Луна — ближайшее к Земле и потому самое изученное небесное тело. Ее исследованием занимались десятки автоматических зондов и девять пилотируемых экспедиций, в том числе шесть — с высадкой астронавтов.
С орбиты были составлены подробные карты нашего спутника. Американские астронавты, советские межпланетные станции и один китайский космический зонд доставили на Землю более двух тысяч образцов лунного грунта общей массой почти 400 кг.
На Луне есть горные цепи, но большая часть ее поверхности — бескрайняя пустынная равнина. Здесь есть возвышенности и обширные низины. При взгляде с Земли низменности выглядят темными, поэтому астрономы XVII века сочли их морями. Это название и закрепилось, хотя никакой воды там, конечно, нет. Происхождение этих впадин неясно. Возможно, это следы ударов крупных астероидов.
Откуда бы ни взялись лунные моря, более 3 млрд лет назад они были затоплены базальтовой лавой. Она-то и придает им их темный цвет. На Луне более 20 морей, и большая часть из них расположена на обращенной к Земле стороне нашего спутника. Дело в том, что тяготение нашей планеты вызывало в толще молодой Луны мощные приливы и отливы. Из-за этого лунная кора в видимом с Земли полушарии вдвое тоньше, чем с обратной стороны, и магме было проще ее прорвать.
Метеоритное происхождение лунных морей под вопросом, но некоторые крупные впадины однозначно образовались при ударах астероидов. Это так называемые ударные бассейны, которых известно более сорока.
Крупнейший из них — бассейн Южный Полюс-Эйткен. Его диаметр превышает две трети лунного, а глубина достигает 12 км. Если бы тело, оставившее такую вмятину, было еще немного крупнее, оно могло бы просто разрушить наш спутник!
Представим себе, что мы оказались на поверхности Луны. Оглядимся. Если сейчас день, лунная равнина залита солнечным светом. А если ночь? Тогда все зависит от фазы Земли (если, конечно, мы на обращенной к ней стороне спутника). Когда на нашей планете новолуние, на Луне «полноземние».
Но полная Земля дает в 40 с лишним раз больше света, чем полная Луна. Еще бы: наша планета намного больше, да и свет она отражает лучше. Впрочем, даже в полдень на Луне видно не так уж далеко. Местный горизонт примерно в двух километрах, в два с лишним раза ближе, чем на Земле. Поэтому даже на плоской как стол равнине легко потерять друг друга из виду.
Если нам повезет, мы увидим кратер. Это самая распространенная деталь местного рельефа. Почти все эти кратеры образовались при ударах астероидов и комет, хотя изредка встречаются и вулканические. Крупнейшие кратеры имеют диаметр в сотни километров и глубину в несколько километров, но это редкость. Большинство таких великанов образовалось 1–3 млрд лет назад, когда в околоземном пространстве еще роился «строительный мусор», оставшийся от образования Солнечной системы.
Мелкие кратеры куда более многочисленны. По последним подсчетам, на Луне более 1,3 млн кратеров диаметром от одного километра. Более миниатюрные отметины просто не поддаются подсчету. В образцах лунного грунта обнаружены даже микроскопические кратеры от удара межпланетных пылинок.
Космические гости достигают поверхности Луны невредимыми, поскольку у нее почти нет атмосферы. «Почти», потому что некоторое количество газа в межпланетном пространстве, конечно же, есть. И такое крупное тело, как Луна, этот газ притягивает и концентрирует. И все же в кубическом километре окололунного пространства не больше атомов, чем в литре земного воздуха. С практической точки зрения это, разумеется, просто вакуум.
Отсутствие атмосферы — главная причина огромных перепадов температуры на лунной поверхности. Масла в огонь подливают невероятно долгие дни и ночи. От восхода до восхода там проходит более 29 земных суток. В итоге за день поверхность Луны на экваторе успевает прогреться до +130 °С, а за ночь остыть до –170 °С.
В первой половине XX века некоторые астрономы считали, что метеориты должны превратить лунную поверхность в глубокое море мелкой пыли. Конструкторы первых лунных зондов опасались, что аппараты утонут в ней, как в зыбучих песках.
Наш спутник действительно покрыт слоем пыли, но довольно тонким: считанные миллиметры и сантиметры. Утонуть в ней нельзя, но астронавтам она доставила немало проблем. Лунная пыль очень мелкая и липкая. Ее прилипчивость объясняется, во-первых, неправильной формой пылинок, а во-вторых, статическим электричеством (пыль электризуется потоком космических лучей). Астронавтам было очень трудно полностью очистить приборы и скафандры, так что пыль попадала внутрь спускаемых модулей.
У Харрисона Шмитта, побывавшего на Луне в 1972 году, даже развилась аллергическая реакция. Он страдал и жаловался, что зловредная пыль пахнет жженым порохом. В преддверии возвращения астронавтов на Луну, намеченного на середину 2020-х, инженеры разрабатывают специальные приспособления для защиты от вездесущей пыли.
Удивительно, но в вечно затененных полярных кратерах Селены есть водяной лед. По крайней мере, на это указывают наблюдения с орбиты. Правда, сияющих ледников ждать не стоит: лед составляет в лучшем случае 1–2% местного грунта. Но и такие запасы воды будут огромным подспорьем, если NASA сдержит свои громкие обещания и построит на Луне обитаемую базу.
Крупный план кратера Вавилова на краю более древнего и крупного бассейна Герцшпрунга. В правой части изображения виден переход от гладких пород внутри внутреннего горного кольца к более пересеченной местности по краю. Вавилов и другие кратеры, а также выброшенный из них грунт отбрасывают длинные тени на терминаторе — границе между лунным днём и ночью. Снимок был сделан ручной камерой с фокусным расстоянием 400 мм, когда экипаж пролетал над обратной стороной Луны.
