Спутник Земли: краткая история исследований Луны

Как земляне изучали Луну

Популярная механикаНаука

Спутник Земли: краткая история исследований Луны

Наши предки с незапамятных времен обожествляли Луну. Почти все политеистичные религии персонифицировали ее как божество женского пола – возможно, из-за совпадения периодичности лунных фаз и продолжительности менструального цикла. Меняющимся ликом Луны занялись и первые астрономы.

Алексей Левин

Зачатки научного понимания природы Луны сформировались задолго до изобретения телескопа. Еще древнегреческие мыслители видели в ней шарообразное тело, обращающееся вокруг Земли и светящее отраженным солнечным светом. В III веке до нашей эры великий астроном Аристарх Самосский вычислил, что расстояние между Луной и Землей составляет 60 земных радиусов (результат Аристарха оказался удивительно точным — на самом деле оно колеблется между 55 и 63 радиусами). В темных областях лунного диска греки видели водоемы, а в светлых — сушу. Оттуда и пошла традиция называть морями лунные зоны, обладающие наименьшей отражательной способностью.

Имена земные и лунные. Слева — карта Иоганна Гевелиуса (1647), который называл детали лунной поверхности в соответствии с земными географическими названиями. Справа — более привычная нам карта Джованни Риччиоли (1651).

Галилео Галилей, первым направивший в небеса зрительную трубу, составил и первый отчет о телескопических наблюдениях Луны, который представил в опубликованной в 1610 году книге Siderius Nuncius. 32-кратное увеличение его инструмента позволило установить, что поверхность нашего спутника покрыта горами и испещрена углублениями. Галилей воздержался от их наименования, однако в середине XVII века это начали делать другие астрономы. Именно в те времена возникла традиция называть лунные кратеры в честь знаменитых ученых, оставляя за морями право на возвышенно-поэтические титулы. Ее заложили астрономы Джованни Баттиста Риччиоли и Франческо Гримальди, чья лунная карта была опубликована в 1651 году. Именно тогда появились кратеры Тихо, Гиппарха, Коперника и Архимеда, море Дождей и море Спокойствия.

По мере прогресса телескопостроения совершенствовалась и лунная картография. Наивысшим достижением на этом пути стала публикация «Фотографического лунного атласа», который в 1960-х годах подготовили специалисты Аризонского университета и американских ВВС.

Серебристый лик

В XIX веке на помощь науке о Луне пришла физика. Около двухсот лет назад Франсуа Араго заметил, что лунному свету присуща слабая линейная поляризация, которую он приписал влиянию лунной атмосферы. Сейчас мы знаем, что воздуха там нет совсем, так что это объяснение в корне неверно. Львиная доля лунной поверхности покрыта мелко измельченными породами, разбитыми бесчисленными ударами небольших метеоритов. Этот толстый слой, называемый реголитом, поляризует отраженный солнечный свет.

Наличие реголита объясняет еще одну уникальную особенность лунного блеска. Фотометрические измерения показывают, что яркость полной Луны превышает яркость половинной вовсе не вдвое, а в одиннадцать раз! Отсюда следует, что отражательная способность лунного вещества резко возрастает, если угол падения солнечных лучей приближается к вертикали. Причина этого эффекта заключается в том, что частицы реголита испещрены множеством трещин, в которых теряется значительная часть падающего света. Это поглощение минимально, если наблюдатель смотрит со стороны, откуда падает луч, что как раз и происходит в полнолуние. При радиолокационном сканировании Луны этот эффект отсутствует, поскольку длина волны радарного луча много больше величины трещин.

Раз уж об этом зашла речь, следует упомянуть еще одно любопытное явление. Реголит поглощает больше 90% солнечного света, так что в действительности он черный, как уголь. Однако он сильно рассеивает все, что не удалось поглотить, из-за чего мы можем любоваться серебристым сиянием Луны, прославленным легионами поэтов.

Лунные кратеры

В XVIII столетии астрономы достигли немалых успехов в описании движения Луны, но понимание специфики лунного рельефа и прежде всего наличия множества кратеров пришло гораздо позже. Долгое время фантазия исследователей не шла дальше примитивных земных аналогий — в основном в духе теории вулканизма. Это естественно, поскольку лунные кратеры в поле зрения телескопа похожи на вулканические кальдеры. Лишь в 1824 году немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен догадался, что они имеют метеоритное происхождение. Гипотеза была блестящей, но объяснение оказалось неверным. Груйтуйзен утверждал, что метеориты проминают лунный грунт и уходят в глубину. Поскольку большинство этих тел падает отнюдь не вертикально, львиная доля кратеров вроде бы обязана иметь эллиптические очертания, а на самом деле они круглые.

Метеоритная модель долгое время существовала в качестве смелой идеи без экспериментального обоснования, и ее разделяли лишь немногие ученые (следует отметить, что в 1921 году ее решительно поддержал немецкий геолог Альфред Вегенер, отец теории дрейфа континентов). Она была окончательно доказана лишь в середине прошлого века. Преобладание круглых кратеров нашло объяснение, когда ученые поняли, что метеориты при ударе о поверхность Луны взрываются и пробивают лунные породы ударной волной. Эксперименты показали, что в таких условиях кратеры остаются круглыми, если угол падения не превышает 80−85˚.

Первые шаги

В будущем году исполнится 50 лет с тех пор, как Луну стали исследовать с помощью космических аппаратов. Пионером в этом деле был Советский Союз. Первых три лунника запустили с Байконура в сентябре, октябре и декабре 1958 года, однако они были утеряны из-за аварий ракет-носителей. В 1959 году ушли в космос еще четыре автоматические станции, запрограммированные на жесткую посадку (фактически падение) на Луну. Одна из них опять-таки погибла при взрыве ракеты, но остальным повезло больше. «Луна-1» проскочила мимо цели, но зато превратилась в первый в мире искусственный спутник Солнца. «Луна-2» врезалась в лунный реголит 13 сентября, а «Луна-3» месяцем спустя отправила на Землю снимки обратной стороны Луны.

Авторизуйтесь и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Почему здорово быть «кошатником»: только научные факты Почему здорово быть «кошатником»: только научные факты

Кошки своенравны и самолюбивы, но их владельцы получают неоценимую пользу

Psychologies, август'18
Рай один на двоих Рай один на двоих

Интервью с ведущей «Доброго утра» на Первом канале Анастасией Трегубовой

OK!, июнь'18
Удивительные заключения Удивительные заключения

Как и где появились тюрьмы

Maxim, февраль'19
Основатель Kanobu создает онлайн-энциклопедию для геймеров Основатель Kanobu создает онлайн-энциклопедию для геймеров

Основатель Kanobu рассказывает о новом проекте — «энциклопедии для геймеров»

РБК, июль'18
Переусердствовал на тренировке? 7 способов избавиться от боли в мышцах Переусердствовал на тренировке? 7 способов избавиться от боли в мышцах

Семь советов, как избавиться от боли в мышцах

Playboy, август'18
Команда «Воздух»! Команда «Воздух»!

Что нужно знать о тренировках на улице

Cosmopolitan, август'18
Вихрь поднял в воздух палаточный лагерь: видео Вихрь поднял в воздух палаточный лагерь: видео

Сильный ветер увлёк в небо вещи и палатки гостей музыкального фестиваля

National Geographic, июль'18
Алексей «Vega» Кондаков: «Киберспорт — бизнес на перспективу». Алексей «Vega» Кондаков: «Киберспорт — бизнес на перспективу».

Интервью с Алексеем Кондаковым

Maxim, июль'18
Новый альбом Kanye West и другие главные музыкальные новинки Новый альбом Kanye West и другие главные музыкальные новинки

Музыкальные новинки этого сезона

Maxim, июль'18
Древние технологии, которых не было: как лжеученые пытаются нас обмануть Древние технологии, которых не было: как лжеученые пытаются нас обмануть

YouTube-канал Utopia Show рассказывает о науке и мифах

Cosmopolitan, июль'18
Тайное знание: почему сегодня не нужны многоразовые ракеты Тайное знание: почему сегодня не нужны многоразовые ракеты

Количество ракетных пусков в мире сократилось после завершения Холодной войны

Forbes, июль'18
Жителей гренландской деревни эвакуируют из-за айсберга Жителей гренландской деревни эвакуируют из-за айсберга

Айсберги – привычное явление в Гренландии

National Geographic, июль'18
Роузи Хантингтон-Уайтли Роузи Хантингтон-Уайтли

Британская супермодель, а теперь еще мама и бьюти-журналист

Elle, август'18
Зависимость от видеоигр: что нужно знать родителям Зависимость от видеоигр: что нужно знать родителям

В июне этого года ВОЗ признала зависимость от компьютерных игр заболеванием

Psychologies, июль'18
Как воспитывать мальчиков? Как воспитывать мальчиков?

С появлением на свет ребенка возникает закономерный вопрос — как его воспитывать

Psychologies, июль'18
Я так вижу Я так вижу

Русские фильмы получают призы за стиль на мировых фестивалях

Vogue, август'18
Дуэль на шпажках Дуэль на шпажках

Расплата за национальную закуску в Стране Басков

Вокруг света, май'18
Лучшие работы конкурса Лучшие работы конкурса

Лучшие работы конкурса "Астрономический фотограф года"

National Geographic, июль'18
Почему после 30 жизнь становится лучше Почему после 30 жизнь становится лучше

Как мы меняемся, переходя возрастной рубеж в 30 лет?

Psychologies, июль'18
Тест-драйв Hyundai Sonata на русских дорогах: покорение Золотого кольца Тест-драйв Hyundai Sonata на русских дорогах: покорение Золотого кольца

Hyundai Sonata признали «Автомобилем года в России» в среднем классе

Men’s Health, июль'18
Люди так и не научились мыть руки Люди так и не научились мыть руки

97% людей так или иначе не соблюдают правила гигиены при приготовлении пищи

National Geographic, июль'18
Российские звезды поддержали футболистов после проигрыша команде Хорватии Российские звезды поддержали футболистов после проигрыша команде Хорватии

Российские звезды поддержали футболистов после проигрыша команде Хорватии

Cosmopolitan, июль'18
Притяженья больше нет Притяженья больше нет

Диета Конора Макгрегора

GQ, август'18
Лето на горошине Лето на горошине

Как приготовить гаспачо из нута

Огонёк, июль'18
«Абстрактно полагаться на социальное государство нельзя» «Абстрактно полагаться на социальное государство нельзя»

Интервью с членом Высшего совета партии «Единая Россия» Владимиром Плигиным

Эксперт, июль'18
«Острые предметы»: мрачный детектив с элементами достоевщины и Эми Адамс в главной роли «Острые предметы»: мрачный детектив с элементами достоевщины и Эми Адамс в главной роли

Стартовал сериал Жана-Марка Валле по роману Гиллиан Флинн «Острые предметы»

Esquire, июль'18
Как быстро собрать чемодан в любое путешествие Как быстро собрать чемодан в любое путешествие

Какие вещи взять с собой, а от каких стоит отказаться

Vogue, июль'18
Животные и зеркало: лесной эксперимент Животные и зеркало: лесной эксперимент

Британский фотограф решил изучить реакцию зверей и птиц на их отражение

National Geographic, июль'18
Саша Щипин: Петля времени и очистительная кастрация. Что нужно знать о фильме «Паранормальное» Саша Щипин: Петля времени и очистительная кастрация. Что нужно знать о фильме «Паранормальное»

На экраны выходит малобюджетный и изобретательный фильм

СНОБ, июль'18
Как мышление на иностранном языке меняет жизнь Как мышление на иностранном языке меняет жизнь

Как мышление на иностранном языке меняет жизнь

Psychologies, июль'18