11,19 км/с) и прошла на расстоянии около 6 тыс. километров от поверхности Луны.

"Луна-2" достигла лунной поверхности 14 сентября 1959 г. вблизи центрального меридиана (место посадки этой станции теперь называется Заливом Лунника). Её приборы показали, что Луна практически не имеет собственного магнитного поля. А на борту станции "Луна-3" находилась фототелевизионная аппаратура, впервые передавшая на Землю снимки части видимого и почти 2/3 невидимого полушария. На них было большое количество дефектов, но, несмотря на это, учёным удалось выявить множество деталей на обратной стороне Луны. Открытые "Луной-З" кратеры получили названия: Циолковский, Курчатов, Джордано Бруно, Жюль Берн и др.

Крупномасштабное фотографирование отдельных участков поверхности видимого полушария выполнили в процессе падения на Луну американские космические аппараты

"Рейнджер-7, -8, -9" в 1964 и 1965 гг. Советская станция "Зонд-3" завершила фотографирование невидимого полушария.

Первая мягкая посадка на лунную поверхность была осуществлена в феврале 1966 г. советской автоматической станцией "Луна-9". Телекамеры передали на Землю панорамы окружающего ландшафта с разрешением до нескольких миллиметров. В 1966 г. на орбиту вокруг Луны также были выведены искусственные спутники "Луна-10, -11, -12". На них были установлены приборы для исследования спектрального состава инфракрасного и гамма-излучения лунной поверхности, оборудование для регистрации метеорных частиц и др. В том же году американский аппарат "Сервейор-1" совершил мягкую посадку на Луну и в течение шести недель передавал на Землю снимки поверхности. В конце декабря 1966 г. мягкую посадку выполнила станция "Луна-13", её выносные приборы исследовали свойства лунного грунта, а телевизионные камеры фотографировали окружающую местность.

Мягкие посадки в различных районах Луны осуществили американские космические аппараты "Сервей-ор-3,-5,-6,-7" (1967-1968 гг.), которые должны были исследовать лунную поверхность и выбрать места посадок космических кораблей серии "Аполлон". Пять американских искусственных спутников "Лунар орбитер" в 1966-1967 гг. фотографировали Луну и изучали её гравитационное поле. Детальная съёмка поверхности в районе лунного экватора, выполненная этими спутниками, также нужна была для отбора будущих мест посадок космических кораблей с астронавтами.

Отработка элементов программы полёта на Луну проводилась сначала непилотируемыми кораблями серии "Аполлон", а затем и пилотируемыми ("Аполлон-8, -9, -10"). Весил "Аполлон" 44 т и состоял из основного блока и лунной кабины, включавшей посадочную и взлётную ступени. Пилотируемые облёты Луны планировались и в нашей стране. Для отработки манёвров на орбите использовались космические аппараты "Зонд-4, -5, -6, -7, -8". Однако от этих планов отказались после того, как такие облёты совершили американские астронавты.

Место посадки лунной кабины космического корабля "Аполлон-11" было выбрано в Море Спокойствия, где уже побывали аппараты "Рейнджер-8" и "Сервейор-5". Астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин осуществили посадку 20 июля 1969 г. Первым из кабины вышел Армстронг, произнеся при этом фразу, ставшую исторической: "Это небольшой шаг для человека, но огромный скачок для человечества". Астронавты разговаривали с президентом США, используя космическую радиосвязь; установили отражатель лазерного излучения, сейсмометр, сделали снимки, собрали 22 кг образцов лунного грунта. Все работы заняли у них 2 ч 30 мин. За это время астронавты удалялись от посадочного модуля на расстояние до 100 м. В основном блоке на орбите находился Майкл Коллинз, который также проводил научные исследования.

Астронавты "Аполлона-12", запущенного 14 ноября 1969 г., Чарлз Конрад и Алан Бин совершили посадку в районе Океана Бурь, недалеко от лунного экватора. В основном блоке корабля на орбите вокруг Луны оставался Ричард Гордон. Конрад и Бин дважды выходили на поверхность, установили аппаратуру для изучения сейсмической активности Луны и состава частиц солнечного ветра у её поверхности. Поскольку место посадки было выбрано рядом со станцией "Сервейор-3", которая пробыла на Луне два года семь месяцев, в задачу астронавтов входило её обследование. Они не обнаружили никаких следов разрушения станции; только слой рыже-коричневой пыли покрывал её. На этот раз было собрано 34 кг образцов лунной породы.

Экипаж "Аполлона-13" не смог выполнить посадку на Луну из-за взрыва в двигательном отсеке основного блока. Совершив облёт Луны, астронавты вернулись на Землю через семь дней.

Советская автоматическая станция "Луна-16" в сентябре 1970 г. произвела мягкую посадку в Море Изобилия, где специальным грунтоза-борным устройством была взята лунная порода весом 105 г и помещена в возвращаемый аппарат, который доставил её на Землю. В том же году станцией "Луна-17" впервые был доставлен самоходный аппарат "Луноход-1", проделавший путь длиной 10,5 км и передавший на Землю множество снимков. С помощью установленного на "Луноходе-1" лазерного уголкового отражателя удалось уточнить расстояние от Земли до Луны.

Экспедиция "Аполлона-14" проходила с 31 января по 9 февраля 1971 г. Репортаж с места посадки лунной кабины в районе кратера Фра Мауро передавался на Землю. Астронавты Алан Шепард и Эдгар Митчелл провели на поверхности Луны 9 ч и собрали 44,5 кг пород. В августе 1971 г. у подножия лунных гор Апеннины высадился экипаж корабля "Аполлон-15". Впервые астронавты Дэвид Скотт и Джеймс Ирвин использовали для передвижения луноход, проделав на нём путь длиной 10 км, и провели многочисленные исследования. В частности, они изучали глубокое ущелье, носящее название Борозда Хэдли, однако спуститься вниз без специального снаряжения не решились.

В апреле 1972 г. экипаж лунной кабины космического корабля "Аполлон-16" совершил посадку в материковом районе в окрестностях кратера

Декарт. В декабре того же года была успешно выполнена последняя, шестая экспедиция на корабле "Аполлон-17".

Второй самоходный аппарат "Луноход-2", доставленный станцией "Луна-21" в январе 1973 г., продолжил исследования в довольно сложном районе Луны, являющемся переходным от моря к материку. С помощью бортовой телевизионной аппаратуры на Землю были переданы многочисленные панорамы и снимки окружающей местности, данные о свойствах грунта и его химическом составе. Всего было пройдено 37 км. В 1974 г. аппарат "Луна-22" выполнял изучение рельефа и гравитационного поля с орбиты искусственного спутника Луны. В том же году "Луне-23" удалось совершить посадку в районе Моря Кризисов. Исследования Луны советскими автоматическими станциями были завершены космическим аппаратом "Луна-24", выполнившим автоматическое бурение лунного грунта в Море Кризисов на глубину 2 м и доставившим на Землю 22 августа 1976 г. 170 г лунной породы.

После этого довольно долго к Луне не было запусков ни в нашей стране, ни в США. Интересно, что лишь 14 лет спустя, в марте 1990 г., Япония с помощью ракеты "Нисан" вывела на орбиту вокруг Луны автоматический аппарат "Мусес-А" для дистанционного исследования лунной поверхности.

К аппаратам нового поколения, создающимся с использованием сверхлёгких материалов, относится станция "Клементина", запущенная в январе 1994 г. Помимо фотографирования поверхности Луны ею выполнены измерения высот рельефа, а также уточнены толщина лунной коры, модель гравитационного поля и некоторые другие параметры.

Как это ни удивительно, но зарисовать многие детали лунного рельефа может каждый, кто этого захочет, даже если у него нет телескопа. Посмотрите на Луну в дни полнолуния и нанесите границы темных участков поверхности - у вас в руках карта лунных морей. А если вы обзавелись биноклем, то сможете нанести на карту лунные горы и крупные кратеры. Как видите, селенографией, т.е. изучением лунной поверхности можно начать заниматься с самыми скромными средствами или вообще без них; но зоркие глаза иметь желательно.

В этом смысле Луна - уникальное небесное тело. Грубую карту Луны могли составить древние греки или даже шумеры. Да что там шумеры, её мог изобразить на стене своей пещеры кроманьонец десятки тысяч лет назад. Поэтому удивительно, что старейшему из дошедших до нас рисунков Луны всего 400 лет: его сделал в 1603 г. английский физик и придворный врач Уильям Гильберт (1544-1603), разумеется, без телескопа, который тогда ещё не изобрели. Возможно, были и другие, более ранние зарисовки, но пока они не обнаружены.

Первые телескопические зарисовки Луны принадлежат итальянскому физику и астроному Галилею, немецкому астроному Симону Марию (1573-1624) и англичанину Томасу Харриоту (1560-1621). Они выполнены в 1609-10 гг. Совершенствовались телескопы - детальнее становились зарисовки Луны. При этом одни авторы, как Де Рейта (1645 г.) рисовали карты в астрономической ориентировке, когда север внизу, то есть так, как Луна видна в телескоп, а другие, например Ван Лангрен, в астронавтической ориентировке, когда север наверху, то есть так, как мы видим Луну невооруженным глазом. Однако, несмотря на массу подробностей, эти рисунки нельзя назвать картами в полном смысле, поскольку на них не было координатной привязки, т.е. отсутствовали параллели и меридианы, по которым можно было бы определить широту и долготу кратеров, гор и других деталей рельефа.

В результате длительных телескопических наблюдений были открыты важнейшие особенности движения Луны, например, либрации - видимые колебания лунного шара относительно его среднего положения, обусловленные неравномерным движением Луны по орбите при равномерном вращении вокруг оси, а также наклоном оси и орбиты к эклиптике. Попытки изобразить лунные либрации на своих зарисовках предпринимал уже польский астроном Ян Гевелий (1645 г.).

Качество зарисовок лунной поверхности постоянно возрастало, что ясно видно по рисунку Кассини 1680 г. Но это ещё не были карты. Первую в истории карту Луны построил в 1750 г. немецкий астроном Тобиас Майер (1723-1762): используя составленную им сеть из 24 опорных точек на лунной поверхности, он построил селенографическую систему координат. Это произведение имело все важнейшие элементы карты: опорную сеть селенодезических пунктов, сетку координат, построенную в определенной проекции, отображение рельефа поверхности с применением условных знаков и масштаб. В ХIX в. появились карты, изображавшие отдельные участки поверхности Луны в более крупных масштабах на нескольких листах. Карта, изданная в 1837 г. при участии немецкого банкира и любителя астрономии Бера и астронома Медлера, с высокой точностью измерившего положения 105 контрольных точек на Луне, состояла из 25 секций размером 40 х 40 см каждая.

Названия сторон света на Луне введены так же, как на Земле: чтобы для лунного наблюдателя Солнце восходило на востоке и заходило на западе. Для земного наблюдателя с лунного востока на лунный запад перемещается линия терминатора. Заметим, что для астрономов это не совсем привычно: перемещение справа налево в южной части неба астрономы называют "с запада на восток", имея в виду земные ориентиры. Итак, глядя с Земли на Луну без телескопа, мы видим лунный север вверху, юг - внизу, восток - справа, запад - слева; т.е. так же, как на картах Земли.

В середине XIX в. Луна стала первым объектом астрофотографии, а к концу века ее фотопортреты достигли отменного качества, хотя и не могли соперничать с визуальными картами по проработке мелких деталей.

За всю историю картографирования Луны до начала космических полетов (т.е. примерно за 350 лет) было создано около 120 рисунков, карт и атласов видимой стороны Луны. Интересно, что в России в этот период, насколько нам известно, не было составлено ни одной лунной карты. Однако, первая карта обратной стороны Луны была создана именно в России (СССР) по самым первым снимкам, переданным космическим зондом "Луна 3" в 1959 г. Впервые увиденные землянами детали обратной стороны Луны показаны на карте условными знаками, их координаты определены в единой селенографической системе, а 18-ти крупнейшим объектам присвоены наименования. Полученные на Земле по радиоканалу снимки были сильно искажены помехами, но методика, разработанная в Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга (МГУ) под руководством Ю.Н. Липского (1909-1978) позволила выявить множество деталей рельефа невидимого полушария. На этой карте впервые появились Море Москвы и Море Мечты, кратеры Циолковский, Джордано Бруно, Менделеев, Склодовская-Кюри и другие. Светлое протяженное образование было названо Хребтом Советским, однако оно не подтвердилось последующими съемками.

Первая "Полная карта Луны", на которой были показаны и видимое полушарие (на основе наземных фотографий), и невидимое (по снимкам "Луны 3" и "Зонда 3"), также была издана в СССР в 1967 г. Позже, по мере поступления новых фотоматериалов с зондов "Лунар Орбитер", "Зонд 6, 7, 8" и пилотируемых кораблей "Аполлон", "Полная карта Луны" на 9 листах в масштабе 1:5 000 000 ( в 1 см - 50 км) переиздавалась в 1969 и 1979 гг.

За 40 лет с 1960 г. в мире издано столько же карт и атласов Луны, сколько за 350 лет телескопических наблюдений. Это карты самых разных масштабов и назначений, охватывающие обе стороны Луны. Отметим лишь некоторые карты, изданные в СССР. "Фотокарта видимого полушария Луны" (1967 г.), составленная в астронавтической ориентировке по наземным телескопическим снимкам в масштабе 1:5 000 000 и "Карта Луны" (видимая сторона), составленная в том же масштабе в астрономической ориентировке (1967 г.), на которой рельеф поверхности показан условными знаками. В мастабе 1:1 000 000 составлены 7 листов карты Луны на экваториальную зону видимого полушария и на часть невидимого полушария. Помимо карт обзорного назначения создаются карты и специального назначения, например, "Фотометрическая карта Луны", "Карта альбедо Луны", "Карта цвета Луны", "Структурно-геологическая карта" и другие.

В США картографирование Луны началось с создания "Фотографического атласа Луны" под редакцией Дж. Койпера. Для этого были отобраны лучшие фотографии из разных обсерваторий мира. Разрешение на снимках в центре диска составляет 0,7 км, а на краю 2 км. Для создания "Лунной аэронавтической карты" в масштабе 1:1 000 000 использовалась киносъемочная аппаратура на обсерватории Миди-Пиренеи во Франции с тем, чтобы проследить за изменением теней от различных форм рельефа и определить высоты гор и глубины кратеров. Карты Луны самого разного назначения созданы в США в масштабах 1:10 000 000, 1:5 000 000, 1: 2 750 000, 1:250 000 и даже крупнее для отдельных участков поверхности. Интересны карты Луны, составленные в Чехословакии Й. Клепештой и А. Рюклом. Карты А. Рюкла составлены не только для видимого и обратного полушарий Луны, но также для северного и южного, западного и восточного полушарий в масштабе 1:10 000 000.

Ж.Ф. Родионова

На Луне принято выделять области двух типов: светлые - материковые, занимающие 83% площади лунного шара, и темные - морские, составляющие 17%. Материки отличаются более высокой отражательной способностью, наличием значительных неровностей и множеством кратеров разных размеров и степени сохранности вала. Моря - относительно ровные области с меньшим количеством кратеров; они лежат ниже уровня материковой поверхности. Например, Море Дождей расположено на 3 км ниже, а Море Влажности на 2 км ниже окружающей местности.

Морские области распределены по поверхности весьма неравномерно: на видимом с Земли полушарии они занимают 31% площади, а на обратном - около 3%. В северном полушарии моря занимают вдвое большую площадь, чем в южном. Внутри морей можно также видеть более темные и более светлые участки. Например, окраинные части Моря Ясности выглядят темнее его центральной области. При низком положении Солнца в морях можно видеть невысокие протяженные формы рельефа шириной в несколько километров - складчатые жилы. Моря сложены базальтовыми лавами, и складчатые жилы обычно отмечают области наложения более поздних потоков на уже существовавшие лавовые излияния. Очевидно, что вблизи складчатых жил толщина лавовых потоков может быть минимальной.

Названия морям дал итальянский астроном Джованни Риччоли (1598-1671), по зарисовкам которого Ф. Гримальди выгравировал карту в 1647 г. Посмотрев на карту, можно заметить, что названия морей распределены не случайно. В восточной части видимого полушария расположены Море Ясности, Море Спокойствия, Море Изобилия, Море Нектара, тогда как в западной - Океан Бурь, Море Дождей, Море Облаков, Море Влажности. В середине XVII в. считали, что погода на Земле меняется в зависимости от фаз Луны. Как видно из названий морей, Луна в первой четверти, когда видна восточная часть диска, служит предвестником ясной погоды, а в последней четверти - ненастной. Вы можете сами проверить, существует ли такая связь, если в течение года будете записывать данные о погоде и фазах Луны.

Обычно на картах используют латинские наименования. На наших картах мы даем русскую транскрипцию названий.

Давайте совершим небольшую экскурсию по Луне (пока - с помощью схемы. Начнем путешествие с восточного края лунного диска. На лимбе детали сильно искажены перспективой, поэтому их трудно рассматривать. На глобусах Луны, которые раньше были в школах, все формы рельефа показаны без искажений. Если такой глобус сохранился, то лучше изучать детали рельефа на нем.

На Луне принято выделять области двух типов: светлые - материковые, занимающие 83% площади лунного шара, и темные - морские, составляющие 17%. Материки отличаются более высокой отражательной способностью, поскольку сложены относительно светлыми породами типа анортозитов, наличием значительных неровностей и множеством кратеров разных размеров и степени сохранности вала. Моря - относительно ровные области, покрытые лавовыми потоками темных пород базальтового типа, с меньшим количеством кратеров. Таким образом, моря темнее материков как из-за различия в составе пород, так и по причине иной структуры поверхности (моря глаже и поэтому слабее рассеивают свет).

Моря лежат ниже уровня материковой поверхности. Например, Море Дождей расположено на 3 км ниже, а Море Влажности на 2 км ниже окружающей местности. На восточном лимбе вблизи экватора видны темные пятна Моря Краевого и Моря Смита. Интересно, что в одном из проектов создания будущей лунной базы Море Смита называют в числе возможных мест, удобных для проведения исследовательских работ. Площадь маленького пятна Моря Волн всего 21 тыс. км2. Наиболее четко выделяется граница Моря Кризисов, площадь которого 176 тыс. км2. Дно этого моря расположено на 3,5 км ниже окружающей местности. На его краю виден яркий кратер с лучевой системой - Прокл диаметром 28 км.

Море Спокойствия, по площади равное Черному морю на Земле (421 тыс. км2), знаменито тем, что именно здесь американский астронавт Нейл Армстронг впервые ступил на лунную поверхность 20 июля 1969 г. Море Спокойствия соединяется с Морем Нектара и Морем Изобилия, в котором советский зонд "Луна 16" (1970 г.) взял пробу лунного грунта и доставил ее на Землю. На границе Моря Ясности с материком выполнял исследования самоходный аппарат "Луноход 2" (1973 г.)

Узкая полоска Моря Холода переходит в Залив Росы и Океан Бурь - самое крупное образование видимого полушария площадью 2,1 млн км2. На окраине Океана Бурь вблизи экватора выделяется темное дно кратера Гримальди. Здесь наземными методами исследований обнаружены кислородосодержащие породы - ильмениты. Этот кратер тоже мог бы стать одним из возможных мест будущей лунной базы. Площадь Моря Дождей - 829 тыс. км2. Справа хорошо заметен кратер Аристарх, диаметром 42 км, а выше кратер Коперник диаметром 94 км. Темная область к югу от Коперника недавно была названа Морем Островов. Море Познанное получило свое название после того, как в 1964 г. здесь опустился американский зонд "Рейнджер 7". К югу от Залива Радуги совершил свое путешествие первый самоходный лунник "Луноход 1" (1970-71 гг.).

***

Море Влажности обратите внимание на систему параллельных борозд, а в Море Облаков найдите сброс - Прямую Стену. Слева от Моря Облаков в материковой части выделяется цепочка из трех кратеров, размеры которых превышают 100 км. Средний из них Альфонс, известен тем, что в 1957 г. там наблюдалось свечение, зарегистрированное на спектрограммах. Самый яркий кратер с мощной лучевой системой назван в честь астронома Тихо Браге, составившего таблицы перемещения планет, на основе которых Кеплер вывел законы движения планет.

Горные образования на Луне представляют собой части колец, окаймляющих круговые моря. Еще в середине семнадцатого века польский астроном Ян Гевелий предложил называть горы на Луне такими же именами, как и на Земле. Вокруг Моря Дождей расположены Альпы, Кавказ, Апеннины, Карпаты, Юра. Море Нектара окружено горами Алтай и Пиренеи. Горы Кордильеры и горы Рука окружают Море Восточное. Самые высокие горы на Луне, по-видимому, Апеннины: там высота отдельных хребтов достигает 5,6 км над поверхностью соседнего Моря Дождей. Горы Юра возвышаются над Заливом Радуги на 5 км, в то время как в Карпатах лишь отдельные горки достигают высоты 2 км над окружающей местностью.

Преобладающей формой рельефа Луны являются кратеры. Если вал кратера четкий, хорошо сохранившийся, то это признак относительной молодости, а кратеры с разрушенными валами - более старые. Крупные кратеры часто имеют на дне центральную горку и террасы на внутренних склонах, например, кратеры Коперник и Аристарх. У старых кратеров горки и террасы встречаются реже. Особую группу составляют кратеры с лучевыми системами, представляющими собой длинные светлые полосы, радиально исходящие от вала кратера. Лучи можно видеть не всегда, а лишь при определенных условиях освещения поверхности. Наиболее четко эти образования проявляются в полнолуние. При других фазах они менее заметны, а в областях, близких к терминатору, не наблюдаются вовсе. Лучи встречаются как у крупных кратеров, например, Тихо диаметром 87 км, так и у небольших, но обязательно молодых. Кратеров с лучевыми системами на Луне несколько десятков.

Долины - отчетливо выраженные обособленные впадины шириной в несколько километров и протяженностью в десятки и сотни километров - встречаются на склонах обширных горных областей (например, Альпийская долина), а также в материковых районах (например, долина Рейта). Более узкие, длинные, но не обрывистые ложбины, сохраняющие на всем протяжении одинаковую ширину называют бороздами (например, борозды Сирсалиса). Они часто тянутся на сотни километров вне зависимости от рельефа поверхности. Обрывистые разломы называют трещинами. В морях иногда встречаются уступы - типичные сбросы; например, в Море Облаков звестен уступ Прямая Стена.

На обратной стороне Луны особое внимание привлекают очень крупные кольцевые структуры, диаметром более 300 км, названные бассейнами. Самые большие из них, такие как Море Восточное, Герцшпрунг, Аполлон, Королев, Море Москвы и другие имеют помимо внешнего вала еще и внутренний, диаметр которого, как правило, вдвое меньше внешнего. Иногда внутренние кольца сильно разрушены.

Любопытно, что некоторые крупные бассейны обратной стороны Луны являются антиподами морей видимой стороны. Например, Королев - антипод Моря Изобилия, а Герцшпрунг - Моря Спокойствия.

К северо-востоку от Моря Восточного радиально отходят гигантские цепочки кратеров, простирающиеся на расстояния до тысячи километров. Диаметр кратеров, входящих в эти цепочки, составляет в среднем 10-20 км. Три самые протяженные цепочки получили названия ГДЛ (Газодинамическая лаборатория), ГИРД (Группа изучения реактивного движения) и РНИИ (Реактивный научно-исследовательский институт). Эти три научные организации внесли основной вклад в развитие ракетостроения в нашей стране.

Кратеры, отдельные горные вершины (пики, мысы), а также гряды называют (посмертно) именами астрономов и выдающихся ученых других специальностей. Исключением стали 12 кратеров, названных в честь живущих космонавтов и астронавтов. Все предложенные наименования утверждает Международный астрономический союз. Общее правило планетной номенклатуры - не использовать имена политических и религиозных деятелей, полководцев и философов XIX и XX вв.

Карты Луны используют для решения важных научных и практических задач: восстанавливают историю лунной поверхности, планируют экспедиции на Луну.

Ж.Ф. Родионова

Океан Бурь Oceanus Procellarum

Море Дождей Mare Imbrium

Море Спокойствия Mare Tranquillitatis

Море Островов Mare Insularum

Море Холода Mare Frigoris

Море Изобилия Mare Fecunditatis

Море Ясности Mare Serenitatis

Море Облаков Mare Nubium

Море Кризисов Mare Crisium

Море Влажности Mare Humorum

Море Смита Mare Smythii

Залив Росы Sinus Roris

Море Нектара Mare Nectaris

Море Познанное Mare Cognitum

Озеро Вечности Lacus Temporis

Озеро Сновидений Lacus Somniorum

Море Краевое Mare Marginis

Море Паров Mare Vaporum

Озеро Весны Lacus Veris

Залив Центральный Sinus Meridiani

Залив Зноя Sinus Aestum

Залив Радуги Sinus Roris

Залив Любви Sinus Amoris

Болото Эпидемий Palus Epidemiarum

Море Гумбольдта Mare Humboldtianum

Озеро Суровости Lacus Asperitatis

Залив Согласия Sinus Concordiae

Море Волн Mare Undarum

Болото Гниения Palus Putredinis

Озеро Смерти Lacus Mortis

Озеро Превосходства Lacus Excellentiae

Озеро Благоговения Lacus Tumoris

Море Пены Mare Spumans

Море Змеи Mare Anguis

Озеро Печали Lacus Doloris

Озеро Радости Lacus Gaudii

Залив Славы Sinus Honoris

Залив Лунника Sinus Lunicus

Залив Успеха Sinus Successus

Озеро Счастья Lacus Felicitatis

Озеро Нежности Lacus Lenitatis

Озеро Надежды Lacus Spei

Залив Верности Sinus Fidei

Озеро Ненависти Lacus Odii

Озеро Настойчивости Lacus Perseverantiae

Озеро Зимы Lacus Hiemalis