Тайны Луны

Глава 1
ЛУНА ДО ПЕРВЫХ ЛУННИКОВ

На темном небе Луна видна благодаря отраженному солнечному свету. Он составляет всего лишь 7,3 процента от падающих на ее поверхность солнечных лучей. Циклические изменения вида Луны от узкого серпа до полного диска привлекали внимание людей еще в глубокой древности.

Смена лунных фаз, например, запечатлена в наскальных рисунках пещерного человека, жившего 35–40 тысяч лет назад. В Украине, недалеко от деревни Гонцы, был найден клык мамонта, который весь был испещрен своеобразными насечками. Возраст данной находки — 10–15 тысяч лет. Проанализировав чередования коротких и длинных насечек, ученые пришли к выводу, что на клыке отражены результаты наблюдений фаз Луны. Фазой Луны называется отношение площади видимой освещенной части лунного диска ко всей его плоскости. Смена лунных фаз характеризуется перемещением терминатора, то есть границы раздела освещенной (дневной) поверхности от темной (ночной) ее части.

Видимое движение Солнца и Луны, смена лунных фаз, солнечные и лунные затмения — вот те первые обстоятельства, на которые обратили внимание простые наблюдатели и ученые древности. Они заметили также связь Луны с морскими приливами и солнечными затмениями, а сопутствующие этим явлениям мистические и религиозные толкования оказывали серьезное воздействие на повседневную жизнь древнего человека. Вот почему в первую очередь Луна, а не Солнце сделалась объектом религиозного поклонения людей.

Хотя природа Луны в течение многих тысячелетий оставалась неразгаданной, размышления философов древности о Луне приводили их к поразительным догадкам. Они сумели узнать о Луне поразительно много.

Так, например, древнегреческий философ Анаксагор (около 500–428 года до н. э.) предполагал, что Луна каменная, а другой древнегреческий ученый-материалист Демокрит (около 470 года до н. э. — ?) считал, что пятна на ней — это огромные горы и долины. Знаменитый Аристотель (384–322 годы до н. э.) доказал шарообразность Луны.

Древние греки знали, что Луна обращается вокруг Земли и с тем же периодом вращается вокруг своей оси. Задолго до польского астронома Коперника (1473–1543)древне-греческий астроном Аристарх Самосский (около 320 — около 250 года до н. э.) предложил гелиоцентрическую модель Солнечной системы, а древнегреческий астроном Гиппарх (около 180–125 года до н. э.) установил, что орбита Луны имеет овальную форму и что она расположена в плоскости, отклоненной на пять градусов от плоскости орбиты Земли. Кроме того, он же уточнил относительное расстояние до Луны, определив его в 59 земных радиусов. Наконец, во II веке н. э. греческий астроном Птоломей (около 90 — около 160 года) оставил потомству довольно точные таблицы движения Луны.

Однако с закатом античной культуры угас и интерес к Луне. В период Средневековья многие работы древних астрономов были забыты или даже уничтожены. В то время лишь в странах арабского мира продолжались наблюдения Луны и других небесных светил и объектов.

Новый период в изучении Луны начался в XVII веке с изобретением итальянским ученым Галилео Галилеем (1564–1642) телескопа. В 1610 году» наблюдая в телескоп Луну, он обнаружил, что ее поверхность покрыта темными и светлыми пятнами. Галилей назвал темные области «морями», потому что они показались ему обширными водными бассейнами, а светлые «материками». Последние изобилуют горными хребтами, ущельями и очень характерными кольцевыми образованиями — кратерами, многие из которых имеют посредине так называемую центральную горку. Крупнейшие из кратеров стали называться также цирками.

С тех пор вот уже почти четыре столетия длится эпоха телескопического изучения Луны. За это время ученые составили карты Луны, и многие детали лунного рельефа получили собственные имена. Хребтам дали названия земных горных систем — Альпы, Апеннины, Кавказ, а равнины стали называться Океаном Бурь, Морем Дождей, Морем Спокойствия и т. д. Кратерам же присвоили имена известных ученых, астрономов, математиков и других знаменитостей. Так, на Луне известны кратеры Коперника, Кеплера, Ньютона, Ломоносова, Циолковского и т. д.

Уже Г. Галилей знал, что на Луне не бывает облаков, хотя был абсолютно уверен в существовании у Луны атмосферы. Первым, кто пришел к выводу о том, что на Луне нет атмосферы, был нидерландский ученый Христиан Гюйгенс (1629–1695). На эту мысль его навело наблюдение края лунного диска во время солнечного затмения.

Открытие известным немецким ученым Иоганом Кеплером (1571–1630) законов движения планет Солнечной системы и великим английским ученым Исааком Ньютоном (1643–1727) — закона всемирного тяготения привело к переориентации последующих исследований Луны. На некоторое время картографирование Луны приостановилось, и на первое место вышла выдвинутая в то время теория ее движения, которая стала разделом небесной механики. Ньютон разработал метод определения массы Луны по величине возбуждаемых ею приливов в земных океанах и морях.

В начале XIX века продолжала совершенствоваться теория движения спутника Земли, а к его окончанию относятся и первые астрофизические исследования Луны: фотометрические измерения, исследования поляризации лунного света, измерение температуры ее поверхности и т. д. В конце XIX века были получены первые снимки Луны и выпущен ее первый фотографический атлас.

К концу 40-х годов XX века информации о Луне накопилось достаточно много. Так, если смотреть на Луну со стороны земного Северного полюса, Луна, как и все планеты и спутники Солнечной системы, обращается вокруг Земли в направлении против часовой стрелки. В частности, оказалось, что она обращается вокруг Земли по эллиптической орбите со средней скоростью 1,02 километра в секунду и с периодом, равным примерно календарному месяцу. При этом полный оборот на небе по отношению к звездам Луна совершает за 27 суток 7 часов 43 минуты 11,5 секунды (так называемый сидерический месяц). Период же обращения Луны вокруг Земли по отношению к Солнцу равен 29 суткам 12 часам 44 минутам 2,7 секундам. В течение этого периода (так называемого синодического месяца) происходит последовательная смена лунных фаз.

Вместе с Землей Луна движется по орбите вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду. Как отмечалось выше, лунные сутки длятся почти земной месяц — так лениво поворачивается Луна вокруг своей оси. В результате этих движений нашего спутника земные наблюдатели не только видят смену фаз от новолунья до полнолунья, но и могут слегка «заглянуть» на обратную сторону Луны.

Благодаря этой так называемой оптической либрации Луна обнаруживает еще около 10 процентов поверхности. Кроме оптической, существует еще физическая либрация Луны — покачивание относительно прямой, соединяющей центры масс Земли и Луны. Покачивание объясняется суммарным действием гравитационных полей Земли и Солнца, его амплитуда составляет всего несколько градусов, а периоды — несколько месяцев и несколько лет.

Лунный день, как и ночь, продолжается почти 15 суток. Днем поверхность Луны в экваториальной зоне нагревается солнечными лучами до плюс 130 °C, а ночью температура здесь падает до минус 150 °C. Расстояние от Земли до Луны меняется в пределах от 356 до 406 тысяч километров, то есть Луна в сто раз ближе к нам, чем ближайшая из планет — Венера во время ее прохождения мимо Земли на минимальном расстоянии.

Земля и Луна оказывают друг на друга большое влияние, которое определяется законами физики и механики. Масса Луны, например, является вполне достаточной, чтобы изменять форму Земли и вызывать приливы в ее океанах и морях. Луна обуславливает также прецессионное движение полюсов Земли. Вследствие изменения формы Земли под влиянием Луны создается трение, которое медленно удлиняет продолжительность земных суток.

Предполагают, что в ранние периоды своей истории Луна вращалась вокруг собственной оси несколько быстрее, чем в настоящее время, и потому поворачивалась к Земле разными частями своей поверхности. Но из-за близости массивной Земли в твердом теле Луны возникали значительные приливные волны, которые тормозили ее вращение.

В тоже время замедление вращения Земли (например» считается, что миллиарды лет назад земные сутки могли составлять всего лишь четыре часа), компенсируется вековым «убеганием» Луны от Земли со скоростью 3 сантиметра в год. Вследствие этого наступило равновесное состояние, при котором периоды обращения Луны вокруг своей оси и вокруг Земли совпали. Именно поэтому с поверхности нашей планеты видно всегда одно и то же полушарие Луны. Отсюда возникли понятия видимой и обратной стороны Луны.

В Солнечной системе нет другого такого близкого сочетания размеров планеты и ее основного спутника. У иных планет нашей Солнечной системы имеется не один, а по несколько спутников, но их суммарная масса по сравнению с массой их планеты незначительна. А по размерам все спутники, как правило, в сотни и даже тысячи раз меньше своих планет.

Луна же является единственным спутником Земли, а масса и размеры его так велики, что астрономы вполне обоснованно могут говорить о так называемой двойной планете Земля — Луна. Луна все лишь в 81,3 раза легче Земли, объем ее в 49 раз, а диаметр только в 4 раза меньше соответствующих характеристик Земли. В связи с этим, обладая в 6 раз меньшим притяжением, чем Земля, Луна не в состоянии удержать около себя атмосферную оболочку и соответственно водяные пары.

Совершенно новый этап в изучении Луны наступил в середине XX столетия, когда на помощь астрономам пришла новая наука — радиолокация. Первый опыт радиолокации Луны был проведен в 1946 году. С тех пор радиолокационные исследования спутника Земли неоднократно проводились учеными разных стран. Астрономы с помощью радиолокации измерили отражающие свойства поверхности Луны, уточнили ее характеристики — массу и среднюю плотность, расстояние до Земли.

После этого станция вышла из сферы действия земного тяготения и переместилась на гелиоцентрическую орбиту с перигелием 146,4 миллиона километров и с афелием 197,2 миллионов километров, став первым в мире искусственным спутником Солнца или, если говорить более образно, искусственной планетой Солнечной системы. В мировой печати станция «Луна-1» получила название «Мечта».

Полет первого «лунника» (так в конструкторском бюро С. П. Королева называли станцию «Луна-1») явился началом первого этапа космических исследований Луны. Этот полет преследовал прежде всего технические цели, а именное, отработку старта новой ракеты-носителя; исследование процесса терморегулирования в контейнере; испытание систем управления ракетой, энергопитания, радиоконтроля траектории полета и т. п.

Станция «Луна-1» позволила ученым значительно продвинуться в исследований межпланетной космической среды. В результате полета, в частности, было установлено существование радиационного пояса Земли, отсутствие существенного магнитного поля Луны и впервые зарегистрировано сильные потоки ионизированной плазмы, излучаемые Солнцем и образно названные впоследствии «солнечным ветром».

Изучение ближайшего к Земле небесного тела с борта космического аппарата было продолжено во время полета советской автоматической станции «Луна-3». 4 октября 1959 года она была выведена космической ракетой на эллиптическую орбиту искусственного спутника Земли, оттуда стартовала к Луне, пролетела на расстоянии 6200 километров от ее поверхности и 7 октября сфотографировала ее обратную сторону в двух масштабах. Полученные изображения после проявления пленки на борту станции с помощью фототелевизионной системы были переданы на Землю. Затем, совершив 11 оборотов вокруг Земли, станция «Луна-3» вошла в плотные слои земной атмосферы и прекратила свое существование.

Исследования Луны с пролетной траектории были продолжены в США с помощью космических аппаратов типа «Пионер», которые предназначались для вывода научной аппаратуры из сферы гравитационного действия и поддержания радиосвязи на больших расстояниях. Всего было запущено девять космических аппаратов данного типа. Только два из них, «Пионер-2» (март 1959 год) и «Пионер-5» (март 1960 года), сумели оторваться от нашей планеты и выйти на гелиоцентрические орбиты. Запуски остальных аппаратов из-за различных неполадок в ракетах-носителях оказались неудачными.

Пролеты возле Луны осуществляли также американские космические аппараты «Рейнджер-3» (январь 1962 года) и «Рейнджер-5» (октябрь 1962 года), а также советские автоматические станции «Луна-4» (апрель 1963 года) и «Луна-6» (июнь 1965 года). Завершающим научным экспериментом этого этапа исследований Луны можно считать полет советской автоматической станции «Зонд-3», которая была запущена 18 июля 1965 года, а уже 20 июля она сфотографировала обратную сторону Луны с расстояния 11 570— 9960 километров.

Полеты автоматических станций «Луна-3» и «Зонд-3» решили важнейшую задачу первоначального глобального обзора естественного спутника Земли. На основе полученных снимков Государственный астрономический институт имени П. К. Штернберга (ГАИШ) совместно с рядом других организаций выпустил «Атлас обратной стороны Луны» (первая часть вышла в 1960 году, а вторая — в 1967 году) с каталогом, содержащим около четырех тысяч впервые обнаруженных лунных образований. Во второй половине 1960-х годов ГАИШ И Топогеодезической службой СССР были составлены и опубликованы первые в мире полная карта и полный глобус Луны, а в 1968 году был издан атлас из семи карт экваториальной зоны ее видимого полушария.

На фотографиях, полученных со станций «Луна-3» и «Зонд-3», видно, что обратная сторона Луны светлая и гористая, здесь мало темных пятен — «морей», характерных для полушария обращенного к Земле. Удалось выявить на ней и особые крупномасштабные впадины овальной формы, по своей площади сравнимые с лунными морями. Советские ученые предложили назвать их талассоидами, то есть мореподобными. Диаметр отдельных талассоидов достигает 500 километров, однако их дно не имеет характерной для лунных морей темной окраски и усеяно множеством кратеров. На фотоснимках запечатлен еще один тип формаций, не встречающихся на видимой стороне Луны, — многочисленные цепочки кратеров протяженностью до 600 и более километров.

Анализ информации, полученной «Луной-3» и «Зондом-3», позволил сделать вывод об асимметрии распределения крупнейших образований на лунной поверхности. Так, если на видимом полушарии Луны около 40 процентов поверхности занимают «моря», то на обратной стороне на их долю приходится только немногим более 10 процентов поверхности.

Второй этап космических исследований Луны был связан со станцией «Луна-2», которая стартовала 12 сентября 1959 года, а 14 сентября первым из земных объектов достигла лунной поверхности в районе Моря Ясности (вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик) и доставила вымпелы с изображением Государственного герба СССР. При подлете к Луне измерения подтвердили отсутствие заметного магнитного поля Луны и лунных радиационных поясов..

Первым американским искусственным объектом, достигшим поверхности Луны, был космический аппарат «Рейнджер-4», стартовавший с Земли почти через 2,5 года после успешного полета «Луны-2». Впрочем, «Рейнджер-4», пролетев по нерасчетной траектории, не выполнил программу полета и упал на невидимую сторону Луны.

Вообще запуски первых шести американских аппаратов серии «Рейнджер», предназначавшихся преимущественно для полетов к Луне и передачи на Землю телевизионных изображений ее поверхности, по разным причинам оказались неудачными.

дения Солнца надлунным горизонтом (7, 14, 27 и 41 градус). Советские ученые считали равновероятным, что спускаемый аппарат станции может удариться о твердую скальную поверхность или же погрузиться в мягкий слой дисперсного грунта. Однако фотографии показали, что станция «Луна-9» не погрузилась заметно в лунный грунт. Не были занесены пылью и лунные камни, которые видны во многих местах панорамы. Все это свидетельствовало о достаточной прочности поверхностного слоя Луны и об отсутствии глубокого слоя пыли. Таким образом, гипотеза о мощном пылевом покрове на Луне была отвергнута.

Американский космический аппарат «Сервейер-1» в июне 1966 года также совершил мягкую посадку на Луне в Океане Бурь, недалеко от кратера Флемстид. С его борта на Землю было передано более 6 тысяч телевизионных изображений ее поверхности, которые подтвердили данные, полученные со станции «Луна-9». Следующая попытка прилуниться закончилась неудачно: при подлете к Луне американский аппарат «Сервейер-2» начал почему-то кувыркаться и в результате разбился о ее поверхность.

24 декабря 1966 года в районе Океана Бурь успешно прилунилась советская автоматическая станция «Луна-13», которая была запущена 21 декабря. Спускаемый аппарат станции был оснащен научной аппаратурой, а именно: механическим грунтомером, динамографом и радиолокационным плотномером. Это позволило получить уникальные данные о физико-механических свойствах поверхностного слоя Луны, определить отражательную способность ее поверхности, а также передать на Землю пять новых панорам при различных высотах Солнца (от 6 до 38 градусов) над горизонтом.

Место посадки станции «Луна-13» находилось на обширной равнине «морского» типа, тогда как станция «Луна-9» опустилась в непосредственной близости от окраины материкового щита. На основе подробного изучения панорам, переданных станциями «Луна-9» и «Луна-13», оказалось возможным не только определить микроструктуру грунта, но и получить ряд микрохарактеристик районов посадок.

Успешно прилунившийся через несколько месяцев американский аппарат «Сервейер-3» также провел исследования механической прочности лунного грунта и передал на Землю более 6 тысяч снимков. Четвертый аппарат «Сервейер» посадить на Луну не удалось. Однако впоследствии США осуществили мягкую посадку еще трех аппаратов этой серии: «Сервейер-5» (11 сентября 1967 года), «Сервейер-6» (10 ноября 1967 года) и «Сервейер-7» (10 января 1968 года), которые определили химический состав лунного грунта и передали около 70 тысяч снимков.

Исследования показали, что поверхностный лунный грунт состоит в основном из вулканических пород, аналогичных встречаемым на Земле.

Особенно интересным был четвертый этап исследований Луны, когда была поставлена задача создания ее искусственных спутников. 31 марта 1966 года была запущена советская автоматическая станция «Луна-10». 3 апреля она была выведена на окололунную орбиту со следующими параметрам: период обращения 2 часа 58 минут 15 секунд и наклонение к плоскости лунного экватора 71 градус 54 минуты.

Аппаратура, установленная на борту первого лунного спутника, позволила ученым решить ряд вопросов о параметрах окололунного космического пространства, о природе и характеристиках грунта на поверхности Луны. В частности, радиотехнические измерения параметров орбиты «Луны-10» выявили некоторую грушевидность формы Луны с вытянутостью на обратной стороне, то есть в направлении от Земли.

Исследования Луны с орбит искусственных спутников впоследствии были продолжены советскими космическими станциями «Луна-11» (запуск 28 августа 1966 года), «Луна-12» (запуск 22 октября 1966 года), «Луна-14» (запуск 7 апреля 1968 года) и «Луна-15» (запуск 13 июля 1969 года), американскими аппаратами серии Лунар «Орбитер-1» (запуск 10 августа 1966 года), Лунар «Орбитер-2» (запуск 6 ноября 1966 года), Лунар «Орбитер-3» (запуск 5 февраля 1967 года), Лунар «Орбитер-4» (запуск 4 мая 1967 года) и Лунар «Орбитер-5» (запуск 1 августа 1967 года), а также двумя аппаратами серии «Эксплорер-35» (запуск 19 июля 1967 года) и «Эксплорер-49» (запуск 10 июня 1973 года). Все эти станции и аппараты передали детальные снимки обширных площадей видимой и невидимой сторон Луны, позволили определить аномалии ее гравитационного поля, а также получить общие сведения селено-геохимического характера.

Действительно, к числу особенно важных научных достижений советской космохимии относится первичное определение химического состава лунных пород с помощью искусственных спутников «Луна-10», «Луна-11» и «Луна-12». Это осуществлялось путем регистрации рентгеновского и гамма-излучений от поверхностного слоя лунной породы и передачи информации на Землю с привязкой ее к неографическим координатам на Луне.

Таким образом были получены многочисленные спектры для морских и горных районов, анализ которых показал, что лунные породы с максимальным содержанием природных радиоактивных элементов близки к земным базальтовым породам. Была обнаружена и порода с более низким содержанием радиоэлементов, что близко к ультраосновным породам Земли. Кроме того, ученые пришли к выводу о том, что метеорная и радиационная обстановка у Луны не представляет серьезной угрозы для полетов пилотируемых космических кораблей.

Следующий, пятый этап в изучении Луны открыли автоматические аппараты и пилотируемые корабли, возвращаемые после выполнения определенного задания на Землю. Крупным шагом в этом направлении явились рейсы советских космических аппаратов «Зонд-5», запушенного 15 сентября 1968 года, и «Зонд-6», запущенного 10 ноября 1968 года, которые облетели Луну и успешно возвратились на Землю. Станции доставили большой объем важной информации; впервые после облета Луны вернулись земные живые существа — черепахи, а помимо фотоснимков лунной поверхности были получены данные о многозарядной составляющей космических лучей. Так была проложена и освоена космическая трасса «Земля — Луна — Земля».

Научно-технические эксперименты этого этапа продолжили советские автоматические станции «Зонд-7» (запуск 8 августа 1969 года) и «Зонд-8» (запуск 20 октября 1970 года), предназначавшиеся для отработки техники пилотируемых полетов к Луне, а также для исследования таких физических характеристик нашего естественного спутника, которые были недоступны определению с Земли и поэтому оставались малоизученными. В процессе этих полетов изучались лунное магнитное поле и радиационная обстановка, поверхностные образования на обеих сторонах (видимой и невидимой) Луны, структура и прочность лунного грунта, минеральный и химический состав поверхности и т. д.

Следующий важный шаг в исследованиях Луны связан с созданием в СССР третьего поколения «лунных» космических аппаратов, позволявших в автоматическом режиме решать еще более широкий спектр научных задач.

Автоматические станции третьего поколения были разделены на ступени, первая из которых (так называемая посадочная) представляла собой унифицированный автономный ракетный блок, обеспечивавший, в частности, коррекцию траектории при перелете по трассе «Земля — Луна», выход на селеноцентрические орбиты с широким диапазоном орбитальных параметров, маневрирование в окололунном пространстве и, наконец, осуществление мягкой посадки. В качестве полезного груза эта ступень могла нести различное оборудование, позволявшее получать большой объем уникальной информации об окололунном космическом пространстве, о строении разных районов лунной поверхности и об эволюции развития самой Луны.

Как писал С. Соколов в статье «Автоматы исследуют Луну», опубликованной в «Правде» 17 февраля 1973 года, в советской космической программе к этому времени «определилось три основных направления в исследованиях нашего естественного спутника»:

• исследование Луны с помощью длительно существующих искусственных спутников,

• изучение поверхности Луны с помощью управляемых с Земли передвижных научных лабораторий,

• геохимическое изучение поверхности Луны с помощью автоматической доставки лунного вещества на Землю.

Советский Союз запустил на селеноцентрические орбиты искусственные спутники продолжительного функционирования. Первый такой спутник был доставлен автоматической станцией «Луна-19», которая стартовала с Земли 28 сентября 1971 года. Чуть менее пятнадцати месяцев несла научную вахту вторая такая станция «Луна-22», которая была запущена к Луне 29 мая 1974 года.

Длительные наблюдения за этими спутниками позволили уточнить гравитационное и магнитное поля Луны, исследовать асимметрию ее Северного и Южного полушарий, а также ряд других важных для баллистических расчетов факторов. Станции «Луна-19» и «Луна-22» передали на Землю многочисленные изображения лунной поверхности, измерили пространственную плотность метеорных частиц в окрестностях Луны» а также корпускулярных потоков солнечного и галактического космических излучений.

Все это позволило приступить к систематическому изучению больших площадей поверхности Луны с помощью подвижных автоматических средств. Таким образом начался шестой этап космических исследований Луны.

Советская автоматическая станция «Луна-17», запущенная 10 ноября, доставила 17 ноября 1970 года на Луну, в Море Дождей, первое в мире подвижное автоматическое устройство — луноход.

«Луноход-1» активно функционировал 301 земные сутки. За это время он прошел по лунной поверхности более 10 километров, обследовав обширный район пустынной равнины Моря Дождей. На Землю было передано более 20 тысяч снимков поверхности и более 200 панорам. Всего было сфотографировано около 500 тысяч квадратных метров лунной поверхности, причем из них 80 тысяч квадратных метров было обследовано детально, так что советские ученые смогли составить подробную карту этого участка. Луноход также передал на Землю информацию о составе поверхности Луны, структуре лунного грунта, его механических, физических и химических свойствах, несущей способности и т. д. Большой интерес представляли данные по рентгеновскому излучению различных небесных тел, видимых с Луны, и исследования космических лучей.

В январе 1973 года в восточной части Моря Ясности, в кратере Лемонье, началось путешествие «Лунохода-2». Это подвижное автоматическое устройство, доставленное туда советской автоматической станцией «Луна-21», которая стартовала 8 января 1973 года, в течение четырех месяцев исследовало переходную зону от лунного моря к лунному материку. Помимо этого, в условиях сложного рельефа «Луноход-2» проводил исследования по трассе движения протяженностью 37 километров, в частности оценку геолого-морфологических особенностей местности на основе съемки лунного ландшафта.

Многомесячный опыт эксплуатации двух советских самоходных аппаратов, которые в сумме прошли около 50 километров, передали на Землю более 100 тысяч снимков и 300 панорам, а также провели многократные исследования физико-механических и химических свойств лунного грунта, ярко продемонстрировали эффективность луноходов в качестве средства изучения природы спутника нашей планеты.

Трудно переоценить научное значение первых в мире передвижных лунных лабораторий, оснащенных самой передовой для того времени аппаратурой. В будущем, когда человечество приступит к непосредственному освоению и заселению Луны, луноходы совершенно новых конструкций найдут широкое применение при строительстве лунных баз, поселений и городов.

Исключительно важную роль в мировой космонавтике сыграл седьмой этап в исследовании Луны, когда, кроме автоматических станций, на нее стали посылать и пилотируемые корабли.

Американская космическая программа «Аполлон», осуществлявшаяся с декабря 1968 года по декабрь 1972 года, предусматривала проведение специальных лунных экспедиций, то есть серию запусков пилотируемых космических кораблей с постепенным усложнением поставленных перед ними задач.

Лунным экспедициям предшествовали полеты космических кораблей «Аполлон-8» (экипаж: Ф. Борман, Дж. Ловелл и У. Андерс), запущенный 21 декабря 1968 года, и «Аполлон-10» (экипаж: Т. Стаффорд, Дж. Янги Ю. Сернан), запущенный 18 мая 1969 года. Оба корабля использовались для отработки полета к Луне, выхода на окололунную орбиту, где каждый из них совершил более десяти витков, после чего они возвратились на Землю.

Впервые люди высадились на Луне в июле 1969 года. Это были американцы. Космический корабль «Аполлон-11» (экипаж; Н. Армстронг, М. Коллинз и Э. Оддрин) стартовал с Земли 16 июля 1969 года. Луннная кабина «Аполлона-11» с астронавтами Армстронгом и Олдрином осуществила мягкую посадку на Луну, взлет и стыковку с основным блоком, которым управлял астронавт Коллинз.

Когда 21 июля 1969 года в 2 часа 56 минут 20 секунд по Гринвичу Нейл Армстронг ступил на поверхность Луны в районе Моря Спокойствия, он произнес фразу, ставшую такой же крылатой, как и гагаринское «Поехали!»: «Это небольшой шаг для человека, но огромный скачок для Человечества!»

Первая экспедиция людей на Луну, продолжавшаяся 21 час 36 минут 21 секунду и доставившая на Землю образцы лунного грунта, была подготовлена всем ходом исследования человечеством космоса и вошла в летопись XX века как одно из самых значительных его событий.

В конце 1960-х и начале 1970-х годов в Советском Союзе средства массовой информации очень скупо освещали полеты американских астронавтов на Луну. Так, например, трансляция высадки экипажа корабля «Аполлон-11» на лунную поверхность вообще не показывалась в СССР. Только в 1990-х годах у нас появилась возможность увидеть эти исторические кадры.

Правда, оказалось, что в зоне обзора двух лунных телекамер астронавты присутствовали всего лишь 25 первых «торжественных» минут из двух с половиной часов телепередачи, изображение которой было очень низкого качества. Астронавт возле лунной кабины был практически неразличим, растворившись в ее солнечных отблесках. А без технического комментария показываемой «картинки» понять, что происходит на телеэкране, было очень трудно даже опытному специалисту.

К большому сожалению, как говорится, «на самом интересном месте», в конце 1972 года программа «Аполлон» была неожиданно прервана. Возможно, американские лунные экспедиции пришлось прекратить по финансовым соображениям. Возможно, по каким-то другим причинам (об этом мы будем говорить ниже). Как бы там ни было, но оказалось, что американским астронавтам удалось из запланированных 12 осуществить только шесть высадок в разных районах видимой стороны Луны.

В дни празднования 30-летия первой высадки на Луну из 12 американских покорителей Селены в живых остались девять. Раньше всех из жизни ушел Дж. Ирвин (экипаж «Аполлона-15»), за ним — А. Шепард (экипаж «Аполлона-14») и Ч. Конрад (экипаж «Аполлона-12»). Все астронавты — и те, кто ушел в небытие, и те, кто здравствуют и поныне, — были фанатами «лунной программы». И никто из двенадцати не сколотил на ней огромного состояния. (Например, у Нила Армстронга имеется скромный дом в штате Огайо, а место посадки на Луне его жена ласково называет «нашей дачей»…) Луна позвала их всех к себе, но… все однажды закончилось. Опередив свое время на полвека или на больший срок, американская программа «Аполлон», как многим кажется, не изменила или очень мало изменила человеческое мировоззрение…

В общей сложности члены всех экспедиций пробыли на Луне примерно 300 часов, из них 80 часов составляет время выхода астронавтов из кабины на поверхность Луны. На доставленном на Луну специальном самородном аппарате астронавты преодолели около 30 километров. На Луне было установлено шесть комплектов научных приборов, доставлено на Землю более 390 килограмм лунных образцов, осуществлено неоднократное зондирование Луны различными способами и т. д.

В начале 1970-х годов на Луне побывали советские станции «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24», осуществившие забор образцов твердой породы и доставку их на Землю. Станция «Луна-16», стартовавшая с Земли 12 сентября 1970 года, совершила мягкую посадку на Луну 20 сентября в Море Изобилия. Станция «Луна-20» ушла с Земли 14 февраля 1972 года и уже 21 февраля мягко опустилась на лунную поверхность в материковом районе с трудным для посадки рельефом возле кратера Аполлоний. Наконец, станция «Луна-24», запущенная 9 августа 1976 года, прилунилась 18 августа в юго-восточной части Моря Кризисов.

Места посадок станций «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» были выбраны так, чтобы доставленная на Землю серия образцов лунного грунта могла дать представление о характерном для Луны регионе, включавшем в себя морской, материковый и переходной участки. Лунный грунт, добытый с различных глубин и доставленный советскими автоматическими станциями, изучался в ведущих лабораториях многих стран мира и сопоставлялся с материалами исследований американских лунных экспедиций по программе «Аполлон».

Активный этап космических исследований Луны, ставшей к середине 1960-х годов ареной нешуточной «космической гонки» СССР и США, к большому сожалению, закончился в середине 1970-х годов. К этому времени были практически свернуты все программы освоения Луны: человечество доступными на тот момент космическими средствами выяснило о нашем естественном спутнике практически все, что было возможно.

В последующие годы интерес к Луне постепенно снизился, поскольку центр тяжести космических исследований сместился в сторону ближних и дальних планет Солнечной системы. В изучении Луны наступила длительная пауза: почти за целых 20 лет к ней не было послано ни одного космического аппарата.

В 1995 году США запустили космический аппарат «Клементина», который впервые выполнил полную съемку Луны, Включая и обе полярные области. При этом в районе Южного полюса Луны была обнаружена поверхностная депрессия, дна которой никогда не достигают солнечные лучи, а температура в ней не поднимается выше минус 230 градусов Цельсия.

В этой депрессии оказался обычный водяной лед, который образовал «озеро» площадью 95 квадратных километров и глубиной до 15 метров. Если это открытие подтвердится, задача организации на Луне в будущем постоянной базы значительно упростится: отпадет необходимость снабжения водой и станет возможным производство там кислорода и водорода, используемых для запусков космических кораблей.

В этой же депрессии вполне могли «вымораживаться» и летучие вещества, выделяющиеся как из недр Луны, так и из падающих на нее комет и метеоритов. Космический аппарат «Клементина» обнаружил и другие новые структуры лунной поверхности, а также определил мощность лунной коры.

Второй американский космический аппарат Лунар «Проспектор» был запущен 6 января и выведен 11 января 1998 года на орбиту спутника Луны, где он находится и по настоящее время. Целью запуска этого спутника было проведение глобальной съемки лунной поверхности для определения ее элементного состава, изучения гравитационного и магнитного полей и внутреннего строения Луны, подтверждения наличия водяного льда и летучих веществ.

В связи с тем, что обработка данных приборов, установленных на «Лунаре Проспекторе», еще не завершена, а также отсутствуют официальные публикации об исследованиях этого спутника, мы лишь кратко расскажем о некоторых полученных результатах.

Во-первых, подтверждено наличие на Луне водяного льда, и его оказалось довольно много. Почти чистый лед лежит в кратерах пятнами в виде слоев, укрытых сухим реголитом (поверхностный слой лунного грунта) толщиной до 40–45 сантиметров. Не известно, что находится ниже отметки 60 сантиметров, — вполне возможно, что там тоже лед…

Во-вторых, ученые создали глобальные карты элементного состава поверхностного слоя Луны и карты распределения пород различного типа. В-третьих, данные, полученные с Лунар «Проспектора», свидетельствуют о наличии у Луны железного ядра диаметром около 600 километров. В-четвертых, по крайней мере в двух районах были зарегистрированы достаточно мощные местные магнитные поля. Эти районы находятся на обратной стороне Луны и диаметрально противоположны Морю Дождей и Морю Ясности…

Исследования Луны имеют важнейшее значение для решения вопросов фундаментальной геологии: механизма формирования Земли и планет, понимания ранней истории Земли, включая образование земных континентов, океанов и зарождения биосферы. Все это является исключительно важным моментом в развитии теории происхождения и развития Солнечной системы.

В настоящее время многие страны готовят аппараты для запуска к Луне. Кроме США и Японии, Европейского космического агентства (ЕКА), об этом всерьез задумывается и Китайская Народная Республика.

Готовят новую программу многостадийных длительных исследований и российские ученые. Первые эксперименты будут связаны с изучением внутреннего строения Луны, в частности, определением размера ее ядра. Это очень важно для установления происхождения Луны.

В нынешних условиях отечественной космонавтике очень тяжело, если вообще это реально, планировать новую национальную или международную программу исследований Луны. Тем отраднее выглядят проекты НПО им. Лавочкина, создателя предыдущих межпланетных станций серии «Луна», развивающие это направление.

Российский аппарат из новой серии, по всей вероятности, будет называться «Луной-25». Запуск станции на траекторию перелета по трассе «Земля — Луна», который, как предполагается, будет равен трем суткам, планируется осуществить с северного российского полигона «Плесецк» с помощью относительно дешевой ракеты-носителя «Молния» при использовании разгонного блока «Л»…

Что ж, пожелаем российским инженерам и ученым-селенологам успехов в дальнейшем исследовании Луны…