П90
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 изу че ния Лу ны на уч ны ми и лю би тель ски ми сред ст ва ми, пер спек ти вы ее освоения. Книга предназначена тем, кто интересуется космическими исследованиями, приступает к самостоятельным астрономическим наблюдениям или увлечен историей техники и межпланетных полетов.
УДК 523.3
ББК 22.654.1
© А. Е. Марков, Ж. Ф. Родионова, В. Г. Сурдин,
В. И. Чикмачев, В. В. Шевченко,
К. Б. Шингарева, Ю. Г. Шкуратов, 2009
© Н. Л. Васильева, оформление, 2009
© ФИЗМАТЛИТ, 2009
|
ПРЕДИСЛОВИЕ............................................................................... 5 1. ПЛАНЕТА ЛУНА 1.1. Луна — наше второе Солнце........................................................................... 6 1.2. Знакомство с Луной....................................................................................... 12 1.3. Луна как объект астробиологии................................................................ 15 1.4. Эпоха первых лунных экспедиций........................................................... 21 1.5. Наблюдаем Луну с Земли............................................................................ 37 2. ЛУНА, КАКОЙ ОНА ВИДНА ИЗДАЛЕКА 2.1. Начало селенографии................................................................................... 56 2.2. Вид поверхности для наблюдателя с телескопом................................ 70 2.3. Нестационарные явления............................................................................. 80 3. ПУТЕШЕСТВИЯ К ЛУНЕ С ТЕЛЕСКОПОМ 3.1. Море Кризисов................................................................................................ 89 3.2. Море Изобилия............................................................................................... 96 3.3. Моря на краю Луны.................................................................................... 100 3.4. Следы в Море Ясности............................................................................... 104 3.5. Коперник и его окрестности...................................................................... 111 3.6. Кольца Моря Дождей................................................................................. 117 3.7. Аристарх и его окрестности...................................................................... 123 3.8. Море Облаков............................................................................................... 133 3.9. Кольца Моря Нектара................................................................................ 141 3.10. Гигантский кратер на обратной стороне Луны................................ 150 3.11. Море Спокойствия..................................................................................... 154 3.12. Море Влажности........................................................................................ 160 3.13. Тихо и его окрестности............................................................................ 166 4. КАК ДАЮТ НАЗВАНИЯ ДЕТАЛЯМ НА КАРТАХ ПЛАНЕТ 4.1. Глядя на Луну с Земли................................................................................ 176 4.2. Обратная сторона Луны............................................................................ 179 5. ИСТОРИЯ ЛУННЫХ КАРТ 5.1. Введение......................................................................................................... 193 5.2. Представления о Луне до изобретения телескопа............................. 198 5.3. Рождение телескопа и рисунки Луны XVII в....................................... 201 5.4. Карты Луны XVIII в........................................................................................ 209 5.5. Карты Луны XIX в........................................................................................... 211 5.6. Фотографические снимки Луны............................................................ 213 5.7. Обратная сторона Луны: фантастический успех «Луны-3».......................... 218 5.8. Что можно увидеть с Земли на Луне?............................................................ 220 5.9. «Рейнджеры»-камикадзе: съемка Луны в упор............................................. 223 5.10. «Лунар Орбитер»: фотосъемка с орбиты..................................................... 226 5.11. Современные карты и глобусы Луны.......................................................... 228 5.12. Разведка Луны продолжается.............................................................. 234 6. ПЕРВЫЕ ЛЮДИ НА ЛУНЕ 6.1. Программа «Аполлон».................................................................................... 237 6.2. «Аполлон-1». Трагедия на Земле.................................................................... 239 6.3. «Аполлон-7». Первый полет........................................................................... 245 6.4. «Аполлон-8». К Луне!..................................................................................... 248 6.5. «Аполлон-9». Путешествие вокруг Земли..................................................... 256 6.6. «Аполлон-10». Генеральная репетиция.......................................................... 265 6.7. «Аполлон-11». Первые шаги на Луне............................................................ 278 6.8. «Аполлон-12». Посадка в цель....................................................................... 317 6.9. «Аполлон-13». Катастрофа без жертв............................................................ 335 6.10. «Аполлон-14». Поднять лунное знамя!....................................................... 351 6.11. «Аполлон-15». В лунные скалы................................................................... 369 6.12. «Аполлон-16». На лунном плоскогорье...................................................... 396 6.13. «Аполлон-17». Последние люди на Луне.................................................... 425 6.14. Что нам дал «Аполлон» ............................................................................. 464 6.15. Нереализованные прилунения.............................................................. 467 7. ЗАЧЕМ НАМ ЛУНА? 7.1. Укрощение или ухудшение природы?............................................................ 472 7.2. Земле грозит перегрев?................................................................................... 473 7.3. Где же выход?.................................................................................................. 474 7.4. Доживем ли?.................................................................................................... 476 7.5. Последний рубеж человечества или первый шаг во Вселенную . . . 477 7.6. «Возьмемся за руки, друзья...»...................................................................... 479 8. ЗАПАСНАЯ ПЛАНЕТА.......................................................................................... 481 ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................... 488 |
Посвящается тем, кто мечтал о Луне, и
тем, кто побывал на ней.
Сегодня автоматы исследуют Луну, а люди готовятся к новым — теперь уже долговременным — экспедициям к нашему вечному спутнику.
Луна стала первым из внеземных миров, с которым соприкоснулся человек, первым и до сих пор единственным: дальше пошли только автоматы. И хотя принято говорить, что будущее человечества — в космосе, в действительности это не очевидно. Космическая среда крайне враждебна для человека. Полеты в дальний космос требуют колоссальных ресурсов и пока еще не дают адекватной отдачи. Экспедиции к Луне должны показать, насколько оправданы полеты человека в космос, насколько безопасны они для самого человека и для экологии Земли, и нет ли смысла ограничиться использованием роботов для изучения и эксплуатации космического пространства.
Но как бы ни была решена эта проблема в будущем, мы с вами, уважаемые читатели, навсегда останемся в истории человечества как первое поколение людей, вышедшее в космическое пространство и достигшее иных небесных тел.
Авторы посвящают эту книгу тем, кто сделал возможными и сам осуществил первые шаги человечества в космос.
ПЛАНЕТА ЛУНА
В. Г. Сурдин
1.1. Луна — наше второе Солнце
«Джентльмены, каждый из вас, конечно, видел Луну или, по крайней мере, слышал о ней», — такими словами президент Барбикен из романа Жюля Верна начал свою знаменитую речь перед членами «Пушечного клуба» в Балтиморе (штат Мэриленд), доказывая целесообразность посылки снаряда на Луну. Не прошло и ста лет с момента публикации замечательного произведения французского мечтателя «С Земли на Луну» (1865 г.), как к Луне действительно были посланы «снаряды», подтвердившие не только идею, но и многие технические детали, рожденные фантазией писателя. А спустя еще полвека, то есть в наши дни, уже ведутся разговоры не только об исследовании Луны, о сооружении на ней постоянно действующих научных станций, но также и об эксплуатации ее ресурсов и даже — чего бы очень не хотелось! — о разделе лунной территории. И это при том, что наши современники, за исключением настоящих любителей астрономии, знают о Луне не больше, чем люди XIX в. Яркое городское освещение мешает многим из нас замечать на небе Луну, так что едкая реплика Барбикена «...или, по крайней мере, слышал о ней» не потеряла актуальности.
А в самом деле, так ли уж важна для городского жителя Луна? Сегодня мы, наверное, и не заметили бы ее исчезновения с небосклона, но еще недавно... Мудрый Козьма Прутков говорил, что Луна важнее Солнца, ибо Солнце светит днем, когда и без того светло... В этой шутке виден глубокий смысл: когда-то Луну называли «ночным светилом»; для многих людей она действительно была, а для некоторых и сегодня остается важнее Солнца. Например, жители южных степей
ЛУНА, КАКОЙ ОНА ВИДНА ИЗДАЛЕКА
Ю. Г. Шкуратов
2.1. Начало селенографии
Селенография — наука, изучающая лунную поверхность, — зародилась задолго до изобретения телескопа, ведь на лунном диске даже невооруженным глазом видно много деталей.
Наскальные рисунки, напоминающие силуэт Луны, относятся к очень древней эпохе: например, возраст тех, что найдены в Ирландии, составляет более 5000 лет. Вероятно, в доисторические и античные времена люди не раз пытались изобразить вид лунного диска, однако документированных данных об этом нет. Сохранились словесные «карты» Луны в мифах древних китайцев и американских индейцев. Интересно, что и те, и другие народы, несмотря на огромное расстояние, разделяющее их, видели в очертании лунных морей кролика. Вероятно, это первый пример «астрономического открытия», сделанного независимо на разных континентах. Хотя расположение серых пятен на диске Луны не меняется век от века, разные поколения интерпретировали эту картину по-разному. Многим людям полная Луна напоминает добродушную физиономию, другие видят на Луне силуэты каких-то животных, а религиозно настроенные звездочеты Средневековья, отличавшиеся богатым воображением, уверяли, что на Луне запечатлены фигуры Иуды и Каина.
Пытаясь проникнуть в суть вещей, древнегреческие философы высказывали разные суждения о природе деталей лунного диска. Великий Аристотель (IV до н. э.) полагал, что поверхность Луны зеркальна, а пятна на ее диске — не что иное, как отражение земных морей и континентов. Авторитет Аристотеля был почти абсолютным, так что эта точка зрения в том или ином виде продержалась до начала XVII в. Но в
ПУТЕШЕСТВИЯ
К ЛУНЕ
С ТЕЛЕСКОПОМ
В. И. Чикмачев
По сих пор только двенадцати землянам посчастливилось совершить прогулки по Луне. Это было давно — 40 лет назад. Но и до этих экспедиций «Аполлонов» и после них тысячи профессионалов и любителей астрономии еженощно отправлялись и отправляются «на Луну» с помощью своих телескопов. К счастью, для таких экспедиций подходит любой телескоп, а для начала — даже бинокль. Вооружайтесь оптикой и картами, одевайтесь потеплее — и в путь!
3.1. Море Кризисов
Нашу первую экскурсию по Луне мы проведем в северо-восточном секторе ее видимого с Земли полушария. Здесь расположено крупное образование лунного рельефа — Море Кризисов. Как и многие другие лунные моря, оно одновременно является и древним кратерным бассейном, и лунным морем. Около 3,9 млрд лет назад, когда Солнечная система находилась на ранней стадии развития, громадный метеорит упал на эту часть Луны. В результате удара образовались глубокая выемка диаметром 570 км и сложный насыпной вал шириной 200 км, состоящий из крупных и мелких частиц раздробленной породы. Этот удар вызвал также серию трещин и разломов внутри лунной коры. В течение последующих 300-500 млн лет базальтовая лава постепенно вытекала через эти трещины, заполняя впадину и образуя морскую поверхность. Образцы пород, доставленные на Землю советской автоматической станцией «Луна-24», подтвердили, что Море Кризисов заполнялось лавой именно в этот период. И вот теперь, через 3,3 млрд лет, мы можем наблюдать эту поверхность.
КАК ДАЮТ НАЗВАНИЯ ДЕТАЛЯМ НА КАРТАХ ПЛАНЕТ
К. Б. Шингарева
| Т |
ИСТОРИЯ ЛУННЫХ КАРТИсходным материалом для отображения рельефа лунной поверхности на современных картах служат фотографии, полученные наземными телескопами, а также автоматическими и пилотируемыми космическими аппаратами. Причем следует иметь в виду, что одна фотография какого-либо участка поверхности не может передать все особенности данного региона, поскольку вид лунной поверхности на снимках в значительной степени меняется при изменении условий освещения. В лучших фотографических атласах видимой стороны Луны обычно приводится несколько фотографий каждого района, полученных при разной высоте Солнца над горизонтом: косые лучи подчеркивают рельеф, отвесные — выделяют различия цвета и яркости. Для обратной стороны Луны пока нет таких подробных атласов.
Начинающие астрономы любят рассматривать Луну в период первой четверти, когда хорошо видна область близ терминатора: падаю-
ПЕРВЫЕ ЛЮДИ НА ЛУНЕ
А. Е. Марков
6.1. Программа «Аполлон»
Покорение Луны — это не только очередное научное и техническое достижение человечества, но и продолжение героического пути первопроходцев — через полюсы Земли, глубины океанов, великие кругосветки, высочайшие горные пики... Не стремись человек на Земле к бесконечному расширению своего внешнего и внутреннего мира, не было бы ничего: ни дорог, ни городов, ни машин. Не было бы и нас как жителей теперь уже двух соседних планет.
Во времена великого ракетного противостояния СССР и США (1957-1972 гг.) мир балансировал на грани третьей мировой войны, но случилось чудо: вместо варварской бойни две империи схватились в великом научно-техническом состязании — «лунной гонке». И не важно, что в ней победила Америка. Важно, что не проиграли жители Земли.
Ключевые даты освоения космоса:
1942 г. — запуск первой баллистической ракеты на высоту 80 км (Германия);
1957 г. — запуск первого искусственного спутника Земли (СССР);
1961 г. — полет первого космонавта (СССР);
25.Х.1961 — решением президента Джона Кеннеди США замахнулись на первое пилотируемое межпланетное путешествие землян. Недавно созданному NASA было поручено срочно разработать систему, способную доставить людей на Луну и вернуть их на Землю. Программу назвали «Аполлон». В ней были запланированы/реализованы следующие экспедиции («миссии»):
ЗАЧЕМ НАМ ЛУНА?
В. В. Шевченко
| А |
Сейчас почти все человечество озабочено развитием глобального потепления на планете. Причины его очевидны: общая эффективность современной мировой экономики находится на низком уровне. По различным оценкам, в среднем около 98% исходных материалов в процессе обработки превращается в отходы. До сих пор главными энергоносителями для получения около 90% энергии в мире являются натуральные углеродные топлива (дерево, уголь, нефть, газ). Эта система не только интенсивно истощает природные запасы Земли. Существенной особенностью современных технологий является то, что по-
В. Г. Сурдин
ЗАПАСНАЯ ПЛАНЕТА
| С |
Размышляя о том, почему человек, ступив однажды на Луну, 40 лет не возвращался туда, я вижу много общего с историей исследования Антарктиды, особенно ее самой романтической точки — Южного полюса. Столь же недоступный в начале XX в., как Луна, Южный полюс притягивал к себе мысли отдельных смельчаков и немногих политиков, желавших прославить себя и страну. Спросить их в то время, для чего им Южный полюс, ответили бы, наверное: «Чтобы побывать там и вернуться!» А для чего же еще был нужен 100 лет назад покрытый вечным льдом континент? И вот в декабре 1911 — январе 1912 гг. они добрались до этой почти недосягаемой точки — кто на собаках, а кто и пешком, команда Амундсена и команда Скотта; одни вернулись, другие нет... А после них почти полстолетия ни один человек больше не побывал там. Решив спортивную задачу, люди по-прежнему не знали, зачем им Антарктида.
Следующий раз нога человека ступила на Южный полюс только в 1956 г. Начинался Международный геофизический год (1957-1958), и ученые сразу нескольких стран обосновались в Антарктиде, организовав постоянную базу «Амундсен-Скотт» на Южном полюсе. Вдруг все поняли, что Антарктида нужна и что уже есть средства для почти безопасного ее изучения. С той поры прошло еще полвека,
АВТОРЫ
МАРКОВ Александр Евгеньевич, инженер, историк космонавтики, автор многочисленных статей по истории лунных экспедиций.
РОДИОНОВА Жанна Федоровна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела исследований Луны и планет, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга, МГУ.
СУРДИН Владимир Георгиевич, кандидат физико-математических наук, доцент физического факультета МГУ, старший научный сотрудник отдела изучения Галактики и переменных звезд, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга, МГУ.
ЧИКМАЧЕВ Вадим Иванович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела исследований Луны и планет, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга, МГУ.
ШЕВЧЕНКО Вячеслав Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор, зав. отделом исследований Луны и планет, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга, МГУ.
ШИНГАРЕВА Кира Борисовна, доктор физико-математических наук, профессор, президент комиссии Международной картографической ассоциации (МКА) по планетной картографии.
ШКУРАТОВ Юрий Григорьевич, доктор физико-математических наук, профессор, директор НИИ астрономии Харьковского национального университета им. В. Н. Каразина, сотрудник Радиоастрономического института НАН Украины.