Единственный естественный спутник Земли и ближайшее к нам небесное тело

 определения координат  Луны (такие наблюдения производятся  меридианными

 кругами и по фотографиям  Луны на фоне окружающих звезд,  а также по

 наблюдениям покрытий  звезд). Микрометрическими измерениями  определены по

 отношению к лунному  экватору и среднему меридиану  Луны селенографические

 координаты нескольких  основных опорных точек, которые  служат для

 привязки большого  числа других точек поверхности  Луны. Основной исходной

 точкой при этом  является небольшой правильной  формы и хорошо видимый

 близ центра лунного  диска кратер Мёстинг. Структура  поверхности Луны

 была в основном  изучена фотометрическими и поляриметрическими

 наблюдениями, дополненными  радиоастрономическими исследованиями.

 

 Кратеры на лунной  поверхности имеют различный  относительный возраст: от

 древних, едва различимых, сильно переработанных образований  до очень

 четких в очертаниях  молодых кратеров, иногда окруженных  светлыми

 “лучами”. При этом  молодые кратеры перекрывают  более древние. В одних

 случаях кратеры врезаны  в поверхность лунных морей,  а в других - горные

 породы морей перекрывают  кратеры. Тектонические разрывы  то рассекают

 кратеры и моря, то  сами перекрываются более молодыми  образованиями. Эти

 и другие соотношения  позволяют установить последовательность

 возникновения различных  структур на лунной поверхности;  в 1949 советский

 ученый А. В. Хабаков  разделил лунные образования  на несколько

 последовательных возрастных  комплексов. Дальнейшее развитие  такого

 подхода позволило  к концу 60-х годов составить  среднемасштабные

 геологические карты  на значительную часть поверхности  Луны. Абсолютный

 возраст лунных образований  известен пока лишь в нескольких  точках; но,

 используя некоторые  косвенные методы, можно установить, что возраст

 наиболее молодых крупных  кратеров составляет десятки  и сочни миллионов 

 лет, а основная масса  крупных кратеров возникла в  “доморской” период,

3-4 млрд. лет назад. 

 

 В образовании форм  лунного рельефа принимали участие  как внутренние

 силы, так и внешние  воздействия. Расчеты термической  истории Луны

 показывают, что вскоре  после её образования недра  были разогреты

 радиоактивным теплом  и в значительной мере расплавлены,  что привело к

 интенсивному вулканизму  на поверхности. В результате  образовались

 гигантские лавовые  поля и некоторое количество  вулканических кратеров, а

 также многочисленные  трещины, уступы и другое. Вместе  с этим на

 поверхность Луны на  ранних этапах выпадало огромное  количество

 метеоритов и астероидов - остатков протопланетного облака, при взрывах

 которых возникали  кратеры - от микроскопических  лунок до кольцевых

 структур поперечником  во много десятков, а возможно  и до нескольких

 сотен километров. Из-за  отсутствия атмосферы и гидросферы  значительная

 часть этих кратеров  сохранилась до наших дней. Сейчас  метеориты выпадают

 на Луну гораздо  реже; вулканизм также в основном  прекратился, поскольку

 Луна израсходовала  много тепловой энергии, а радиоактивные  элементы были

 вынесены во внешние  слои Луны. Об остаточном вулканизме  свидетельствуют

 истечения углеродосодержащих  газов в лунных кратерах, спектрограммы

 которых были впервые  получены советским астрономом  Н. А. Козыревым. 

 

 Происхождение Луны.

 

 Происхождение Луны  окончательно еще не установлено.  Наиболее разработаны

 три разные гипотезы. В конце 19 в. Дж. Дарвин выдвинул  гипотезу,

 согласно которой Луна  и Земля первоначально составляли  одну общую

 расплавленную массу,  скорость вращения которой увеличивалась  по мере ее

 остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась  на две части:

 большую - Землю и  меньшую - Луну. Эта гипотеза объясняет  малую плотность

 Луны, образованной из  внешних слоев первоначальной  массы. Однако она

 встречает серьезные  возражения с точки зрения  механизма подобного

 процесса; кроме того, между породами земной оболочки  и лунными породами

 есть существенные  геохимические различия.

 

 Гипотеза захвата, разработанная  немецким ученым К. Вейцзеккером,

 шведским ученым Х.  Альфвеном и американским ученым  Г. Юри, предполагает,

 что Луна первоначально  была малой планетой, которая  при прохождении

 вблизи Земли в результате  воздействия тяготения последней  превратилась в

 спутник Земли. Вероятность  такого события весьма мала, и,  кроме того, в

 этом случае следовало  бы ожидать большего различия  земных и лунных

 пород. 

 

 Согласно третьей гипотезе, разрабатывавшейся советскими учеными  - О. Ю.

 Шмидтом и его последователями  в середине 20 века, Луна и Земля

 образовались одновременно  путем объединения и уплотнения  большого роя

 мелких частиц. Но Луна  в целом имеет меньшую плотность,  чем Земля,

 поэтому вещество протопланетного  облака должно было разделиться  с

 концентрацией тяжелых  элементов в Земле. В связи  с этим возникло

 предположение, что  первой начала формироваться  Земля, окруженная мощной

 атмосферой, обогащенной  относительно летучими силикатами; при

 последующем охлаждении  вещество этой атмосферы сконденсировалось  в

 кольцо планетезималей, из которых и образовалась  Луна. Последняя

 гипотеза на современном  уровне знаний (70-е годы 20 века) представляется

 наиболее предпочтительной.

 

 Новый этап исследования  Луны.

 

 Неудивительно, что  первый полет космического аппарата  выше околоземной

 орбиты был направлен  к Луне. Эта честь принадлежит  советскому

 космическому аппарату "Луна-l", запуск которого был  осуществлен 2 января

1958 года. В соответствии  с программой полета через  несколько дней он

 прошел на расстоянии 6000 километров от поверхности  Луны. Позднее в том

 же году, в середине  сентября подобный аппарат серии  "Луна" достиг

 поверхности естественного  спутника Земли. 

 

 Еще через год, в  октябре 1959 года автоматический  аппарат "Луна-3",

 оснащенный аппаратурой  для фотографирования, провел съемку  обратной

 стороны Луны (около  70 % поверхности) и передал ее  изображение на Землю.

 Аппарат имел систему  ориентации с датчиками Солнца  и Луны и реактивными

 двигателями, работавшими  на сжатом газе, систему управления  и

 терморегулирования. Его  масса 280 килограмм. Создание "Луны-3" было

 техническим достижением  для того времени, принесло  информацию об

 обратной стороне Луны: обнаружены заметные различия  с видимой стороной,

 прежде всего отсутствие  протяженных лунных морей. 

 

 В феврале 1966 года  аппарат "Луна-9" доставил на  Луну автоматическую

 лунную станцию, совершившую  мягкую посадку и передавшую  на Землю

 несколько панорам  близлежащей поверхности - мрачной  каменистой пустыни.

 Система управления  обеспечивала ориентацию аппарата, включение тормозной

 ступени по команде  от радиолокатора на высоте 75 километров над

 поверхностью Луны  и отделение станции от нее  непосредственно перед

 падением. Амортизация  обеспечивалась надувным резиновым  баллоном. Масса

"Луны-9" около 1800 килограмм,  масса станции около 100 килограмм. 

 

 Следующим шагом в  советской лунной программе были  автоматические станции

"Луна-16, -20, -24" , предназначенные  для забора грунта с поверхности

 Луны и доставки  его образцов на Землю. Их  масса была около 1900

 килограмм. Помимо тормозной  двигательной установки и четырехлапого

 посадочного устройства, в состав станций входили грунтозаборное

 устройство, взлетная  ракетная ступень с возвращаемым  аппаратом для

 доставки грунта. Полеты  состоялись в 1970, 1972 и 1976 годах,  на Землю

 были доставлены небольшие  количества грунта.

 

 Еще одну задачу  решали "Луна-17, -21" (1970, 1973 года). Они  доставили

 на Луну самоходные  аппараты - луноходы, управляемые с  Земли по

 стереоскопическому телевизионному  изображению поверхности. "Луноход- 1 "

 прошел путь около  10 километров за 10 месяцев, "Луноход-2" - около 37

 километров за 5 мес.  Кроме панорамных камер на  луноходах были

 установлены: грунтозаборное  устройство, спектрометр для анализа

 химического состава  грунта, измеритель пути. Массы луноходов  756 и 840

 кг.

 

 Космические аппараты "Рейнджер" разрабатывались для  получения снимков во

 время падения, начиная  с высоты около 1600 километров  до нескольких сот

 метров над поверхностью  Луны. Они имели систему трехосной  ориентации и

 были оснащены шестью  телевизионными камерами. Аппараты  при посадке

 разбивались, поэтому  получаемые изображения передавались  сразу же, без

 записи. Во время трех  удачных полетов были получены  обширные материалы

 для изучения морфологии  лунной поверхности. Съемки "Рейнджеров" положили

 начало американской  программе фотографирования планет.

 

 Конструкция аппаратов  "Рейнджер" сходна с конструкцией  первых аппаратов

"Маринер", которые были  запущены к Венере в 1962 году. Однако дальнейшее

 конструирование лунных  космических аппаратов не пошло  по этому пути. Для

 получения подробной  информации о лунной поверхности  использовались

 другие космические  аппараты - "Лунар Орбитер". Эти  аппараты с орбит

 искусственных спутников  Луны фотографировали поверхность  с высоким

 разрешением. 

 

 Одна из целей полетов  состояла в получении высококачественных  снимков с

 двумя разрешениями, высоким  и низким, с целью выбора возможных  мест

 посадки аппаратов  "Сервейор" и "Аполлон"  с помощью специальной системы

 фотокамер. Снимки проявлялись  на борту, сканировались фотоэлектрическим

 способом и передавались  на Землю. Число снимков ограничивалось  запасом

 пленки (на 210 кадров). В  1966-1967 годах было осуществлено  пять

 запусков "Лунар орбитер" (все успешные). Первые три "Орбитера" были

 выведены на круговые  орбиты с небольшим наклонением  и малой высотой; на

 каждом из них проводилась  стереосъемка избранных участков  на видимой

 стороне Луны с очень  высоким разрешением и съемка  больших участков

 обратной стороны с  низким разрешением. Четвертый  спутник работал на

 гораздо более высокой  полярной орбите, он вел съемку  всей поверхности

 видимой стороны, пятый,  последний "Орбитер" вел  наблюдения тоже с

 полярной орбиты, но  с меньших высот. "Лунар орбитер-5" обеспечил съемку

 с высоким разрешением  многих специальных целей на  видимой стороне,

 большей частью на  средних широтах, и съемку значительной  части обратной

 с малым разрешением.  В конечном счете съемкой со  средним разрешением

 была покрыта почти  вся поверхность Луны, одновременно  шла

 целенаправленная съемка, что имело неоценимое значение  для планирования

 посадок на Луну  и ее фотогеологических исследований.

 

 Дополнительно было  проведено точное картирование  гравитационного поля,

 при этом были выявлены  региональные концентрации масс (что важно и с

 научной точки зрения, и для целей планирования посадок)  и установлено

 значительное смещение  центра масс Луны от центра  ее фигуры. Измерялись

 также потоки радиации  и микрометеоритов. 

 

 Аппараты "Лунар орбитер"  имели систему трехосной ориентации, их масса

 составляла около 390 килограммов. После завершения  картографирования эти

 аппараты разбивались  о лунную поверхность, чтобы  прекратить работу их

 радиопередатчиков. 

 

 Полеты космических  аппаратов "Сервейор", предназначавшихся  для получения

 научных данных и  инженерной информации (такие механические  свойства,

 как, например, несущая  способность лунного грунта), внесли  большой вклад

 в понимание природы  Луны, в подготовку посадок аппаратов  "Аполлон".

 

 Автоматические посадки  с использованием последовательности  команд,

 управляемых радаром  с замкнутым контуром, были большим  техническим

 достижением того времени. "Сервейоры" запускались с  помощью ракет

"Атлас-Центавр" (криогенные  верхние ступени "Атлас"  были другим

 техническим успехом  того времени) и выводились  на перелетные орбиты к

 Луне. Посадочные маневры  начинались за 30 - 40 минут до посадки,  главный

 тормозной двигатель  включался радаром на расстоянии  около 100 километров

 до точки посадки.  Конечный этап (скорость снижения  около 5 м/с)

 проводился после окончания  работы главного двигателя и  сброса его на

 высоте 7500 метров. Масса  "Сервейора" при запуске  составляла около 1