Наблюдение лунных кратеров. Крупнейшие кратеры луны

В сегодняшней статье мне бы хотелось рассказать Вам, немного о нашей спутнице, Луне. Селена, как ее еще называют, является самым ярким объектом на ночном небе и всегда приковывала внимание людей к себе. Так же астролюбители ее называют «самым благодарным» объектом наблюдения! Я бы тоже хотел присоединится к этому выражению и заметить, что столько эмоций, столько интереса, при телескопических наблюдениях, мало какой объект на небе способен подарить.

Этот снимок, в гигантском размере , был снят через 200мм телескоп совместно с Алексеем Юрченко, близ пос. Измайловка. Являет собой мозаику из 19 кадров.

Приятного просмотра!

Немного о Луне.

Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца, так что постоянно одна половина Луны, обращенная к Солнцу, освещена, а другая погружена во мрак.
Изучение лунных пород, доставленных на Землю, позволило оценить возраст Луны методом радиоактивного распада. Камни на Луне стали твердыми около 4,4 млрд. лет назад. Согласно теории российского астронома Евгении Рускол, Луна сформировалась из остатков протопланетного вещества, окружавшего молодую Землю. Иную теорию разработал американский астроном Алистер Камерон: он считает, что Земля на стадии формирования столкнулась с крупным небесным телом. Выброшенные в результате столкновения обломки объединились в наш спутник.

Когда можно увидеть Луну.

Нередко люди считают, что Луна поднимается в небо только по ночам; на самом же деле, если небо чистое, то слабо светящуюся Луну часто можно видеть и днем. Время восхода Луны день ото дня становится все более поздним. Сразу после новолуния Луна восходит вслед за Солнцем. Через неделю, когда проходит первая четверть цикла, Луна поднимается в полдень, а полная Луна встает на закате Солнца.

Приливы и отливы знакомы каждому, кто живет или бывал на океанских или морских побережьях. Дважды в день уровень океанских вод поднимается и снижается, причем кое-где на весьма значительную величину. Каждый день прилив наступает на 50 минут позднее, чем в предыдущий. Что заставляет океанские воды подниматься на берег и уходить обратно? Во всем виновата Луна.

Луна удерживается на своей орбите вокруг Земли по той причине, что между двумя этими небесными телами существуют силы тяготения, притягивающие их друг к другу. Земля все время стремится притянуть к себе Луну, а Луна притягивает к себе Землю.

Поскольку океаны представляют собой большие массы жидкости и могут течь, они легко деформируются под влиянием сил притяжения Луны, принимая форму лимона. Шар из твердых горных пород, которым является Земля, остается в середине. В результате на той стороне Земли, что обращена к Луне, возникает водяная выпуклость и другая такая же выпуклость - с противоположной стороны. Поскольку твердая Земля вращается вокруг своей оси, на берегах океана возникают приливы и отливы, это происходит дважды в течение каждых 24 часов 50 минут, когда берега океанов проходят через водяные бугры. На этот раз длина периода больше 24 часов из-за того, что и сама Луна тоже движется по своей орбите. В заливах и устьях рек приливы и отливы бывают значительнее, чем в других местах, так как в узких проходах морская вода собирается, как в воронках.

Итальянский астроном Джованни Риччолли в XVII веке присвоил возвышенностям и впадинам на Луне названия: Альпы, Апеннины и Кавказ, Океан Бурь, моря Дождей, Холода и Спокойствия, кратеры Тихо, Пифагор, Птолемей и т.д. По предложению советских астрономов Международный астрономический союз поместил на первую карту обратной стороны Луны 18 названий вновь открытых образований. Так появились на Луне Море Москвы, кратеры Герц, Курчатов, Ломоносов, Максвелл, Менделеев, Склодовская-Кюри, Циолковский.

Конечно, никаких морей на Луне нет. Лунные моря совершенно сухие и представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Луна – безжизненное тело, лишенное атмосферы, морей и океанов. На протяжении лунных суток температура поверхности может изменяться на 300 градусов (от –170° C до +130° C). При таких условиях вода в жидком состоянии находиться не может.

Кратеры.

У всехт лунных кратеров ударная природа возникновения. Всё это - следы сверхдолгой космической бомбардировки, которые Луна маниакально сохраняет себе на память. Кратеров на ней - неисчислимо много, собственно, почти вся поверхность - причём старые кратеры забиваются новыми почти до неузнаваемости. Кратеры бывают большие и маленькие, светлые и тёмные, молодые и старые, с лучами и без.
Называют кратеры именами разных великих учёных, по возможности связанных с астрономией. Идею эту ввели ещё те самые итальянцы-картографы XVII века - Джованни Риччоли и Франческо Гримальди - чьи названия лунных объектов прижились лучше всего.

И так взглянем на легкую версию карты Луны, обратите внимание на всякие точки и царапины.


Лучше всего видны светлые точки - это они и есть, в смысле кратеры. Причём именно молодые. Дело в том, что поверхность морей - это базальт, застывшая лава - тёмная сама по себе. Обычная материковая поверхность - серенькая, на неё действует солнечная радиация, из-за которой она темнеет. А то, что выкапывается ударом астероида - оно светлое, это внутренность лунной коры.

Начнём с самого заметного лунного кратера - кратера Тихо. Это такой «пупок» Луны. Навроде затычки в надувном шаре.

Диаметр его 85 километров (не самый большой), но в него можно, например, целиком засунуть город Стамбул, и ещё место останется.

Кратер Тихо из молодых - ему 108 миллионов лет - он яркий и свежий. От него расходятся хорошо видимые лучи - это следы выбросов лунной породы после удара. Стукнуло сильно, поэтому и летело далеко; некоторые лучи протянулись на тысячи километров и видны аж на Море Ясности и дальше.

В центре кратера - характерная горка. Когда в Луну влетает что-нибудь больше 26 километров в диаметре, в месте удара твёрдая порода начинает вести себя, как жидкость. Фотографии, как капля падает в воду, надеюсь, все видели? В Луне происходит примерно то же самое - и после удара поверхность вспучивается обратной затухающей волной.

Назван кратер в честь знаменитого датского астронома и алхимика Тихо Браге, который жил во второй половине XVI века и умудрился создать первый в истории научный астрономический центр - Ураниборг. Кроме этого, он первым выяснил природу комет, с помощью собственных изобретённых инструментов повысил точность наблюдений неба на порядок, спас от гонений Иоганна Кеплера - и ещё массу всего прочего героического совершил.

Про Тихо Браге ходит дурацкая детская легенда, которую мне ещё мама в детстве рассказывала. Будто бы он умер на королевском приёме, прямо за обеденным столом. Очень писать хотел, но стеснялся выйти - вот мочевой пузырь и порвался. А это как бы несовместимо с жизнью. Непонятно, откуда взялся этот бред, может быть, даже тянется с 1601 года: болезнь астронома протекала столь стремительно (11 дней), что многие тогда заподозрили неладное и стали предлагать версии одни глупее других. До сих пор, кстати, возятся с останками, не могут определить точно причину смерти.

Следующий кратер - как раз имени того молодого немецкого математика, которого выписал к себе Тихо Браге за год до своей странной кончины. Иоганн Кеплер приехал по приглашению заменитого астронома в Прагу в 1600 году - и остался там жить. На основе исключительно точных для своего времени материалов, оставшихся от Тихо Браге, Кеплер вывел законы движения планет, которые актуальны и по сей день. Они так и называются - Законы Кеплера, и благодаря им гелиоцентрическая система мира получила окончательное научное подтверждение.

Если присмотреться к кратеру Кеплера - тоже видна система лучей, хоть и не такая бешеная, как у Тихо. Диаметр его 32 километра. Он примерно того же времени образования, но чуть постарше. От Тихо к Кеплеру чётко тянется один из лучей - всё, как в жизни.

А вот рядом с Кеплером хорошо виден кратер Коперник, тоже из молодых и с лучами. Кто такой польский астроном Николай Коперник, автор концепции «Солнце - в центре», рассказывать, наверное, не надо. Имя этому кратеру, как и вышеперечисленным, дал в 1651 году всё тот же Джованни Риччоли, итальянский иезуит и астроном.

То, что «выкопало» Коперника, глубоко взрыло материковую породу под уровнем базальтового моря - поэтому он один весь такой «умный в белом пальто стоит красивый».

Диаметр Коперника - 95 километров, лучи тянутся на 800 километров, возраст его - 80 миллионов лет. В селенохронологии по кратеру Коперника отсчитывают целую эпоху в истории Луны, которая тянется по сей день и так и называется - «коперниковская эпоха». К этой эпохе относятся все яркие кратеры с целой лучевой системой. При этом сам Коперник образовался почти в самом её конце.

Левее этих достойных во всех отношениях кратеров располагается кратер Аристарх. Это самая яркая область на Луне - что даже на такой поганой фотке чётко видно. Диаметр его - 45 километров, возраст - 450 миллионов лет.

Назван он в честь древнегреческого астронома III века до н.э. Аристарха Самосского, который, как ни странно, тоже считается автором концепции «Солнце - в центре». Знал ли Коперник о его идее - считается неустановленным.

Аристарх - самый загадочный кратер Луны по всем наблюдениям. Во-первых, в нём очень сложная структура дна. Во-вторых, из него зафиксирован переменный поток альфа-частиц (залежи радона). И в-третьих, Аристарх является рекордсменом по так называемым кратковременным лунным явлениям (КЛЯ), которые пока не имеют никакого объяснения. Это не просто искорки от метеоритов, а посложнее вещи: изменяющиеся пятна, изменение яркости, затуманивание, разноцветное свечение и прочая. В 1970 году было описано, как три ночи подряд в Аристархе на 10 секунд появлялось голубое пятно. Потом на 10 секунд пропадало. И опять появлялось. Чорт его знает, что.

В общем, если наладить бытовой телескоп на балконе и заняться прицельным наблюдением за Аристархом, есть хороший шанс оказаться свидетелем тому, что человечество не в состоянии объяснить.

Вот он, красавец, на фото NASA 2012 года (солнце слева):

Чуть выше центра лунного диска, возле границ Моря Ясности, располагается пара примерно одинаковых кратеров с примерно одинаковыми названиями - Манилий и Менелай.
Марк Манилий - римский астролог I века н.э., известен в истории мира первой книгой по астрологии. Называлась она «Астрономикон» и была вся в стихах по моде того времени.
А Менелай - не рогатый муж Елены из поэмы Гомера, а совсем даже Менелай Александрийский, древнегреческий математик и астроном, живший в то же время, что и Манилий. Знаменит Менелай своим трудом «Сферика», в котором изложил законы расчётов треугольников, лежащих на шаре.

И остались два последних кратера из хорошо заметных - слева и справа по сторонам лунного диска, как гвоздики. Гвоздик тёмный слева - кратер Гримальди, а справа светлый - Лангрен.
Про Франческо Гримальди я уже излагал выше. Физик, монах-иезуит, тот, кто на пару с Джованни Риччоли дал все основные названия лунным объектам. Надо сказать, что недалеко от него есть кратер и его коллеги, но он плохо заметен.

В кратере Гримальди зафиксирован самый тёмный цвет поверхности Луны. Это один из самых древних кратеров, его образование относят к Донектарскому периоду.

Придворный астроном и картограф испанского короля фламандец Микаэль ван Лангрен, живший в XVII веке, как и итальянцы-иезуиты, тоже занимался лунной топографией и давал свои названия разным объектам. Другое дело, что почти все они не сохранились - кому интересны имена чиновников того времени. Неудачный выбор. А вот кратер, который он назвал собственным именем, неожиданно сохранил своё название до сегодняшних дней.

И последнее - из современного ажиотажа вокруг Луны. Термин «суперлуние» - действительно существует в астрономии. Означает он совпадение полнолуния и перигея лунной орбиты. Орбита нашего спутника - не ровный круг с Землёй в центре, а эллипс. И Земля при этом - не в центре. Поэтому Луна то приближается к нам (максимально близкая точка орбиты - перигей), то отдаляется (самая далёкая точка - апогей). Но даже в этом самом перигее - видимый лунный диск увеличивается не больше, чем на 14%. А зрительный эффект увеличения размеров Луны происходит обычно всегда, когда она низко над горизонтом. В этом случае атмосфера работает, как линза.

Но никак не «вдвое больше обычного», как подают некоторые безграмотные СМИ.
Более того, Луна постепенно отходит от Земли со скоростью примерно 4 сантиметра в год - это следствие истории её образования (теория гигантского столкновения).

Фото подготовлено для группы

Есть пара основных теорий относительно того, что является причиной образования кратеров на Луне. Одна из них основана на ударах метеоритов о поверхность спутника. Вторая базируется на том, что внутри этого небесного тела происходят некие процессы, схожие по своей сути с извержениями вулканов. И вот именно они и есть настоящая причина. Обе теории достаточно спорные, и ниже будет рассказано, почему именно могло произойти такое образование кратеров. Луне свойственны загадки, большую часть которых человечество не решило до сих пор. И это - одна из них.

Кратко о Луне

Как известно, этот спутник вращается вокруг планеты Земля в относительно стабильном режиме, периодически немного приближаясь или отдаляясь. По современным данным, попутно Луна постепенно улетает от нас все дальше в космос. Примерно такое движение оценивают в 4 сантиметра за год. То есть ждать, пока она улетит достаточно далеко, можно очень долго. Луна влияет на точнее - провоцирует их. То есть если бы спутника не было, то и такой активности океанов и морей тоже не было бы. С тех пор, когда люди впервые начали пристально вглядываться в небо и изучать это небесное тело, встал вопрос о том, что собой представляют кратеры на Луне. Прошло уже очень много времени с тех первых попыток понять неизведанное, но и по сей день существуют только теории, которые пока ещё не были ничем фактически подтверждены.

Возраст и цвет кратеров

Особенностью таких образований на поверхности спутника является их расцветка. Кратеры на Луне, которые были образованы несколько миллионов лет назад, считаются молодыми. Они выглядят более светлыми по сравнению с остальной поверхностью. Другие их виды, возраст которых вообще не поддается исчислению, уже потемнели. Это все объясняется достаточно просто. Внешняя поверхность спутника достаточно темная за счет постоянного воздействия радиации. А вот внутри Луна светлая. Как следствие, при ударе метеорита выбрасывается наружу светлый грунт, тем самым образуя сравнительно белое пятно на ее поверхности.

Самые большие кратеры Луны

С древних времен возникла традиция давать различные названия небесным телам. В данном случае это касается самих кратеров. Так, каждый из них носит имя одного из ученых, которые так или иначе, но двигали науку о космосе вперед. Наиболее заметным из сравнительно молодых кратеров является тот, который зовется Тихо. Визуально он похож на некий «пупок» нашего спутника. Образование кратеров на Луне такого типа, скорее всего, действительно произошло из-за столкновения с ее поверхностью очень крупного метеорита. В данном случае название произошло от Тихо Браге, который был в свое время очень известным астрономом. Это молодой кратер, диаметр которого - 85 километров, а возраст - около 108 миллионов лет. Другое заметное образование подобного рода имеет диаметр «всего» 32 км и носит имя Кеплера. По степени заметности дальше идут: Коперник, Аристарх, Манилий, Менелай, Гримальди и Лангрен. Все эти люди в той или иной мере относились к развитию науки, а потому по праву запечатлены в истории таким образом.

"Ударная" теория

Итак, вернемся к теориям о том, что является причиной образования кратеров на Луне. Самая распространенная и достоверная из них подразумевает, что в далекие времена на поверхность нашего спутника падали огромные метеориты. В целом, судя по различным данным, это действительно было именно так, однако тут встает другой вопрос. Если такое происходило, то как настолько большие метеориты облетали нашу планету и врезались целенаправленно именно в спутник? То есть если бы шел разговор о той стороне небесного тела, которая направлена в космос, то все было бы понятно. А вот с повернутой к планете частью получается, что бомбардировка спутника шла напрямую с поверхности Земли, чего по официальной истории быть просто не могло.

Теория внутренней активности

Это вторая вероятная причина образования кратеров на Луне. Учитывая, насколько мало мы знаем даже о самом ближайшем к нам космическом теле, она также вполне реальна. Подразумевается, что в древние времена (те же многие миллионы лет назад) внутри спутника происходила вулканическая активность. Или что-то, что может быть на нее похоже. И кратеры являются как раз следствием подобных событий, что в целом тоже похоже на правду. Непонятно, происходит ли нечто подобное там сейчас, и если да, то почему человечество это не наблюдает. А если нет - то почему прекратилось. Как и в любой другой ситуации с космосом, всегда возникает больше вопросов, чем ответов. В целом, можно предположить, что Луна в свое время переживала примерно такой же период вулканической активности, который был и на нашей планете. Постепенно ситуация стабилизировалась, а сейчас практически незаметна или вообще отсутствует. Если брать такую аналогию, то это тоже вполне возможно. К сожалению, получить однозначный ответ можно будет только тогда, когда люди, наконец, приступят к изучению космоса более детально и подробно.

Необъяснимые особенности

В принципе, все понятно с тем, какие могли быть причины. Кратеров на Луне настолько много, что, возможно, верны обе теории. Однако есть некие особенности, которые не укладываются ни в одну из них. К ним относятся различные регулярно возникающие на поверхности нашего спутника, в частности именно в кратерах. Из них то начинает исходить странное излучение, то возникают необъяснимые цветные пятна и так далее. До сих пор никто даже не может предположить, что это такое. Возможно, дело в том материале, из которого состоял метеорит, или же в том, что вырвалось наружу из внутренней части спутника.

Кратеры на Луне и причина их образования

А теперь вернемся к самой теории возникновения этого небесного тела. Официальная версия, если можно так выразиться, гласит о том, что Луна образовалась в результате столкновения спутника с поверхностью Земли. Потом она как бы отскочила обратно в космос и там зависла, зафиксированная притяжением планеты. Возможно, что-то подобное действительно происходило, но, скорее всего, объект, который врезался в Землю, был полностью разрушен. От удара поднялось огромное количество пыли, скорость движения которой была настолько высока, что она вышла на орбиту планеты. Постепенно этот материал спрессовывался друг с другом, и в конечном варианте сформировал спутник.

Это объясняет то, как действительно были образованы кратеры на Луне, на той ее части, которая повернута к нашей планете. Так, сначала пыль сформировала небольшие объекты, которые постепенно сталкивались друг с другом и соединялись, становились все больше и больше. Со временем была создана некая основа самого большого размера из всех возможных в такой ситуации. Уже в нее летающее на орбите огромное количество других, более мелких частиц и начало врезаться, реагируя на образовавшуюся силу притяжения. Естественно, среди таких элементов были и настолько большие, которые создали известные нам сейчас кратеры.

Итог

Космос представляет собой сплошную загадку. Люди пока не имеют возможности изучить все настолько тщательно, чтобы вопросы отпали. Это касается как других галактик или звездных систем, так и самого ближайшего к нам небесного тела. Возможно, в ближайшем будущем ситуация изменится, ведь сейчас активно ведется подготовка к строительству базы на Луне, изучению Марса и так далее.

Герцшпрунг — самый большой лунный кратер, его диаметр 591 км, глубина 4,5 км. Он находиться на обратной стороне Луны, поэтому он не виден с Земли.

Герцшпрунг образовался в результате столкновения с крупным космическим телом. Удар был настолько мощным, что на поверхности образовались кольца, две стены, высотой до 1 км. В настоящий момент он сильно поврежден в результате падения на его поверхность более поздних космических объектов. Из-за таких падений на поверхности самого большого лунного кратера образовались более мелкие кратеры. Самые крупные из них это: кратер Майкельсона (диаметр 123 км) расположенный на северо-востоке, кратер Вавилов (диаметр 98 км) в западной части и кратер Лукреция (диаметр 63 км) в юго-восточной части.

Назван самый большой кратер на Луне в честь датского химика и астронома Эйнара Герцшпрунга. Американские космонавты дали кратеру неофициальное название «Гелрут».

На обратной стороне Луны расположено большое количество крупных кратеров: Аполлон (537 км), Королев (437 км), Биркхоф (345 км), Планк (314 км), Менделеев (313 км), и Шредингер (312 км).

На видимой стороне Луны также имеются крупные ударные структуры, однако в результате вулканических извержений, эти кратеры заполнились лавой, которая затвердела и превратилась в темную твердую породу, которую принято называть морями, а не кратерами. На обратной стороне Луны вулканических извержений не происходило, поэтому кратеры остались в первозданном виде.

На Луне существует огромное количество кратеров (около 500 тыс.), которые практически не изменились и даже многие самые древние кратеры остались в первозданном виде. Такое стало возможным из-за отсутствия на Луне воды, атмосферы и серьезных геологических процессов.

Однако самый большой лунный кратер — это бассейн (гигантская впадина) Южный полюс-Эйткен, который имеет диаметр 2500 км и глубину 12 км. Впадина простирается почти на четверть окружности Луны и является самой большой ударной структурой в Солнечной системе. Бассейн был назван в честь его двух противоположных сторон: южного полюса Луны с одной и кратера Эйткен на севере с другой стороны.

Самая большая структура на Луне, официально внесенная в список кратеров, — Герцшпрунг, его диаметр составляеи 591 км, и расположен он на обратной стороне Луны, именно поэтому не виден с Земли. Этот кратер представляет собой многокольцевую ударную деталь. Подобные ударные структуры на видимой стороне Луны позже были заполнены лавой, которая, отвердев, превратилась в темную твердую породу. Эти детали теперь обычно называют морями, а не кратерами. Однако на обратной стороне Луны таких вулканических извержений не происходило. В результате на обратной стороне по сравнению с видимой имеется гораздо больше крупных ударных структур, которые зарегистрированы как «кратеры».
Назван самый большой кратер Луны в честь Эйнара Герцшпрунга, датского химика и астронома. В 1970 году, когда пришла пора давать лунному объекту имя, Международным Астрономическим Союзом рассматривался длинный список названий. Из которых имя Герцшпрунга посчитали наиболее достойным. В 1910 году Эйнар Герцшпрунг и Генри Рассел независимо друг от друга разработали Диаграмму, которая теперь называется Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, и демонстрирует зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды. И теперь без этой диаграммы космические исследования трудно даже представить.
Ранее среди американских космонавтов кратер Герцшпрунг носил неофициальное название Гелрут. Полюбоваться же самым большим кратером на Луне долгое время широкой публике не удавалось. Ни одной из миссий «Аполлона», например, экипаж которых фотографировал Луну и Землю с Луны, ни разу не удалось сфотографировать Герцшпрунг – каждый раз во время фотосессии он оказывался в темноте, то есть в нефотографируемой зоне. В противовес – диаметрально противоположная Герцшпрунге часть Луны известна как самая фотографируемая часть спутника.
Герцшпрунг представляет собой вмятину в Луне. Удар космического тела был настолько силен, что поверхность пошла кольцами. В результате чего у кратера появились сразу две стены. Высота которых порой превышает тысячу метров. Глубина же кратера достигает до 4 500 метров. Был бы Герцшпрунг, наверное, еще прекраснее, но его стенки, особенно наружные, повреждены, к сожалению, другими космическими катастрофами, другими более мелкими кратерами.
Примечательны также и другие кратеры Луны. Так в южной части диска видимой стороны спутника Земли расположен кратер Тихо (диаметр D = 80 км, глубина 3500 м, высота вала около 2000 м). При большом фазовом угле этот молодой кратер ничем не отличается от соседних кратеров, однако в полнолуние он обнаруживает яркую лучевую систему. Эта система самая мощная на Луне; один из его лучей хорошо прослеживается даже в Море Ясности. Лучевая система Тихо возникла при образовании кратера, в результате взаимодействия ударных выбросов с лунной поверхностью. Причиной необычных фотометрических свойств лучевых систем молодых кратеров является в основном вскрытие нижележащего (более светлого) материала вторичными ударами, сопутствующими выбросам. Кратер Тихо окружен темным кольцом-ореолом, хорошо заметным вблизи полнолуния. Это кольцо имеет также небольшой избыток красного цвета. Снимки высокого разрешения показывают, что вал этого кратера заметно разрушен, хорошо видны террасы, рельеф в окрестности кратера в масштабе десятков и сотен метров очень сложный.
Кратер Коперник (D = 90 км), также является очень заметным образованием на лунном диске. Этот кратер старше кратера Тихо. Он имеет лучевую систему, но более слабую, чем у кратера Тихо. Эта система также хорошо видна вблизи полнолуния. Глубина ровного дна и высота вала кратера Коперник относительно окружающей местности составляют 1600 и 2200 м соответственно. Изображение высокого разрешения показывают, что вал этого кратера сильно террасирован. Как в случае кратера Тихо, это террасирование имеет гравитационно-тектоническую природу. Террасы представляют собой мегаоползни шириной в километры и протяженностью в десятки километров, смещенные друг относительно друга по вертикали на сотни метров. С помощью спектральных измерений в материале вала и днища кратера Коперник были обнаружены типичные для лунного материкового вещества ассоциации минералов: полевошпатовый материал с преобладанием низко-кальциевого пироксена. Однако на трех участках довольно разрушенной центральной горки пироксен не был найден (по крайней мере, его меньше 5 %); в качестве главного компонента здесь выявлен оливин. Источник материала центральной горки, по-видимому, находится глубже, чем источники материала других частей кратера.
Не менее знаменит и кратер Аристарх (D = 35 км). Этот кратер является сравнительно молодым. Он образовался на морской поверхности. При его образовании был пробит слой затопления морским материалом, и вскрылась материковая подложка, т. е. более яркое материковое вещество было вынесено на морскую поверхность. Благодаря этому кратер Аристарх имеет сравнительно высокое альбедо и образует очень контрастную деталь на лунном диске. Поверхность внутри кратера неоднородна по составу и имеет сложную структуру. Возможно, из-за этого вид деталей внутри этого кратера очень изменчив – он сильно зависит от условий освещения кратера. Ранее такая изменчивость часто интерпретировалось как свидетельство проявления современной активности Луны. Кратер Аристарх образовался рядом с замечательной областью, которая называется плато Аристарх или пятно Вуда. Предполагается, что эта область является островом, сохранившимся при затоплении лавами бассейна Океана Бурь. Об этом говорит приподнятость плато Аристарх над уровнем окружающего моря и больший возраст (определенный по плотности распределения мелких кратеров) некоторых участков поверхности этого образования. Плато Аристарх пересекает долина Шретера. Ее длина составляет примерно 170 км, а ширина около 10 км.

Луна — единственный естественный спутник Земли. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планет Солнечной системы. Также является первым и единственным небесным телом, помимо Земли, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (0,00257 а.е).

Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе -12m,71. Освещённость, создаваемая полной Луной возле поверхности Земли при ясной погоде, составляет 0,25 — 1 лк.

Слово луна восходит к праслав. *luna < пра-и.е. *louksna? «светлая» (ж. р. прилагательного *louksnos), к этой же индоевропейской форме восходит и лат. luna «луна». Греки называли спутник Земли Селеной, древние египтяне — Ях (Иях).

С древних времён люди пытались описать и объяснить движение Луны, используя всё более точные теории.

Основой современных расчётов является теория Брауна. Созданная на рубеже XIX—XX веков, она объясняла движение Луны с точностью измерительных приборов того времени. При этом в расчёте использовалось более 1400 членов (коэффициентов и аргументов при тригонометрических функциях).

Современная наука может рассчитывать движение Луны и проверять расчёты на практике с ещё более высокой точностью. Так, для расчёта позиции Луны с точностью измерений лазерной локации применяются выражения с десятками тысяч членов и не существует предела количества членов в выражении, если потребуется ещё более высокая точность.

В первом приближении можно считать, что Луна двигается по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0549 и большой полуосью 384 399 км. Реальное движение Луны довольно сложно, при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких движений:

вращение вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,32166 суток, это так называемый сидерический месяц (то есть движение измерено относительно звёзд);
поворот плоскости лунной орбиты, её узлов (точек пересечения орбиты с эклиптикой) с периодом 18,6 лет. Движение прецессионное, то есть долготы узлов уменьшаются;
поворот большой оси лунной орбиты (линии апсид) с периодом 8,8 лет (происходит в противоположном направлении, чем указанное выше движение узлов, то есть долгота перигея увеличивается);
периодическое изменение наклона лунной орбиты по отношению к эклиптике от 4°59 до 5°19;
периодическое изменение размеров лунной орбиты: перигея от 356,41 Мм до 369,96 Мм, апогея от 404,18 Мм до 406,74 Мм;
постепенное удаление Луны от Земли вследствие приливного ускорения (примерно на 4 см в год), при этом непериодическая составляющая её орбиты представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.

Общее строение

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. Атмосфера практически отсутствует. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеороидов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

Толщина коры Луны меняется в широких пределах от 0 до 105 км.

Условия на поверхности Луны

Атмосфера Луны — крайне разрежена. Когда поверхность не освещена Солнцем, cодержание газов над ней не превышает 2,0·105 частиц/см? (для Земли этот показатель составляет 2,7·1019 частиц/см?), а после восхода Солнца увеличивается на два порядка за счёт дегазации грунта. Разреженность атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности планеты (от -160 °C до +120 °C)[источник не указан 59 дней], в зависимости от освещённости, хотя температура пород залегающая на глубине 1 м постоянная и равна?35 °C. Ввиду практического отсутствия атмосферы небо на Луне всегда чёрное со звёздами, даже когда Солнце над линией горизонта.

Земной диск висит в небе Луны почти неподвижно. Причины небольших ежемесячных колебаний Земли по высоте над лунным горизонтом и по азимуту (примерно по 7°) такие же, как у либраций. Угловой размер Земли в 3,7 раз больше, чем лунный при наблюдении с Земли, а закрываемая Землей площадь небесной сферы в 13,5 раз больше, чем закрываемая Луной. Степень освещённости Земли, видимая с Луны, обратно пропорциональна лунным фазам на Земле, в полнолуние c Луны видна неосвещённая часть Земли, и наоборот. Освещение отражённым светом Земли примерно в 50 раз сильнее, чем освещение лунным светом на Земле, максимальная видимая звёздная величина Земли на Луне составляет приблизительно?16m.

Приливы и отливы

Гравитационные силы между Землёй и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них — морские приливы и отливы. Если бы мы взглянули на Землю со стороны, мы увидели бы две выпуклости, находящиеся на противоположных сторонах планеты. Причём одна точка — со стороны, ближайшей к Луне, а другая — с противоположной стороны Земли, наиболее удалённой от Луны. В мировом океане этот эффект выражен намного сильнее, чем в твёрдой коре, поэтому выпуклость воды больше. Амплитуда приливов (разность уровней прилива и отлива) на открытых пространствах океана невелика и составляет 30—40 см. Однако вблизи берегов вследствие набега приливной волны на твёрдое дно, приливная волна увеличивает высоту точно так же, как обычные ветровые волны прибоя. Учитывая направление вращения Луны вокруг Земли, можно составить картину следования приливной волны по океану. Сильным приливам больше подвержены восточные побережья материков. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.

Хотя для земного шара сила тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем сила тяготения Луны, прили?вные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не от величины гравитационного поля, а от степени его неоднородности (градиента). При увеличении расстояния до источника поля градиент уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то и приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, слабее.

Магнитное поле

Считается, что источником магнитного поля планет является тектоническая активность. Например, у Земли поле создаётся движением расплавленного металла в ядре, у Марса — последствия прошлой активности.

«Луна-1» в 1959 году установила отсутствие однородного магнитного поля на Луне:24. Результаты исследований учёных Массачусетского технологического института подтверждают гипотезу, что у Луны было жидкое ядро. Это укладывается в рамки самой популярной гипотезы происхождения естественного спутника — столкновение примерно 4,5 миллиарда лет назад Земли с космическим телом размером с Марс, «выбило» из Земли огромный кусок расплавленной материи, который позже превратился в Луну. Экспериментально удалось доказать, что на раннем этапе существования у Луны было аналогичное земному магнитное поле.

Наблюдение Луны с Земли

Видимый диаметр Луны сравним с солнечным и составляет около половины градуса. Луна отражает только 7 % падающего на неё солнечного света. Так как Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет, с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности. (В фазах Луны, близких к новолунию, то есть в начале первой четверти и в конце последней четверти, при очень узком серпе можно наблюдать т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета). Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между Землёй, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз. Период времени между последовательными новолуниями составляет 29,5 дней (709 часов) и называется синодический месяц. То, что длительность синодического месяца больше, чем сидерического, объясняется движением Земли вокруг Солнца: когда Луна относительно звёзд совершает полный оборот вокруг Земли, Земля к этому времени проходит уже 1/13 часть своей орбиты, и чтобы Луна снова оказалась между Землёй и Солнцем, ей нужно дополнительно около двух суток.

Связь фаз Луны с её положением относительно Солнца и Земли. Зелёным цветом выделен угол, на который Луна повернётся с момента начала сидерического месяца до момента окончания синодического месяца.

Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Эта синхронизация вызвана трением приливов, которые производила Земля в оболочке Луны. Согласно законам механики, Луна ориентирована в поле тяготения Земли так, что на Землю направлена большая полуось лунного эллипсоида.

Лунные либрации

Явление либрации, открытое Галилео Галилеем в 1635 году, позволяет наблюдать около 52 % лунной поверхности. Дело в том, что вокруг Земли Луна обращается с переменной угловой скоростью вследствие эксцентриситета лунной орбиты (вблизи перигея движется быстрее, вблизи апогея медленнее), в то время как вращение спутника вокруг собственной оси равномерно. Это позволяет увидеть с Земли западный и восточный края обратной стороны Луны (оптическая либрация по долготе). Кроме того, в связи с наклоном оси вращения Луны к плоскости земной орбиты с Земли можно увидеть северный и южный края обратной стороны Луны (оптическая либрация по широте). Существует ещё физическая либрация, обусловленная колебанием спутника вокруг положения равновесия в связи со смещённым центром тяжести, а также в связи с действием приливных сил со стороны Земли. Эта физическая либрация имеет величину 0,02° по долготе с периодом 1 год и 0,04° по широте с периодом 6 лет.

Из-за неровностей рельефа на поверхности Луны во время полного солнечного затмения можно наблюдать чётки Бейли. Когда же, наоборот, Луна попадает в тень Земли можно наблюдать другой оптический эффект, она краснеет будучи подсвеченной рассеянным в атмосфере Земли светом.

Cеленология

Благодаря её размеру и составу Луну иногда относят к планетам земной группы наряду с Меркурием, Венерой, Землёй и Марсом. Поэтому, изучая геологическое строение Луны, можно многое узнать о строении и развитии Земли.

Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Под корой находится мантия и, возможно, малое ядро из сернистого железа (радиусом приблизительно 340 км и массой, составляющей 2 % массы Луны). Любопытно, что центр масс Луны располагается примерно в 2 км от геометрического центра по направлению к Земле. На той стороне, которая повёрнута к Земле, кора более тонкая.

Измерения скорости спутников «Лунар Орбитер» позволили создать гравитационную карту Луны. С её помощью были обнаружены уникальные лунные объекты, названные масконами (от англ. mass concentration) — это массы вещества повышенной плотности.

Луна не имеет магнитного поля, хотя некоторые из горных пород на её поверхности проявляют остаточный магнетизм, что указывает на возможность существования магнитного поля Луны на ранних стадиях развития.

Не имеющая ни атмосферы, ни магнитного поля, поверхность Луны подвержена непосредственному воздействию солнечного ветра. В течение 4 млрд лет водородные ионы из солнечного ветра внедрялись в реголит Луны. Таким образом, образцы реголита, доставленные миссиями «Аполлон», оказались очень ценными для исследования солнечного ветра. Этот лунный водород также может быть когда-нибудь использован как ракетное топливо.

В феврале 2012 года американские астрономы обнаружили на темной стороне Луны несколько геологических новообразований. Это свидетельствует о том, что лунные тектонические процессы продолжались ещё как минимум 950 миллионов лет после предполагаемой даты геологической «смерти» Луны.

Пещеры

Японским зондом Кагуя обнаружено отверстие в поверхности Луны, расположенное недалеко от вулканического плато Холмы Мариуса, предположительно ведущее в тоннель под поверхностью. Диаметр отверстия составляет около 65 метров, а глубина, предположительно, 80 метров.

Учёные считают, что подобные тоннели сформированы путём затвердевания потоков расплавленной породы, где в центре застыла лава. Данные процессы происходили в период вулканической активности на Луне. Подтверждением данной теории является наличие извилистых борозд на поверхности спутника.

Подобные тоннели могут послужить для колонизации, благодаря защите от солнечной радиации и замкнутости пространства, в котором проще поддерживать условия жизнеобеспечения.

Похожие отверстия имеются и на Марсе.

Сейсмология

Оставленные на Луне экспедициями «Аполлон-12», «Аполлон-14», «Аполлон-15» и «Аполлон-16» четыре сейсмографа показали наличие сейсмической активности. Исходя из последних расчетов учёных, лунное ядро состоит главным образом из раскалённого железа. Из-за отсутствия воды колебания лунной поверхности продолжительны по времени, могут длиться более часа.

Лунотрясения можно разделить на четыре группы:

• приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли.
• тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны,
• метеоритные — из-за падения метеоритов,
• термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.

Вода на Луне

В июле 2008 года группа американских геологов из Института Карнеги и Университета Брауна обнаружила в образцах грунта Луны следы воды, в большом количестве выделявшейся из недр спутника на ранних этапах его существования. Позднее большая часть этой воды испарилась в космос.

Российские учёные, с помощью созданного ими прибора LEND, установленного на зонде LRO, выявили участки Луны, наиболее богатые водородом. На основании этих данных НАСА выбрало место для проведения бомбардировки Луны зондом LCROSS. После проведения эксперимента, 13 ноября 2009 года НАСА сообщило об обнаружении в кратере Кабеус в районе южного полюса воды в виде льда.

Согласно данным, переданным радаром Mini-SAR, установленном на индийском лунном аппарате Чандраян-1, всего в регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьируется от 2 до 15 км. Сейчас у учёных уже нет никаких сомнений в том, что найденный лёд — это именно водный лёд.

Химия лунных пород

Состав лунного грунта существенно отличается в морских и материковых районах Луны. Лунные породы обеднены железом, водой и летучими компонентами.

Химический состав лунного реголита в процентах

Элементы	Доставлен «Луной-20»	Доставлен «Луной-16»
Кремний	20,0	20,0
Титан	0,28	1,9
Алюминий	12,5	8,7
Хром	0,11	0,20
Фтор	5,1	13,7
Магний	5,7	5,3
Кальций	10,3	9,2
Натрий	0,26	0,32
Калий	0,05	0,12

Селенография

Основные детали на лунном диске, видимые невооружённым глазом.
Z — «лунный заяц», A — кратер Тихо, B — кратер Коперник, C — Кратер Кеплер, 1 — Океан Бурь, 2 — Море Дождей, 3 — Море Спокойствия, 4 — Море Ясности, 5 — Море Облаков, 6 — Море Изобилия, 7 — Море Кризисов, 8 — Море Влажности

Поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные моря, которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Большая часть поверхности покрыта реголитом. Лунные моря, под которыми лунными спутниками обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны.

Большинство кратеров на обращённой к нам стороне названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв. На обратной стороне Луны расположена огромная впадина (бассейн) диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, рилли (от нем. Rille — борозда, жёлоб) — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

Происхождение кратеров

Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 80-х годов XVIII века. Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная.

Следуя постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

До 20-х годов XX века против метеоритной гипотезы выдвигали тот факт, что кратеры имеют круглую форму, хотя косых ударов по поверхности должно быть больше чем прямых, а значит при метеоритном происхождении кратеры должны иметь форму эллипса. Однако в 1924 году новозеландский учёный Джиффорд впервые дал качественное описание удара о поверхность планеты метеорита, двигающегося с космической скоростью. Получалось, что при таком ударе большая часть метеорита испаряется вместе с породой на месте удара, и форма кратера не зависит от угла падения. Также в пользу метеоритной гипотезы говорит то, что совпадает зависимость количества лунных кратеров от их диаметра и зависимость количества метеорных тел от их размера. Чуть позже, в 1937 году, данную теорию привёл к обобщённому научному виду советский студент Кирилл Петрович Станюкович, впоследствии ставший доктором наук и профессором. Данная «взрывная теория» разрабатывалась им самим и группой учёных с 1947 по 1960 года, а дорабатывалась в дальнейшем и другими исследователями.

Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь, были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.

Благодаря столкновению Луны с астероидом мы можем наблюдать с Земли метеоритные кратеры на Луне. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.

Внутренняя структура

Луна — дифференцированное тело, она имеет геохимически различную кору, мантию и ядро. Оболочка внутреннего ядра богата железом, она имеет радиус 240 км, жидкое внешнее ядро состоит в основном из жидкого железа с радиусом примерно 300—330 километров. Вокруг ядра находится частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 480—500 километров. Эта структура, как полагают, появилось в результате фракционной кристаллизации из глобального океана магмы вскоре после образования Луны 4,5 миллиарда лет назад. Лунная кора имеет в среднем толщину ~ 50 км.

Луна второй спутник по плотности в Солнечной системе после Ио. Однако, внутреннее ядро Луны мало, его радиус около 350 км; это только ~ 20 % от размера Луны, в отличие от ~ 50 % у большинства других землеподобных тел. Состоит лунное ядро из железа, легированного небольшим количеством серы и никеля].

Карта Луны

Карта Луны обоих полушарий

Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерами разного размера — от сотен километров до пары миллиметров. Долгое время учёные не могли заглянуть на обратную сторону Луны, это стало возможно с развитием технологий. Сейчас учёные уже создали очень подробные карты обеих поверхностей Луны. Подробные лунные карты составляют для того, чтобы в ближайшем будущем подготовиться для высадки человека на Луну, удачного расположения лунных баз, телескопов, транспорта, поиска полезных ископаемых и т. п.

Происхождение Луны

Орбита луны за последние 4,36 миллиарда лет

До того, как учёные получили образцы лунного грунта, они ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна. Существовало три принципиально разных теории:

• Луна и Земля сформировались в одно и то же время из газо-пылевого облака;
• Луна образовалась в результате столкновения Земли с другим объектом;
• Луна сформировалась в другом месте и впоследствии была захвачена Землёй.

Однако новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, привела к созданию теории Гигантского столкновения: 4,36 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Хотя у этой теории тоже есть недостатки, в настоящее время она считается основной[неавторитетный источник?].

По оценкам, основанным на содержании стабильного радиогенного изотопа вольфрама-182 (возникающего при распаде относительно короткоживущего гафния-182) в образцах лунного грунта, в 2005 году учёные-минералоги из Германии и Великобритании определили возраст лунных пород в 4 млрд 527 млн лет (±10 млн лет), а в 2011 году её возраст был определён в 4,36 млрд лет (±3 млн лет). Это самое точное на сегодняшний день значение.

Исследования Луны

Дедал (кратер). Диаметр: 93 км Глубина: 3 км (фото НАСА)

Луна привлекала внимание людей с древних времён. Во II в. до н. э. Гиппарх исследовал поведение Луны в звёздном небе, определив наклон лунной орбиты относительно земной эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли, а также выявил ряд особенностей движения.

Выведенную Гиппархом теорию развил впоследствии астроном из Александрии Клавдий Птолемей во II в. н. э., написав об этом книгу «Альмагест». Данная теория множество раз уточнялась, и в 1687 году, после открытия Ньютоном закона всемирного тяготения, из чисто кинематической, описывающей геометрические свойства движения, теория стала динамической, учитывающей движение тел под действием приложенных к ним сил.

Изобретение телескопов позволило различать более мелкие детали рельефа Луны. Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным тёмным областям, именовав их «морями», чем мы и пользуемся до сих пор. Данные топонимы отражали давнее представление, будто погода на Луне схожа с Земной, и тёмные участки якобы были заполнены лунной водой, а светлые участки считались сушей. Однако в 1753 году хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы. Дело в том, что при покрытии звёзд Луной, те исчезают мгновенно. Но если бы у Луны была атмосфера, то звезды бы погасали постепенно. Это свидетельствовало о том, что у спутника нет атмосферы. А в таком случае жидкой воды на поверхности Луны быть не может, так как она мгновенно бы испарилась.

С лёгкой руки того же Джованни Риччиоли кратерам стали давать имена известных учёных: от Платона, Аристотеля и Архимеда до Вернадского, Циолковского и Павлова.

XIX век

Фотография Луны, сделанная Льюисом Резерфордом в 1865 году

Новым этапом исследования Луны стало применение фотографии в астрономических наблюдениях, начиная с середины XIX века. Это позволило более детально анализировать поверхность Луны по подробным фотографиям. Такие фотографии были сделаны, в частности, Уорреном де ла Рю (1852) и Льюисом Резерфордом (1865). В 1881 Пьер Жансен составил детальный «Фотографический атлас Луны».

В 1811 году французский астроном Франсуа Араго открыл явление поляризации света, отражённого поверхностью Луны. Причина данного явления заключается в наличии на поверхности раздробленного грунта, который отражает свет в целом лучше, чем окружающая его территория. Этим и объясняются светлые лучи вокруг тёмных лунных кратеров, оставленные выбросом грунта при ударе.

В 1822 году немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен обнаружил, а затем и сообщил об открытии лунного города, расположенного к северу от кратера Шрётер (англ.)русск., названного им Валлверк (сейчас это образование известно под названием Город Груйтуйзена). Это открытие вызвало большую сенсацию, и множество споров; после наблюдений более мощными телескопами, искусственная природа этого образования была опровергнута.

XX век

Первая фотография, сделанная Нилом Армстронгом на Луне.

С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.

Впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959 году, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности. Обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Размещённым здесь оптическим телескопам не пришлось бы пробиваться сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужила бы естественным щитом из твёрдых горных пород толщиной 3500 км, который надёжно прикрыл бы их от любых радиопомех с Земли.

В начале 1960-х годов было очевидно, что в освоении космоса США отстают от СССР. Дж. Кеннеди заявил — высадка человека на Луну состоится до 1970 года. Для подготовки к пилотируемому полёту НАСА выполнило несколько космических программ: «Рейнджер» — фотографирование поверхности, «Сервейер» (1966—1968) — мягкая посадка и съёмки местности и «Лунар орбитер» (1966—1967) — детальное изображение поверхности Луны.

Американская программа пилотируемого полёта на Луну называлась «Аполлон». Первая посадка произошла 20 июля 1969 года; последняя — в декабре 1972 года, первым человеком, ступившим на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг (21 июля 1969 года), вторым — Эдвин Олдрин. Третий член экипажа Майкл Коллинз оставался в орбитальном модуле. Таким образом, Луна — единственное небесное тело, на котором побывал человек, и первое небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю (США доставили 380 килограммов, СССР — 324 грамма лунного грунта).

«Восход Земли», впервые сфотографированный с лунной орбиты Аполлоном-8

Луноход-1 — первый автоматический планетоход на Луне

Астронавт Юджин Сернан, командир экипажа Аполлона-17 на лунном автомобиле «Лунар Ровер»

СССР проводил исследования на поверхности Луны с помощью двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, «Луноход-1», запущенный к Луне в ноябре 1970 года и «Луноход-2» — в январе 1973. «Луноход-1» работал 10,5 земных месяцев, «Луноход-2» — 4,5 земных месяцев (то есть 5 лунных дней и 4 лунные ночи). Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.

После того как в августе 1976 года советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, следующий аппарат — японский спутник «Hiten» — полетел к Луне лишь в 1990 году. А два американских космических аппарата — Clementine в 1994 году и Lunar Prospector в 1998 году.

XXI век

После окончания советской космической программы «Луна» и американской «Аполлон» исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены. Но в начале XXI века Китай опубликовал свою программу освоения Луны, включающую кроме доставки лунохода (в 2011 году) и отправки грунта на Землю (в 2012), в том числе и постройку обитаемых лунных баз (2030). Считается, что это заставило остальные космические державы снова развернуть лунные программы. Так, например, Европейское космическое агентство 28 сентября 2003 года запустило первый лунный зонд «Смарт-1», а Дж. Буш 14 января 2004 года объявил, что в планы США входит создание новых пилотируемых космических кораблей, способных доставить на Луну людей и луноход, с целью заложить к 2020 году первые лунные базы.

14 сентября 2007 года Япония запустила автоматический космический аппарат (КА) для исследования Луны «Кагуя», а 24 октября 2007 года в лунную гонку официально вступила и КНР. С космодрома Сичан был запущен первый китайский спутник Луны «Чанъэ-1». С помощью станции учёные планируют сделать объёмную карту лунной поверхности, что в будущем может поспособствовать амбициозному проекту колонизации Луны.

18 июня 2009 года, НАСА были запущены лунные орбитальные зонды — Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Запуск был произведён с помощью ракеты-носителя Атлас 5 со Станции Военно-Воздушных сил Мыса Канаверал во Флориде. Спутник предназначен для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и подходящих мест для будущих лунных экспедиций.

К сорокалетию полёта Аполлона-11 автоматическая межпланетная станция LRO выполнила специальное задание — провела съёмку районов посадок лунных модулей земных экспедиций. В период с 11 по 15 июля LRO произвела съёмку и передала на Землю первые в истории детальные снимки самих лунных модулей, посадочных площадок, элементов оборудования, оставленных экспедициями на поверхности и, даже, следов самих землян от тележки и ровера. За это время были отсняты 5 из 6 мест посадок: экспедиции Аполлон-11, 14, 15, 16, 17.

Позднее КА LRO выполнил ещё более подробные снимки поверхности, где можно чётко дешифрировать не только посадочные модули и аппаратуру со следами лунного автомобиля, но и пешие следы самих космонавтов.

9 октября 2009 космический аппарат LCROSS и разгонный блок «Центавр» совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус, расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября НАСА сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода.

Не исключено, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и прочие химические элементы и соединения. Водяной лёд, молекулярный водород, найденные благодаря миссии LCROSS и LRO в лунном кратере Кабеус указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях.

Анализ топографических данных, присланных аппаратом LRO, и гравитационные измерения «Кагуя» показали, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянна и меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, что характерно и для планеты Земля, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах.