Текст книги "Путешествия к Луне"

3.3. Моря на краю Луны

Хотя считается, что Луна всегда повернута к Земле одной стороной, на самом деле благодаря либрации (см. выше) она чуть-чуть «покачивается», позволяя нам немного заглянуть то за один свой край, то за другой, и мы можем наблюдать около 10 % обратной стороны Луны. При этом лунные образования, распложенные близ края видимой стороны, то появляются, то вновь прячутся за лимбом.

Астрономы различают либрацию по долготе (покачивание влево-вправо) и по широте (вверх-вниз). Когда Луна в наибольшей восточной либрации по долготе, нам становятся видны ее области, лежащие к востоку от видимого полушария, а когда в западной – западные. Северная и южная либрация по широте дает возможность изучать соответственно северные и южные области Луны.

В период между новолунием и полнолунием в условиях благоприятной восточной либрации по долготе с помощью телескопа или бинокля на крайнем востоке видимого полушария Луны можно обнаружить несколько крупных морей. Самое северное из них – Море Гумбольдта – расположено на широте Моря Холода, справа от него. (Указывая направления – налево, направо, – мы имеем в виду нормальную карту Луны, а не ее перевернутое телескопом изображение.) Два других моря – Краевое и Смита – находятся в экваториальной зоне, восточнее морей Кризисов и Изобилия. И, наконец, самое южное – Море Южное – находится юго-восточнее Моря Нектара, на широте 40° к югу от экватора.

Рис. 3.6. Восточная часть лунного шара (снимок получен космическим аппаратом). Слева от центра – Море Изобилия с крупным светлым кратером Лангрен на восточном краю. Выше центра – почти круглое Море Кризисов. Правее центра – круглое Море Смита, а над ним – Море Краевое. Бледная темная область внизу – Море Южное.

То, что эти большие темные пятна представляют собой самостоятельные кольцевые структуры, а не заливы расположенного на обратной стороне Луны обширного океана лавы, стало ясно лишь в октябре 1959 г., после того, как советская автоматическая станция «Луна-3» впервые сфотографировала невидимую сторону нашего естественного спутника. Главной тайной, которую она тогда открыла, стало практически полное отсутствие морей на обратной стороне Луны. Вместо морей на ней обнаружились хорошо сохранившиеся кольцевые образования, практически не затопленные лавой. Более того, по снимкам последующих советских, а затем и американских космических аппаратов в центральной части обратной стороны Луны была найдена крупная депрессия (впадина), размеры которой сравнимы с размерами Океана Бурь, а глубина превышает максимальную глубину земного Мирового океана. Удивительно, но эту депрессию диаметром около 2500 км тоже причисляют к многокольцевым бассейнам, образовавшимся в результате ударов гигантских метеоритов.

Наряду с обширной территорией обратной стороны Луны указанная депрессия включает и районы южного полюса, которые никогда не освещаются Солнцем и где царит вечный холод с температурой ниже -153 °C. Данные аппарата «Клементина» (NASA), исследовавшего Луну с орбиты в 1994 г., подтверждают, что в этой низине, вероятно, находятся залежи водяного льда, которые в будущем могут быть использованы лунными колониями и пилотируемыми космическими кораблями, направляющимися к Марсу. Если южная «полярная шапка» Луны действительно существует, то это место становится самым перспективным для создания долговременной базы. В период благоприятной (южной) либрации по широте вы тоже с помощью телескопа сможете заглянуть на южный полюс и увидеть освещенный Солнцем внешний вал кратера Амундсен диаметром 105 км, дно которого постоянно находится в тени и, видимо, состоит из ископаемого льда. А пока вернемся в восточную краевую зону видимого полушария Луны и продолжим ее обследование.

Море Гумбольдта располагается близ северо-восточного края видимого диска, поэтому наиболее благоприятное время для его наблюдений наступает, когда в результате восточной либрации по долготе и северной либрации по широте центр видимого диска Луны максимально смещается к северо-востоку. В этот период Море Гумбольдта «отодвигается» от лимба, и его можно рассматривать в более удобном ракурсе. В такие дни хорошо видны внутренняя часть бассейна диаметром 160 км, заполненная лавой, и два кольцевых хребта, диаметрами 300 и 600 км, окаймляющие центральную впадину. Кроме того, вы сможете проследить за некоторыми выбросами и цепочками, исходящими из Моря Гумбольдта. Особенно выделяется цепочка вторичных кратеров, начинающаяся от внешнего кольца бассейна и простирающаяся на 600 км в юго-западном направлении – к Морю Кризисов.

Лучшим ориентиром для отождествления Моря Гумбольдта является хорошо заметный концентричный кратер Эндимион диаметром 125 км, который лежит на полпути между морями Холода и Гумбольдта. Он обладает мощным четким валом и ровным темным дном, заполненным лавой, и поэтому всегда хорошо виден на фоне материковой местности, разделяющей эти два моря. Эндимион моложе бассейна Гумбольдта, так как перекрывает отложения последнего. Когда Море Гумбольдта из-за либрации оказывается на невидимой стороне Луны, кратер Эндимион занимает место у самого края видимого диска. Подобным образом, и это хорошо видно даже невооруженным глазом, моря Кризисов и Изобилия приближаются к краю лунного диска в период западной либрации по долготе и удаляются от него при восточной. В последнем случае с помощью любой зрительной трубы легко заметить, что к северу и востоку Море Изобилия переходит в изолированные мореподобные пятна, которые объединяются в небольшие моря Пены и Волн. Темные пятна продолжаются и далее в краевую зону к морям Краевое и Смита.

Море Краевое протяженностью около 360 км имеет неправильную, вытянутую вдоль экватора форму. Ясно выраженных кольцевых образований и выбросов вокруг него не наблюдается, поэтому существует подозрение, что оно не является самостоятельным ударным бассейном. Зато Море Смита диаметром 360 км – одно из немногих, имеющих четкую правильную форму замкнутого круга. По топографическим и другим характеристикам оно очень похоже на Море Кризисов. В бассейне Моря Смита можно проследить за внешним кольцевым валом диаметром 840 км. Выбросов и отложений здесь не наблюдается.

При низком Солнце (вскоре после новолуния) путь к Морю Южному вам укажут цепочки кратеров и долины, тянущиеся на юго-восток от южных окраин Моря Нектара. Среди них особенно выделяется немного изогнутая Долина Рейта протяженностью 500 км и шириной 30 км. Это цепочка вторичных кратеров, возникшая при образовании бассейна Моря Нектара. Сравните ее с цепочкой кратеров в бассейне Моря Гумбольдта, о которой упоминалось выше. Они очень похожи.

Чем выше поднимается Солнце, тем хуже видны цепочки и долины на поверхности Луны, а вблизи полнолуния они и вовсе теряются из виду. В этом случае ориентиром при поисках Моря Южного могут служить крупные лучевые системы кратеров Фурнерий и Стевин, расположенные к юго-востоку от Моря Нектара, на полпути к Морю Южному.

Либрация по широте, подходящая для наблюдений Моря Гумбольдта, неблагоприятна для наблюдений Моря Южного, и наоборот, потому что эти моря находятся на противоположных высоких широтах. Но даже несмотря на оптимальную для наблюдений Моря Южного максимальную либрацию (восточную по долготе и южную по широте), вы все равно не увидите его полностью: часть моря останется на обратной стороне, вне пределов видимости с Земли. В целом это обширное образование представляет собой слабо затопленный кольцевой бассейн, состоящий из отдельных заполненных лавой участков и кратеров. Диаметр внешнего кольца, опоясывающего его, – 880 км. Промежуточные кольца выражены слабо. Выбросов и отложений не наблюдается.

Если время ваших наблюдений совпало с максимальной западной либрацией по долготе в период между фазами полнолуния и новолуния, направьте телескоп на освещенный западный край видимого диска Луны. Здесь вы увидите образования, расположенные в западной либрационной зоне, в том числе и небольшой участок Моря Восточного в экваториальной области. Море Восточное является антиподом Моря Смита, и по многим характеристикам они очень похожи друг на друга. Их бассейны почти одинаковы по размеру и глубине – удивительный на первый взгляд факт, если учесть различие возрастов этих образований. Оба моря содержат до краев заполненные лавой кратеры, причем в Море Смита таких кратеров, как и кратеров других типов, насчитывается больше, вероятно, из-за его более древнего возраста. Интересная особенность этих морей – оба они содержат гравитационные аномалии. По своему территориальному положению, сырьевым ресурсам и потенциалу научных задач моря Смита и Восточное считаются наиболее перспективными районами для создания лунной базы. Одновременно на лунном диске вы их не увидите: в момент полнолуния, когда с Земли видно Море Смита, из-за либрации не видно Море Восточное, и наоборот.

3.4. Следы в Море Ясности

14 сентября 1959 г., в 0 час 2 мин 24 с по московскому времени советская автоматическая станция «Луна-2» впервые в истории коснулась нашей небесной соседки. Залив Лунника – так был назван участок морской поверхности протяженностью 100 км, расположенный между хорошо заметными кратерами Аристилл, Архимед и Автолик, куда «Луна-2» доставила вымпелы с изображением герба Советского Союза.

Здесь, в центральной части видимого полушария Луны соединяются, почти касаясь друг друга, два крупных круговых бассейна – Море Ясности и Море Дождей. Оба эти бассейна образовались около 4 млрд лет назад, когда падения крупных тел на поверхность Луны были значительно более частыми, чем сегодня. Сначала ударил метеорит, образовавший гигантскую круглую воронку Моря Ясности диаметром 740 км, а затем падение еще более крупного тела образовало бассейн Моря Дождей, выбросы из которого нарушили правильность формы краев Моря Ясности и частично засыпали его. Заполнение образовавшихся гигантских впадин вулканической лавой происходило в течение последующих нескольких сотен миллионов лет и имело сложную историю.

Рис. 3.7. Море Ясности.

Рис. 3.8. Панорама лунной поверхности, привезенная экспедицией «Аполлон-17».

А теперь приглашаю вас на прогулку по окрестностям Моря Ясности.

Сейсмическое зондирование на месте посадки «Аполлона-17» показало, что дно бассейна Моря Ясности находится на 1500 м ниже лавовой поверхности на западе и на 2000 м – на востоке. Проведенные измерения показали также, что Море Ясности имеет промежуточный слой на глубине около 1000 м, и этот факт свидетельствует о том, что море заполнялось по крайней мере в два отдельных этапа.

За последние 3 млрд лет на Луне не происходило сколько-нибудь заметных событий, лишь продолжали падать на поверхность метеориты, хотя в значительно меньшем количестве и значительно меньших размеров, чем прежде. А после того, как гигантские камни километровых размеров образовали кратеры Коперник и Тихо, никакие крупные тела уже не сталкивались с Луной. Поэтому безвоздушная и безводная поверхность нашей космической соседки навечно запечатлела следы древних событий, происходивших в Солнечной системе.

Между тем после полета «Луны-2» рукотворные тела нарушали покой в окрестности Моря Ясности еще несколько раз. В июле 1971 г. южнее Залива Лунника опустилась кабина «Аполлона-15» с двумя астронавтами на борту – Д. Скоттом и Дж. Ирвином. Они посадили свой корабль вблизи Борозды Хэдли, известной уже тем, что ее можно увидеть с помощью наземного телескопа. Ее ширина составляет около 1 км, а длина – около 100 км (см. рис. 2.18). Борозда извивается по юго-восточному краю Болота Гниения приблизительно параллельно краю Апеннинских Гор, которые возвышаются на 1–2 км над поверхностью окружающих морей. Для передвижения по Луне астронавты использовали четырехколесный электромобиль. С его помощью Скотт и Ирвин проехали около 10 км, собрали 78,6 кг образцов горных пород и грунта, установили на поверхности научную аппаратуру.

Рис. 3.9. Эти следы, оставленные астронавтами и их аппаратурой на поверхности Луны, сохранятся в течение миллионов лет.

А в декабре 1972 г., теперь уже на восточном краю бассейна Моря Ясности, в горной Долине Тавр-Литтрова, расположенной между двумя хорошо заметными в телескоп кратерами: Витрувий диаметром 29 км и Литтров диаметром 30 км, – высадились астронавты «Аполлона-17» X. Шмитт и Ю. Сернан. На поверхности Луны они провели более 22 часов и помимо проведения различных экспериментов собрали 110 кг образцов лунного грунта. Для передвижения они тоже использовали электромобиль.

Наконец, в январе 1973 г. вновь на восточной окраине Моря Ясности, в южной части кратера Лемонье, совершила посадку одна из последних советских автоматических станций – «Луна-21» с «Луноходом-2» на борту. В непосредственной близости от места этой посадки расположена холмистая область, к востоку и югу переходящая в материковую местность и далее в горные массивы Тавр. С января по май «Луноход-2» прошел более 37 км, включая участки с весьма сложным рельефом, сыпучим грунтом и каменными россыпями.

Во всех указанных случаях на поверхности Луны были оставлены отработанные посадочные ступени, средства передвижения, инструменты и научные приборы. Эти атрибуты космической техники, которые из-за их малых размеров нельзя увидеть в наземный телескоп, будут храниться в условиях лунной среды многие и многие миллионы лет. Простой расчет, основанный на том, что слой реголита толщиной в несколько метров формировался на Луне в течение нескольких миллиардов лет, приводит к следующей оценке средней интенсивности обновления поверхности нашей соседки: миллиметровый слой за миллион лет. Это значит, что следы космонавтов или луноходов сантиметровой глубины сохранятся на поверхности Луны в течение нескольких миллионов лет!

При первом взгляде в телескоп Море Ясности представляется широким простором однообразных серых тонов. Но при более внимательном рассмотрении здесь обнаруживается множество интересных деталей, их красочных вариаций и подробностей. С каждой новой фазой при соответствующей либрации вам будут открываться все новые и новые особенности рельефа.

При возрасте Луны в пять дней терминатор проходит через моря Нектара и Спокойствия и достигает мощной горной системы Тавр. В это время на восточном краю Моря Ясности понемногу появляются из темноты кратеры Витрувий, Литтров, Лемонье и большой красивый Посидоний, входящие в состав горной цепи Тавра. К северу от последней вплоть до соединения с западной оконечностью Моря Холода расстилаются гладкие равнины Озера Сновидений и Озера Смерти.

Лемонье — невыразительный, древний, затопленный лавой кратер диаметром 61 км, вал которого частично разрушен. На берегу моря он образовывает большую губу, так как обращенная к морю стенка кратера полностью скрывается под морской поверхностью.

В отличие от Лемонье, Посидоний приоткроет вам много интересных особенностей своей истории. Расположенный в северо-восточной части Моря Ясности, немного севернее Лемонье, он имеет диаметр 95 км и глубину 2 300 м. Дно его приподнято и находится на том же уровне, что и примыкающая лавовая поверхность моря. Но по отражающей способности Посидоний и поверхность Моря Ясности разительно отличаются друг от друга, что указывает на различие в их химическом составе. Наблюдения с Земли и из космоса показали, что спектральные характеристики Посидония соответствуют породам горных районов Тавра. Поэтому, вероятнее всего, его дно состоит из материковых пород бассейна и не затоплялось лавой.

В условиях хорошей видимости, возможно, уже на пределе разрешения вашего телескопа, вы увидите, что кратер имеет несколько центральных пиков. Они обычно затенены длинными грядами, которые извиваются в спирали, начинаясь от внутренних его стенок. Похоже, что эти гряды являются верхними краями гигантских оползней. Сети борозд, пересекающих дно кратера, то появляются, то исчезают вновь в поле зрения в зависимости от прозрачности земной атмосферы и возможностей вашего телескопа. Особенно выделяется длинная борозда, которая с севера на юг рассекает дно на две части.

На шестой день от новолуния терминатор уже проходит через середину Моря Ясности, и поэтому становятся отчетливо видны морщинистые гряды, украшающие его поверхность. Так же хорошо выступает рельеф узкого перешейка между морями Спокойствия и Ясности, в состав которого входят кратеры Дауэс, Плиний, а также Мыс Архерузий. Дауэс — свежий 18-километровый кратер. К югу от него расположен большой кратер Плиний, имеющий диаметр 43 км и глубину 2300 м. Он хорошо террасирован и выставляет напоказ необычный центральный пик, поэтому в условиях освещения утренними лучами Солнца выглядит как двойной кратер.

По мере подъема Солнца вы легко заметите, что восточные и южные окраины поверхности Моря Ясности имеют различные оттенки, и что его темный материал проникает на различные расстояния в окаймляющие Море горы. Раньше считали, что этот темный материал, который является обогащенной железом и титаном лавой, моложе, чем светло-серые лавы в центре моря. Но образцы, привезенные экспедицией «Аполлон-17», и подробные исследования плотностей числа мелких кратеров на фотографиях, полученных с лунной орбиты, показали, что темные лавы на самом деле старше.

Перемещаясь по южному берегу Моря Ясности мимо Мыса Архерузия на запад, вы приблизитесь к яркому кратеру Менелай диаметром 26 км, который входит в состав хребта Гем. На темной поверхности моря почти всегда хорошо виден светлый луч, исходящий от Менелая в виде заметной белой полосы, которая разделяет Море Ясности на две равные части. Полоса проходит через такой же яркий, как Менелай, кратер Бессель диаметром 16 км, расположенный примерно на половине расстояния между Менелаем и геометрическим центром Моря Ясности. А в условиях освещения высокими лучами Солнца за этой светлой полосой в Море Ясности можно проследить и дальше – к северу в направлении Озера Смерти и восточной границы Моря Холода и в юго-западном направлении по материковым районам лунного шара вплоть до кратера Тихо. На месте посадки «Аполлона-17» были обнаружены вторичные кратеры, порожденные ударами тел, выброшенных из Тихо во время его образования почти 110 млн лет назад. Это подтвердило предположение о том, что светлый луч в Море Ясности, проходящий по Менелаю и Бесселю, пересекающий весь центральный материк и простирающийся аж на 4000 км, принадлежит к системе лучей Тихо!

Другим замечательным свежим следом на лике Луны в Море Ясности является небольшой яркий кратер Линней, расположенный в западной части территории морской поверхности, напротив пролива, соединяющего моря Ясности и Дождей. Впервые это светлое образование было замечено в 1823 г. и интерпретировано как дно кратера диаметром от 6 до 11 км. Но в 1866 г. астроном Ю. Шмидт неожиданно обратил внимание на то, что кратер пропал, и на его месте появилось белое пятно. Затем последовали сообщения о других изменениях, и Линней стал одним из самых знаменитых загадочных кратеров на Луне.

Ясность наступила лишь после получения фотографий с «Аполлона-15», которые показали, что Линней – это очень молодой, но при этом самый обычный ударный кратер. Оказалось, что наблюдаемое в телескоп светлое пятно состоит из небольшого кратера диаметром 2450 м и глубиной 600 м, окруженного светлым ореолом из выбросов, яркость которых подвержена значительным изменениям в течение лунного дня. Очевидно, что именно оптические эффекты несут ответственность за загадочные изменения вида Линнея. Пусть эта история станет уроком для некоторых любителей, предпочитающих легко и произвольно интерпретировать наблюдения лунных объектов, находящихся на пределе разрешения небольших телескопов.

Фаза первой четверти, когда терминатор проходит через центральные части лунного диска, очень благоприятна для изучения района, откуда мы начали свое путешествие: горных хребтов, обрамляющих Море Ясности с запада, а также части Апеннин, охватывающих с юго-востока Море Дождей. В восточной части последнего в это время понемногу появляются из темноты кратеры Аристипп (55 км), Автопик (39 км), а несколько позднее – Архимед (82 км). Особенно хорошо видна лучевая система, исходящая во все стороны от Аристилла: можно заметить, как на грубой поверхности Кавказских Гор лучи исчезают и появляются вновь уже на дне Моря Ясности.