Лунный рельеф: от наскальной живописи до сервисов Google

Ровно 55 лет назад 3 апреля советская станция «Луна-10» вышла на орбиту спутника Земли. Это было одно из главных событий, которое помогло ученым в изучении разных его областей. В еженедельной рубрике «Имени языка Эйнштейна» рассказываем, как исследовали поверхность Луны начиная от неолита и заканчивая сегодняшним днем.

Как древние люди изучали ночное светило?
Исследовать Луну начали еще до появления телескопа. В 1980 году ученые Мартин Бреннан и Джек Робертс обнаружили в ирландском кургане Наут схематическое изображение темных пятен спутника Земли. Рисунок был сделан в период с 3330 по 2790 год до нашей эры.

Описание Луны и ее поверхности также можно встретить в работах философа Демокрита, который жил в V веке до нашей эры. Подобно другим древнегреческим мыслителям он сравнивал Луну с Землей: темные области были для них водоемами, а светлые — сушей. Так и возникла традиция называть морями темные зоны спутника.

Откуда появились Моря Кризисов и Дождей?
Теория древних греков была опровергнута лишь в 1609 году, когда итальянский астроном Галилео Галилей построил первый телескоп. С помощью него он обнаружил, что Луна не была гладкой сферой с водоемами, а имела выраженный рельеф с горами и низменностями. По теням от возвышенностей ему удалось определить их среднюю высоту — около семи километров. На основе своих наблюдений Галилей создал первую карту поверхности Луны.

«Луна представляется нам с блестящими рогами, граница, отделяющая темную часть от блестящей, не простирается ровно по овальной линии, как это бывает у абсолютно сферического тела, но обозначается неровной, угловатой и извилистой линией, как изображено на прилагаемом рисунке,» — писал Галилео Галилей в «Звездном вестнике» в 1610 году.

Более точная карта появилась спустя сорок лет. Астроном Ян Гевелий для наблюдений использовал более мощный телескоп с большим фокусным расстояние. Свои исследования он объединил в атлас «Селенография», который пользовался авторитетом у астрономов на протяжении века.

Благодаря работам Джованни Риччоли были закреплены современные названия объектов лунной поверхности. В 1651 году ученый опубликовал «Новый Альмагест», который представлял собой сборник всех имеющихся знаний об астрономии. В нем были зафиксированы новые типы лунного рельефа: моря и озера. Кроме того, именно тогда появилась традиция называть кратеры в честь знаменитых ученых, например Тихо, Гиппарх, Коперник и Архимед. Необычные названия получили и лунные моря: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия и Море Дождей.

Почему возникли кратеры на Луне?
В 1665 году физик Роберт Гук в книге «Микрография», размышляя о происхождении лунных кратеров, выдвинул две гипотезы: ударную и вулканическую. Каждую он подтвердил с помощью экспериментов: в одном из них он бросал твердые предметы в жидкую глину, в другом — кипятил масло и наблюдал за его поверхностью. Так, были заложены две основые и впоследствии конкурирующие теории появления лунных кратеров.

Одним из последователей вулканической теории был немецкий астроном Иоганн Медлер. В период с 1834 по 1836 года он разработал подробную карту Луны в четырех томах, которая содержала свыше 7 000 деталей поверхности. На протяжении нескольких десятилетий его описание считались лучшими. Пока в 1878 году геофизик Иоганн Шмидт не выпустил более точный и полный атлас с информацией о 32 856 кратерах.

Ударная теория получила развитие лишь в 1824 году, когда немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен предположил, что при падении метеориты проминают грунт и уходят в глубину Луны. Но в гипотезе была неточность: большинство космических тел падает под углом и кратеры должны иметь эллиптические очертания, а не круглые. Лишь в середине XX века было доказано, что при столкновении с поверхностью спутника метеориты взрываются и пробивают лунные породы ударной волной. Эксперименты показали, что в таких условиях кратеры остаются шаровидными, если угол падения не превышает 80-85 градусов.

Как исследовать спутник, не выходя из дома?
Первую фотографию Луны в 1833 году сделал французский художник Луи Дагер. Спустя 64 года Парижская обсерватория выпустила подробный фотографический атлас спутника. После этого более поздние карты лунной поверхности составлялись с помощью снимков. Например, в 1960-х годах специалисты Аризонского университета и американского BBC опубликовали “Photographic Lunar Atlas”.

Сегодня с помощью полученных изображений ученые создают трехмерные модели поверхности Луны. Кроме того, любой человек может изучать их, например, с помощью сервиса Google Moon.

Обложка: Getty Images
Иллюстрации: wikimedia.org, первая фотография Луны Луи Дагера, 1833 год