Александр Марков - Путешествия к Луне

• Название: Путешествия к Луне
• Автор: Александр Марков
• Издательство: «Физико–математическая литература» МАИК «Наука/Интерпериодика»
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-9221-1105-8

Книга рассказывает о Луне: о ее наблюдениях с помощью телескопа, об изучении ее поверхности и недр автоматическими аппаратами и о пилотируемых экспедициях астронавтов по программе «Аполлон». Приведены исторические и научные данные о Луне, фотографии и карты ее поверхности, описание космических аппаратов и детальный рассказ об экспедициях. Обсуждаются возможности изучения Луны научными и любительскими средствами, перспективы ее освоения. Книга предназначена тем, кто интересуется космическими исследованиями, приступает к самостоятельным астрономическим наблюдениям или увлечен историей техники и межпланетных полетов.

На лицевой стороне переплета: ракета «Сатурн-5» перед своим первым стартом. Раннее утро 9 ноября 1967 г. Готовится беспилотный запуск «Аполлона-4» на околоземную орбиту.

На последней стороне переплета: фото убывающей Луны, полученное 15 января 1999 г. с помощью 67–мегапиксельной камеры, установленной на 2,2–метровом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили (ESO Press Release 02/99. http://www.eso.org/public/outreach/press‑rel/pr-1999/pr-02–99.html).

На переднем форзаце: вид Земли с орбиты. Снимок выполнен экипажем «Аполлона-11» в начале лунной экспедиции.

На заднем форзаце: панорама Луны, восходящая Земля и командный модуль «Аполлона-16». Снимок сделан с посадочного модуля после разделения.

---

Галилео Галилей узнал об изобретении телескопа голландцами в июне 1609 г., о чем он пишет в своем «Звездном вестнике». Галилей быстро разобрался в сути открытия и уже в июле начал создавать свои первые инструменты: он был владельцем небольшой мастерской. В конце августа 1609 г. он демонстрирует свой телескоп в Венеции знатным гражданам города и главе правительства, дожу Леонардо Донато. Свои первые регулярные наблюдения Луны Галилей, вероятно, начал вести с 30 ноября 1609 г., хотя в «Звездном вестнике» он указывает дату первых наблюдений 7 января 1610 г. К тому времени он уже имел инструмент, позволяющий достичь примерно двадцатикратного увеличения.

Важно, чтобы ученый, идущий к открытию, был профессионально и психологически подготовлен к нему. Возможно, подобное имело место с Галилеем при открытии лунных кратеров. Галилео не был чужд изящных искусств, ведь он был сыном Винченцо Галилея — музыканта и композитора, чьи произведения исполняются и в наше время. Галилео изучал теорию перспективы и тени по книге Альбрехта Дюрера «Обучение системе мер» (1528 г.), был членом академии художеств Флоренции и имел множество друзей среди художников. Его способности к рисованию помогли ему правильно понять и квалифицированно отобразить на бумаге то, что он увидел на поверхности Луны. О том, как непросто было изобразить Галилею увиденное, говорят его первые зарисовки Луны (рис. 2.5). Крупный кратер на терминаторе однозначно не отождествляется: возможно, это Альбатениус, но некоторые считают, что это Птолемей. Во всяком случае, его относительный размер на рисунке заметно больше истинного. Дело в том, что поле зрения телескопа Галилея было слишком малым, чтобы наблюдать всю Луну; он мог только приблизительно соразмерить увиденное в телескоп с полным диском Луны.

Рис. 2.5. Зарисовки Луны, опубликованные Галилеем в его «Звёздном вестнике» (март 1610 г.). На двух нижних и левом среднем рисунках на терминаторе ниже центра, вероятно, изображен кратер Альбатениус или Птолемей. В любом случае относительный размер этого кратера преувеличен.

Галилей не только открыл неровности лунной поверхности; он также, говоря современным языком, сделал этому открытию и другим своим астрономическим результатам быструю и солидную рекламу, опубликовав спустя всего несколько месяцев после начала наблюдений книгу «Звездный вестник». Галилей первым описал лунные кратеры — наиболее распространенный тип поверхностных структур не только Луны, но и других тел без атмосферы. Он считал, что хорошо видимые на Луне даже без телескопа темные пятна могут быть участками безводных низин. Он первый использовал метод определения высоты возвышенности по длине тени применительно к лунным горам и дал правильное объяснение тому, что Луна в полной фазе выглядит плоской за счет шероховатости ее поверхности.

Рис. 2.6. Карта Луны, авторство которой приписывается Уильяму Гильберту, жившему до изобретения телескопа.

В некоторых источниках утверждается, что применительно к Луне слова «море» и «материк» были впервые использованы Иоганном Кеплером. Однако можно определенно говорить, что эти названия стали применяться значительно раньше, со времен Древней Греции. До сих пор темные участки лунной поверхности традиционно называют морями, а более светлые области — материками, хотя все понимают условность этой терминологии.

Начала лунной картографии теряются в веках. Если картой считать схематическое изображение крупнейших альбедных неоднородностей лунного диска с данными им названиями, то можно говорить, что первые карты Луны появились до изобретения телескопа. Известны зарисовки полной Луны с названиями нескольких образований, сделанные примерно в 1603 г. Уильямом Гильбертом (1544–1603) — первооткрывателем земного магнетизма. К сожалению, эти зарисовки были опубликованы лишь в 1651 г. На рисунке Гильберта можно угадать знакомые очертания лунных морей. Некоторым из них Гильберт дал названия. Например, область «Regio Magna Orientalis» легко отождествляется с Морем Дождей, a «Britannia» — с Морем Кризисов.

Рис. 2.7. Фрагмент карты Яна Гевелия, опубликованной в 1647 г.

Первые удачные попытки составить карты Луны в разных фазах по зарисовкам с помощью телескопа предприняли фламандский математик Мишель ван Лангрен И польский астроном Ян Гевелий. Оба они положили начало номенклатуре лунных образований. Однако до наших дней сохранились только названия Яна Гевелия, и то всего лишь шесть. В частности, он дал названия крупнейшим горным образованиям видимого полушария Луны — Апеннины, Альпы, Кавказ и Карпаты. На рис. 2.7 изображены Море Ясности И Море Спокойствия, которые на карте Яна Гевелия имеют общее название Pontus Euxinus, это латинское название Черного Моря.

Современная номенклатура лунных кратеров восходит к итальянскому астроному — иезуиту Джованни Баттиста Риччоли (1598–1671). Используя подробную карту Луны, вычерченную Франческо Гримальди (1618–1663), Риччиоли присвоил многим кратерам имена ученых Древней Греции и своих современников. Карта Гримальди — уникальный исторический документ. В частности, в верхней ее части имеется надпись: «Луна необитаема, ни одна душа не бродит там»; это, вероятно, наиболее надежный научный факт, установленный селенологами за последние 360 лет.

Сохранилось около 200 наименований, данных Риччоли. В частности, он назвал в честь Клавия огромный лунный кратер диаметром около 230 км. Кроме того, Риччоли дал имя опального Коперника одному из самых красивых кратеров на Луне, обладающему яркой лучевой системой. Однако некоторые современники Риччоли оказались Им незаслуженно забыты. Сейчас кажется странным, что в честь Галилео Галилея назван лишь небольшой кратер, диаметром около 15 км, расположенный, кстати, неподалеку от кратеров Риччоли (диаметр 165 км) и Гримальди (диаметр 222 км). Ганс Липперсгей и Томас Хэрриот пострадали еще больше: именем первого назван скромный 7–кило- метровый кратер к юго — западу от Прямой стены, а второй и того не имеет.

Надежные топографические карты Луны появились лишь в XIX столетии. Отметим карту Иоганна Мёдлера (1794–1874), составленную им совместно с В. Бером в 1834–1836 гг., на которой нанесено около 6000 деталей. Эта карта была построена по результатам визуальных наблюдений, равно как и более поздняя карта Юлиуса Шмидта (1825–1884), содержащая более 34 000 деталей. Названия многим деталям лунной поверхности дал в начале XIX в. известный немецкий астроном Иоганн Шрётер (1745–1816), собственную обсерваторию которого сожгли войска Наполеона в 1813 г. Немало названий принадлежит и Мёдлеру.

Решение об упорядочении номенклатуры объектов лунной поверхности принял Международный астрономический союз (MAC) в 1929 г. Результатом этого стал каталог лунных деталей Мэри Блэгг и Карла Мюллера. Позднее этот каталог не раз дополнялся и расширялся, в частности, за счет наименований объектов на обратной стороне Луны. В настоящее время имеют собственные имена несколько тысяч лунных деталей. Создано много топографических карт Луны с хорошей селенографической (координатной) привязкой, например «Полная карта Луны», изданная под редакцией В. В. Шевченко (ГАИШ МГУ). Следует отметить, что до сих пор существует проблема с точностью координатных систем различных топографических карт Луны. В частности, координатная система мозаик изображений, созданных по данным съемки космического аппарата «Клементина», в отдельных районах расходится с координатами существовавших до нее карт на десятки километров.

Здесь уместно сделать замечание об исчислении селенографических долгот. За начальный принят меридиан, проходящий через центр видимого полушария Луны. Вправо от него (для наблюдателя Северного полушария без телескопа!) идут восточные долготы, а влево западные, пока не встретятся в центре обратного полушария на меридиане 180°.

Историческим моментом в исследованиях Луны (в том числе картографических) стало начало применения фотографии. Первый фотоснимок, а точнее — дагерротип Луны сделал в 1840 г. англо — американский ученый Джон Уильям Дрэпер (1811–1882). Он так писал об этом: «С помощью линзы и гелиостата я сфокусировал лунные лучи на пластинке. Линза имела три дюйма в диаметре. Через полчаса было получено очень отчетливое изображение» (Дариус, 1986). По сути, это была первая в мире астрофотография. Даже Солнце сфотографировали лишь несколькими годами позже.

Рис. 2.8. Участок лунной поверхности с кратером Платон. Изображение заимствовано из фотографического атласа Койпера.

С тех пор получение изображений, передающих распределение того или иного физического параметра лунной поверхности, например яркости (обычная фотография), является важнейшим методом исследования Луны. Применение фотографии дало сильный импульс развитию лунной картографии. Были созданы фотографические атласы Луны, например знаменитый атлас Пикеринга. Вершиной фотографических исследований Луны с помощью наземного телескопа стал фотографический атлас, изданный под редакцией Джерарда Койпера в 1960 г. В нем участки, покрывающие все видимое полушарие Луны, сняты при разных условиях освещения. Пространственное разрешение некоторых изображений доходит до 800 м. Более высокой четкости изображений при наблюдении с Земли добиться очень сложно из‑за атмосферного замытая изображений. В свое время атлас Койпера сыграл большую роль в развитии селенографии и космических исследованиях Луны. На рис. 2.8 показан фрагмент изображения из этого атласа, включающий кратер Платон с ровным дном. Диаметр кратера около 100 км; внутри него видны детали размером около километра.