Первый урок селенографии

Задолго до первых телескопических наблюдений Луны некоторые древние философы высказали хотя и умозрительные, но верные по существу суждения о ее природе. Фалес, Анаксимандр, Анаксагор и Эмпедокл уверенно утверждали, что холодное серебристое сияние Луны - не собственное ее свечение, а отраженный ею солнечный свет. Другие древние мыслители, как например, Аристотель, полагали, что Луна - неплохое зеркало, а пятна на ее поверхности - отражение земных морей и материков.

Пифагор и его ученики смело заявляли, что "Луна есть земля, подобная обитаемой нами, но с той разницей, что она населена животными гораздо большими и деревьями гораздо лучшими", а Прокл был уверен, что на Луне "возвышаются многочисленные горы и помещается большое количество городов и жилищ". Смесь чистейшей фантазии и удачного провидения можно найти и в других суждениях древних о Луне.

Зарождение селенографии^* связывают обычно с первыми телескопическими наблюдениями Галилея. В памятные для всего человечества августовские ночи 1609 г. Галилей впервые увидел лунные горы. В "Звездном Вестнике", опубликованном великим итальянским ученым, помещено пять рисунков Луны, один из которых перед вами (рис. 76). Заметим во избежание путаницы, что на этом рисунке круг, внутри которого видны лунные горы, это не лунный диск, а край поля зрения галилеевского телескопа.

^*(Селенография - отрасль астрофизики, изучающая рельеф и природу лунной поверхности.)

Рис. 76. Один из галактических рисункоа Луны

"Мы пришли к заключению, - писал Галилей, - что поверхность Луны не гладкая, и не ровная, и не в совершенстве сферическая, как полагал в отношении ее целый легион философов, а, напротив, неровная, шероховатая, испещренная углублениями и возвышенностями".

По-видимому, Галилей полагал, что на Луне могут существовать моря и океаны в земном смысле этих слов. Во всяком случае, со времен Галилея темные пятна на Луне стали называть морями, а самое крупное из них океаном. И хотя позже выяснилось, что на Луне нет ни капли воды, традиция сохранилась до наших дней и нашла себе выражение в наименованиях образований на невидимом с Земли полушарии Луны (Море Москвы).

В 1619 г. П. Шейнер, известный оппонент Галилея в их споре о природе солнечных пятен, опубликовал лунную карту диаметром около 10 см, на которой некоторые детали лунного рельефа изображены достаточно точно. После этого многие наблюдатели более или менее удачно зарисовывали отдельные участки лунной поверхности, но лишь Яну Гевелию, знаменитому астроному из Гданьска, в 1647 г. удалось сделать следующий существенный вклад в селенографию. Изданная им книга так и называлась "Селенография, или описание Луны". В ней автор поместил собственные рисунки Луны при наблюдениях в телескоп, причем во избежание ошибок Гевелий сам гравировал те медные пластинки, с которых печатались виды Луны в разных ее фазах.

Гевелию и его современникам приходилось работать с "оптическими динозаврами" - очень длиннофокусными телескопами, объективы которых (диаметром 15-20 см) состояли из одной линзы. Такая громоздкая конструкция имела целью уменьшить хроматическую аберрацию, но хотя телескоп Гевелия имел в длину почти 50 метров (!), изображения он давал скверные, и лунные карты гданьского астронома не отличались ни точностью, ни подробностями в изображении деталей.

Тем не менее четыре года спустя, в 1651 г. итальянский астроном-иезуит Д. Риччоли положил начало номенклатуре отдельных лунных образований. На составленной им карте Луны почти двумстам деталям были присвоены наименования. Еще Гевелий назвал некоторые лунные горные цепи Апеннинами, Альпами, Кавказом, Карпатами. Риччоли продолжил эту "земную" аналогию для других лунных гор. Крупнейшее из темных лунных пятен было названо им Океаном Бурь, а остальные темные пятна получили произвольные, подчас романтические наименования, не имеющие ничего общего с физической природой этих объектов (например, Море Дождей, Озеро Сновидений, Залив Радуги, Болото Туманов и т. п.]. В наименовании лунных кратеров Риччоли проявил явную тенденциозность. Огромный лунный кратер был назван Клавием в честь собрата-иезуита, имя Галилея получил небольшой кратер поперечником 16 км, а для увековечения памяти Джордано Бруно у Риччоли и вовсе не нашлось ни одного объекта. Хотя многие кратеры получили имена известных ученых и философов (Архимед, Платон и др.): некоторым из кратеров Риччоли присвоил имена ничем не замечательных духовных особ и эти наименования, к сожалению, сохранились до наших дней.

В 1830-1837 гг. два неутомимых немецких наблюдателя Луны и планет Вильгельм Беер и Иоганн Мэдлер опубликовали большую (диаметром почти в метр) карту Луны, на которой отмечено 7735 деталей. Она составила веху в истории селенографии, но уже в 1878 г. другой немецкий астроном Ю. Шмидт выпустил карту, содержащую 32 856 деталей. Эта карта - высшее достижение, полученное с помощью визуальных наблюдений. Многие десятилетия она считалась лучшей и успешно соперничала с первыми лунными фотоснимками.

В 1897 г. Парижская обсерватория впервые издала большой фотоатлас Луны, а семь лет спустя аналогичный атлас был опубликован известным американским астрономом В. Пиккерингом. В настоящее время наилучшим считается фотографический атлас Луны, изданный в США в 1960 г. Д. Койпером. Он содержит 280 карт 44 участков Луны, причем лунные объекты сняты в разных условиях освещения, что позволяет всесторонне представить себе строение каждого лунного объекта. Масштабы снимков таковы, что на них хорошо различимы детали с поперечником не менее 800 метров. Этот атлас ценен не только для наземных исследований Луны, но и при изучении Луны средствами космонавтики.

Октябрь 1959 г. стал знаменательной вехой в истории селенографии. Советская автоматическая станция "Луна-3" впервые сфотографировала обратное, невидимое с Земли полушарие Луны. Год спустя Академия наук СССР издала "Атлас обратной стороны Луны", содержащий описание почти 500 никогда никем не наблюдавшихся объектов. В селенографической номенклатуре появились новые моря (Москвы, Мечты) и кратеры, названные именами русских и зарубежных ученых. Фотографирование обратной стороны Луны позже было выполнено и американскими автоматическими станциями.

Современные крупномасштабные карты Луны содержат множество мелких деталей. Такие подробные карты астроному-любителю, естественно, не нужны. Их используют для специальных наземных исследований Луны, а также при посылке на Луну автоматических станций и космонавтов. Наща задача несравнимо скромнее - познакомиться с наиболее крупными и чем-либо примечательными объектами лунного мира, доступными для наблюдений в небольшие телескопы. Начнем же мы с того, что видно на Луне невооруженным глазом и в бинокль (рис. 77 и 78).

Рис. 77. Фотография полной Луны

Рис. 78. Карта морей Луны (изображение прямое)

Изображение Луны на карте прямое, то есть соответствующее тому, что видит невооруженный глаз - вверху северный полюс Луны, внизу - южный.

От Океана Бурь (21) к югу простираются два залива, впрочем считающиеся самостоятельными морями. Левое из них (24) называется Морем Влажности, правое (23) - Морем Облаков. В правой своей части Океан Бурь имеет два залива - Залив Зноя (15) и "залив Срединный. Первый из них через Море Паров (14) соединяется с Морем Ясности (10).

Между Океаном Бурь и Морем Дождей (19) нет четкой границы. На снимке полной луны видна, однако, светлая "материковая" область, которая частично выполняет роль "водораздела". На севере в левом углу Океана Бурь виден Залив Росы (22), смыкающий этот океан с длинным и узким Морем Холода (13).

В северной части Моря Дождей (19) четко выделяется небольшой залив Радуги (20), а справа, на границе с Морем Ясности (10), богатая фантазия Риччоли разместила два "болота" - Гнилое (17) и Туманное (18)^*. Между Морем Ясности (10) и Морем Холода (13) расположены два лунных "озера", которые, впрочем можно было бы считать "проливом" между двумя морями. Левое из них называется Озером Сновидений (12), правое - озером Смерти (11).

(Ныне решением Международного Астрономического союза (МАС) с лунных карт убраны все "болота", и соответствующие им местности на Луне не имеют особых наименований.)

Примыкающее к Морю Ясности лунное Море Спокойствия (7) имеет два ответвления, считающихся самостоятельными морями: правое, покрупнее - это Море Изобилия (6), нижнее, меньшее по размерам, - Море Нектара (9). В северо-восточной части Моря Спокойствия (7) Риччоли выделил Сонное Болото (8) - небольшой участок, более темный, чем основные материковые области Луны, но более светлый, чем крупные лунные моря.

Море Кризисов (4) любопытно четкостью очертаний и округлой формой. Несравненно менее четки очень маленькие, трудно различимые моря, находящиеся южнее Моря Кризисов. Одно из этих морей-крошек называется Морем Волн (5-А), другое - Морем Пены (5-Б).

По краям Луны с трудом различимы, да и то не всегда, лунные моря, продолжающиеся в невидимое с Земли полушарие Луны Таковы Море Гумбольдта (1), Море Новое (26), Море Краевое (2) Море Смита (25), Море Южное (3) и Море Восточное (27).

Знакомство с Луной надо начинать с подробного изучения (невооруженным глазом и в бинокль) не только всех перечисленных выше лунных морей с их заливами, но и с общего обзора материковых областей Луны, сосредоточенных главным образом в южной части видимого лунного диска (рис. 79). Несомненно, что при наблюдениях в бинокль обратит на себя внимание яркий, крупный кратер Тихо, от которого во все стороны расходятся светлые лучи. Сходство этой картины с полюсом, от которого на глобусе во все стороны разбегаются меридианы, кажется столь большим, что автору этих строк не раз приходилось выслушивать вопрос, не является ли кратер Тихо одним из лунных полюсов? На самом деле сходство тут чисто внешнее и южный полюс Луны отстоит от кратера Тихо на сотни километров.

Рис. 79. Схематическая карта Луны для наблюдений в бинокль

Прежде чем приступить к телескопическим наблюдениям Луны, познакомимся с некоторыми терминами, утвердившимися в современной селенографии.

Горные хребты и горные цепи на Луне внешне вполне схожи с аналогичными формами земного рельефа. В некоторых случаях они хорошо сохранились, в других случаях наблюдаются полуразрушенные и "смягченные" формы. Хотя Луна, по-видимому, никогда не обладала атмосферой и гидросферой в земном смысле этих слов, тем не менее эрозия, т. е. разрушение лунного рельефа, происходит за счет разных причин. Вместо разрушительных воздействий воды и ветра лунные породы трескаются и измельчаются при резких колебаниях температуры (на Луне днем +120°С, ночью - 150°С), метеоритных ударах, почти непрерывной бомбардировке поверхности метеоритами. Разрушает поверхность Луны, хотя и медленно, корпускулярное и коротковолновое излучение Солнца, а в прошлом (и отчасти, возможно, в настоящем) в формировании лунной поверхности принимали участие внутренние силы. Вулканизм на Луне когда-то, судя по всему, отличался огромной мощью. Обильные извержения лавы, затоплявшей обширные пространства лунной поверхности, сильнейшие извержения лунных вулканов, сопровождающиеся различными тектоническими процессами разной мощности, - все это много раз меняло внешний облик Луны, и следы былых катаклизмов четко видны не только на лунных горных цепях, но и на других формах лунного рельефа (рис. 80).

Рис. 80. Типичный лунный рельеф (область вблизи кратера Клавий)

Характернейшая особенность последнего - обилие кольцеобразных гор, среди которых до недавнего времени выделяли три типа образований. Считалось, что лунный цирк - это кольцевой горный хребет, называемый валом, который ограничивает гладкую долину-дно цирка. Внутри многих цирков дно столь же темное, как и лунные моря. С другой стороны, некоторые из лунных морей (например, Море Кризисов) окаймлены горными хребтами и потому напоминают исполинские цирки. Возможно, что это внешнее сходство объясняется общностью происхождения и тех и других объектов.

В отличие от цирков, лунными кратерами называли те кольцевые горы, на дне которых возвышается остроконечная центральная горка, иногда имеющая несколько вершин. Возможно, что некоторые из этих горок - настоящие лунные вулканы, когда-то весьма активные, а ныне, как правило, себя ничем не проявляющие. Дно лунных кратеров, в отличие от дна цирков, темным не бывает, а иногда даже покрыто веществом более светлым, чем поверхность обычных лунных материков.

Наконец, кратерочком или порой селенологи называли углубления диаметром в несколько километров и менее с вогнутым дном.

Ныне эта условная классификация признана устаревшей и все лунные кольцевые формы рельефа, независимо от их размеров, именуют лунными кратерами, В ряде районов Луны, особенно на обратной ее стороне, наблюдаются линейно вытянутые, как бы нанизанные на невидимую нить цепочки кратеров, нередко взаимно перекрывающих друг друга. Длина таких цепочек иногда весьма значительна (многие сотни километров).

К положительным, выпуклым формам рельефа следует отнести лунные пики. Их немного и они кажутся изолированными остроконечными вершинами, выделяющимися на равнинном дне какого-нибудь лунного моря. Внешность этих объектов обманчива - на самом деле они не так высоки и остроконечны, какими выглядят с Земли.

Отрицательные, вогнутые формы лунного рельефа зачастую внешне напоминают трещины в высохшей глине. Протяженность некоторых из лунных трещин измеряется сотнями километров, а глубина и щирина - сотнями метров. Борозды, в отличие от трещин, обладают менее крутыми склонами и более плоским дном. Ширина их обычно измеряется несколькими километрами. Размеры и формы борозд и трещин весьма разнообразны. К этому же типу образований следует отнести лунные долины, еще более широкие, чем борозды, и также характерные сравнительно плоским дном.

Светлые лучи расходятся веером не только от кратера Тихо, но и от многих других лунных кратеров. Природа этих образований была раскрыта лишь средствами космонавтики, о чем будет рассказано ниже.

На поверхности некоторых морей (например, Моря Ясности) при благоприятном освещении наблюдаются пологие, длинные возвышения, именуемые валами. При значительной протяженности высота валов невелика и вряд ли превосходит 1-2 километра.

Таковы главные формы лунного рельефа, предварительным знакомством с которыми мы и закончим первый урок селенографии.