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.

---

В России ученые знали о работах Бера и Мёдлера. Один экземпляр книги с дарственной надписью авторов министру просвещения графу Уварову хранится в Государственной (Ленинской) библиотеке. Мёдлер был стронником вулканической теории происхождения лунных кратеров. Он считал, что лунный вулканизм отличается от земного и что кратеры несут следы выделения газов без видимого огня. Теща Мёдлера, фрау Витте, изготовила в 1833 г. рельефный глобус Луны, которому Мёдлер дал высокую оценку. Этот глобус демонстрировался на всемирной выставке в Лондоне.

Первая попытка коллективного изучения Луны была предпринята в 1830 г., когда образовалась «Британская ассоциация развития науки». Созданный в ее рамках «Комитет по исследованию физического состояния лунной поверхности в сравнении с земной» в 1852 г. выполнял работы по изучению физической природы Луны. В одном из отчетов Комитета отмечалось, что вид отдельных кратеров сильно меняется в зависимости от условий освещения лунной поверхности.

5.6. Фотографические снимки Луны

Астрономы первыми оценили изобретение фотографии и, чтобы извлечь из нее пользу, занялись ее усовершенствованием. Например, Джон Гершель (1792–1871), сын прославленного Вильяма Гершеля и тоже известный астроном, открыл способность тиосульфата «закреплять» фотоизображения и предложил термины негатив и позитив.

Рис. 5.13. Зарисовкой Луны астрономы занимались и в XX в., несмотря на развитие фотографии. Эти рисунки сделаны главой (1946–1956) секции Луны Британской астрономической ассоциации Вилкинсом (Hugh Percival Wilkins, 1896–1960). Слева: Прямая Стена, 26–дюймовый рефрактор Вашингтонской обсерватории. Справа: кратер Гассенди, 33–дюймовый рефрактор Медонской обсерватории.

Еще в эпоху дагеротипии именно астроном Мёдлер предложил Луи Дагеру (1787–1851), сделавшему в 1839 г. первые копии негатива на бумаге, называть их фотографиями, а французский оптик и астроном Франсуа Араго (1786–1853) посоветовал Дагеру сфотографировать Луну. Принято считать, что эксперимент с Луной Дагеру не удался. Однако московский астроном Ольга Дмитриевна Докучаева доказала, что изображение Луны с некоторыми деталями ее поверхности Дагер все же получил. К сожалению, мы не знаем, каким было его качество в исходном состоянии. По мнении Араго, снимок Дагера был удачен и давал основания надеяться в будущем изготовлять карты Луны; Е. Ф. Бу- ринский писал, что на этом снимке были видны многие подробности лунного рельефа, невидимые глазом. Однако известный астроном Зденек Копал рассматривал опыт Дагера как провал, который мог надолго задержать дальнейшие попытки фотографировать Луну. Сейчас трудно установить истину: Ф. Араго и А. Гумбольдт, видевшие дагеротип, не оставили его подробного описания (Докучаева, 1966).

Достоверно известно, что в 1840 г. Дж. Дрэпер в Нью — Йорке получил первый полностью удачный дагеротип Луны. Долгие годы считалось, что эта фотография погибла во время пожара в 1866 г., однако спустя век была сделана неожиданная находка: в книжном магазине в Гринвич — Виллидж в 1969 г. обнаружили изъеденный плесенью дагеротип Луны в ее последней четверти, сделанный Дрэпером и датированный 26 марта 1840 г. Вполне возможно, что это как раз и есть та самая первая удачная астрономическая фотография (Дариус, 1986).

Рис. 5.14. Фото кратера Гассенди, полученное с орбиты экипажем «Аполлона-16».

В 1849 г. на рефракторе обсерватории Гарвардского университета Дж. Уиппл получил серию высококачественных фотографий Луны с экспозицией менее 1 минуты. Вскоре фотографированием Луны на собственной обсерватории занялся английский астроном Уоррен Де ла Рю (1815–1889), а затем и другие энтузиасты. Отметим, что по поводу первого снимка Луны мнения историков астрономической фотографии расходятся: одни авторы называют первую фотографию, полученную Дагером (1839 г.), другие — снимок Дрэпера (1840 г.), третьи — дагеротип У. и Дж. Бондов (1850 г.). Однако ошибки тут нет, если фотографии рассматриваются как «первый снимок», «первый удачный снимок» или «начало систематической работы». Каждая из характеристик имеет свой смысл (Докучаева, 1994).

Во второй половине XIX в. техника фотографии быстро совершенствовалась: от дагеротипии перешли сначала к мокрым коллоидным пластинкам, а затем к сухим бромосеребряным желатиновым эмульсиям. С 1840 по 1880 гг. светочувствительность фотопластинок возросла в 10 тыс. раз (а к концу XX в. — еще в 1000 раз). Фотография стала важнейшим методом астрономии. К тому же к концу XIX в. были построены крупные длиннофокусные рефракторы с объективами диаметром около 1 м: Йеркский, Ликский, Парижский и др. (Куимов, Сурдин, 2008). Появилась возможность быстро получать крупномасштабные снимки Луны. Это принесло ощутимый результат: в 1897–1899 гг. был опубликован фотографический лунный атлас Ликской обсерватории, а в 1896–1909 гг. — атлас Парижской обсерватории. Материалы этих атласов неоднократно использовались многими авторами. Например, чешский астроном Ладислав Вейнек (1848–1913), работавший в Клементинской обсерватории в Праге, по увеличенным фотографиям, полученным в Ликской обсерватории, составил атлас зарисовок Луны из 100 листов, покрывающих большую часть видимого полушария. Поскольку размер исходных снимков соответствовал диаметру Луны почти в 4 м, карты Вейнека содержат много мелких деталей лунной поверхности. К тому же рисунки более четко воспроизводятся типографским способом, чем фотоснимки.

Современные карты Луны существенно отличаются от карт начала XX в.: иными стали методы их составления, вдвое увеличилась изображаемая территория (за счет обратной стороны), возросла нагрузка деталями, увеличилось разнообразие масштабов и применяемых проекций. Как правило, все обзорно — селенографические карты составлены полутоновым методом (отмывкой рельефа при комбинированном освещении); это делает их более информативными, позволяет подчеркнуть некоторые детали. На обзорно — топографических картах для изображения рельефа применяются горизонтали и высотные отметки и горизонтали с послойной окраской, а также горизонтали в сочетании с отмывкой. Селенологические карты большей частью составлены методом качественного фона (однотипные участки поверхности окрашиваются в определенный цвет) в сочетании с условными знаками.

Рис. 5.15. Иллюстрации из наглядного пособия А. А. Михайлова «Луна — ближайшее к нам небесное светило» (М.: Гос. изд — во культурно — просветительной литературы, 1946): относительные размеры Луны и Земли, проекция Луны на земную поверхность и карта Луны.

5.7. Обратная сторона Луны: фантастический успех «Луны-3»

Новая эра не только в области картографирования Луны, но вообще в изучении Солнечной системы началась в октябре 1959 г., когда советская АМС «Луна-3» впервые сфотографировала часть невидимого с Земли полушария Луны. Любопытно, что в России до 1960 г., насколько нам известно, не было опубликовано ни одной оригинальной карты или атласа Луны, если не считать пособия, подготовленного под редакцией члена — корреспондента Академии наук СССР проф. А. А. Михайлова, в котором в наглядной форме рассказано о природе Луны и дана ее весьма схематичная карта (рис. 5.15). При этом именно в нашей стране спустя всего дюжину лет при помощи мощных ракет и автоматических зондов была успешно произведена первая разведка Луны и создана первая «Карта обратной стороны Луны». Когда в печати появились изображения невидимого с Земли лунного полушария, за рубежом некоторые не поверили, что в СССР смогли осуществить съемку в космосе. В США даже нашлись ученые, которые утверждали, что снимки «нарисованы углем на ватмане»…

По фотографиям, переданным «Луной-3», сотрудники ГАИШ и ЦНИИГАиК (Центральный научно — исследовательский институт геодезии, аэрофотосъемки и картографии) составили в 1960 г. первую в мире «Карту обратной стороны Луны» в масштабе 1:10 ООО ООО. Детали обратной стороны Луны, впервые увиденные землянами, были показаны на карте условными знаками, их координаты определены в единой селенографической системе координат, а 18 крупнейшим объектам присвоены наименования, впоследствии утвержденные MAC.

Полученные на Земле по радиоканалу с АМС «Луна-3» снимки были сильно искажены помехами. К счастью, помехи меняются от снимка к снимку. Это позволило сопоставить разные фотографии и выявить достоверные детали поверхности. Методика дешифровки снимков, разработанная в Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга (МГУ) под руководством Ю. Н. Липского (1909–1978), позволила выявить множество деталей рельефа невидимого полушария; она подробно описана в «Атласе обратной стороны Луны». На этой карте впервые появились Море Москвы и Море Мечты, кратеры Циолковский, Джордано Бруно, Менделеев, Склодовская — Кюри и др. Светлое протяженное образование было названо Хребтом Советским, однако последующие съемки хребта не выявили. У кратера Джордано Бруно обнаружилась мощная лучевая система. Специальные фотометрические разрезы позволили выявить довольно сложную структуру дна кратера Циолковский, которая полностью подтвердилась при последующих фотографированиях. Интересно отметить, что контур западной границы образования, названного на этой карте Морем Мечты, совпадает на современных картах с западным краем Бассейна Южный полюс — Эйткен. Центральным меридианом этой карты был выбран меридиан +120°. Благодаря этому Море Краевое, Море Смита и Море Гумбольдта, расположенные в либ- рационной зоне, отобразились на этой карте с гораздо меньшими искажениями. В целом около 90 % всех образований, выявленных по снимкам АМС «Луна-3», подтвердились при сравнении с более поздними фотографиями, переданными американским аппаратом «Лунар Орбитер».