Луну изучали с древнейших времен. Важные исследования были совершены еще во II в. до н. э. Тогда Гиппарх сделал первые выводы про расстояние до Луны, вычислив особенности перемещения спутника, наклон его орбиты относительно сферы движения Солнца.
Многие считают моментом начала исследований 1609 год, когда Галилей изобрел телескоп. Именно тогда начался настоящий прогресс в наблюдениях за земным спутником. Можно было изучать поверхность, горы и кратеры, делать объективные выводы на основе реального слежения. Первые карты Луны составил Д. Риччиоли в 1651 году, назвав темные области «морями». Это наименование используется и в наши дни.
В древние времена, когда люди еще не знали, сколько км до Луны, они думали, что погода на ней похожа на земную. Казалось, что темные участки покрыты водой, а светлые являются областью суши. Но уже в 1753 году астрофизик из Хорватии Р. Бошкович выяснил, что на поверхности земного спутника атмосфера отсутствует, а значит, на ней не могло быть и жидкой воды.
Первое успешное исследование с помощью летательных астрономических аппаратов было совершено в 1959 году. Тогда поверхности Луны достигла станция СССР «Луна-2». Человек впервые высадился на земной спутник в 1969 году, это был знаменитый астронавт Нил Армстронг. Сегодня изучение продолжается, и несколько государств планируют возобновить перелеты на Луну и создать там научные базы.
Первые прилунения и дистанционные исследования
Первый запуск лунной станции был осуществлен в СССР в январе 1959 года. Летательный астрономический аппарат назывался «Луна-1», он прошел в 6 тысячах км от земного спутника. Ученые получили данные о величине радиации и газовой составляющей межпланетной территории. Также выяснилось, что магнитное поле поблизости Луны отсутствует.
В сентябре того же года СССР запустил следующую космическую станцию, и тогда весь мир узнал, сколько лететь до Луны. За 2-е суток «Луна-2» достигла поверхности земного спутника, осуществив жесткую стыковку со скоростью 3,3 км/с. Это стало первым в истории человечества перелетом на небесное тело.
«Луна-2» провела исследования, подтвердив, что магнитное поле и радиация вокруг земного спутника отсутствуют. В октябре в полет отправилась «Луна-3». Она сделала много фотоснимков невидимой с Земли части с дистанции 65 тысяч км от верхнего ландшафта. Эта была первая информация о пространстве вокруг скрытой области небесного тела.
Далее Луну изучали станции СССР «Зонд» и «Луна» и Pioneer и Ranger США. После проведенной работы информации было достаточно, чтобы сделать глобус и обширную карту естественного земного спутника.
Вторая посадка произошла в феврале 1966 года. Тогда «Луна-9» Советского Союза произвела мягкое прилунение. Была сделана первая телепанорама окружающего ландшафта, вычисления степени радиации от космических лучей и от поверхностного грунта. Исследователи получили данные об особенностях микрорельефа, выяснили, что на нем отсутствует толстый пыльный слой. Станция провела на Луне более трех суток.
Продолжила исследования в декабре того же года «Луна-13», которая совершила мягкое прилунение у Океана Бурь. С ее помощью провели изучение грунта, его физических и механических особенностей. Было измерено корпускулярное излучение и тепловые потоки. За три дня со станцией связывались 8 раз, и она передавала фото и видео поверхности со множеством нюансов.
Помимо станций, которые совершали прилунение, было несколько космолетов, которые сделались искусственными спутниками. Например, в марте 1966 г. запустили «Луну-10», оснастив ее рядом инновационных на тот момент приборов. Они помогали изучать пространство вокруг поверхности, излучения, гравитационное поле. Исследование длилось 56 суток, за это время было совершено 460 оборотов.
Эксперименты продолжили спутники «Луна 11, 12, 13, 14, 15». Они делали фотографии крупных площадей Луны как с видимой, так и со скрытой части. Так было получено много новых данных, которые в частности касались метеоритной обстановки, а также селенохимических свойств поверхности.
Впервые с лунной орбиты вернулись научные лаборатории «Зонд-5, -6» в 1968 году. Они провели необходимую съемку и совершили благополучную посадку в обозначенных точках Земли.
Изучение Луны США
США тоже не теряли времени и, начиная с 1966 года, запускали аппараты Lunar Orbiter и Explorer для полетов вокруг земного спутника и космолеты Surveyor для прилунения. Последние версии «Сюрвейер» были оснащены приборами, которые позволили изучить состав грунта. Так начались химические исследования элементов поверхности.
Важнейшие открытия совершились благодаря программе «Аполлон». Это были пилотируемые перелеты, осуществляемые с 1968 года. Впервые трое астронавтов отправились покорять земной спутник на шаттле «Аполлон-8». Они сделали десять вращений вокруг Луны и благополучно вернулись обратно. Похожую функцию выполнил аппарат «Аполлон-10», который запустили в 1969 году. Тогда экипаж выполнил важные задания по отработке будущих прилунений.
В июле 1969 года была осуществлена 1-ая высадка людей на Луну. С аппарата «Аполлон-11» был запущен модуль на плоскость суши. Два астронавта – Нил Армстронг и Базз Олдрин – совершили выход. В командной части корабля, находящегося на орбите, их ожидал Майкл Коллинз – 3-ий член экипажа. Астронавты взяли образцы грунта, осуществили фотосъемку и благополучно вернулись на Землю через четверо суток.
В дальнейшем было совершено еще 5 пилотируемых отправлений «Апполонов», и на лунную поверхность выходило десять астронавтов. Они измеряли температурные потоки, магнитное поле, уровень радиоизлучения, особенности частиц, приносящихся с Солнца.
Другие достижения в изучении Луны
После выхода людей на Луну интерес к ней, конечно, не угас, исследования активно продолжались. АМС СССР «Луна-16» в 1970-е гг. привезла на Землю грунт, который добыла благодаря сверлению верхнего слоя на 35 см.
Следующая «Луна-17» доставила на земной спутник первый непилотируемый луноход, пробывший там десять месяцев. За этот период он прошел 10,5 километров, фотографируя все детали и панорамы. Тогда же было с точностью до дециметров измерено расстояние до Луны благодаря французскому отражателю. Составляет оно 384403 километра. Управлялся луноход с Земли из центра исследований в Крыму.
В 1972 году впервые доставили образцы поверхности, полученные в труднодоступном горном месте. Эту операцию совершили с помощью АМС «Луна-20». Второй луноход прибыл на «Луне-21» в 1973 г. Он прошел 37 км и сделал почти 90 тысяч фотографий. Именно тогда получили принципиально новые изображения рельефа, позволившие изучить его особенности.
Последний космолет, отправленный Союзом, стартовал в 1976 г. Это была «Луна-24», которая привезла новые образцы покрытия, добытого с глубины 2,2 метра. После этого лунные программы закрыли в обеих державах. Приобретенных знаний было достаточно, и дальше осваивать земной спутник казалось нецелесообразным.
Лишь в 1990 году стартовал следующий спутник, на этот раз сделанный в Японии, под названием Hiten. В 90-е годы США запускали станции Clementine и Lunar Prospector, а в начале 2000-х из Европы стартовал SMART-1. В результате работ был найден магний и кальций и произведены картографические сессии с обеих частей Луны.
Исследования XXI века
Китайский летательный аппарат впервые отправили к Луне в 2007 году. Именно с начала XXI века к изучению естественного земного спутника подключилась и Индия. Китайский «Чанъэ-1» проработал около полутора лет, а затем благополучно совершил прилунение. После этого ученые смогли сделать первую температурную карту.
Индусы запустили «Чандраян-1» в 2008 году. Зонд работал около года и совершил почти 3,5 тысячи оборотов. Это помогло получить новую информацию о химическом составе грунта и огромное количество уникальных фотографий. Тогда же выяснилось, что в кратерах находится огромное количество льда, по расчетам ученых общие его запасы превышали шестьсот миллионов тонн. Эти же данные позже подтвердили аппараты США Atlas 5 и LCROSS.
Китайский «Чанъэ-2» отправился покорять Луну в 2010 году. Он провел исследования, необходимые для очередного прилунения космического корабля. Также он сделал фотографии астероида, мимо которого пролетал спустя два года.
В 2013 году в путешествие отправили станцию LADEE США. В ее задачи входил сбор данных о разреженной атмосфере. Аппарат действовал 128 дней, а затем разбился о лунную гору. В этом же году на земной спутник доставили китайский луноход под названием «Юйту», отправленный с корабля «Чанъэ-3». Более 30 месяцев он бороздил лунные просторы и провел множество полезных исследований, в частности по изучению геологических слоев.
Очередной этап исследовательской программы Китай осуществил в 2018 г. Тогда был отправлен астрономический аппарат на обратную часть Луны. За ним стартовала станция «Чанъэ-4» с луноходом, которая опустилась в кратер Карман в 2019 г. Это было первое прилунение на скрытой части. Исследование территории длилось четыре месяца, за это время было найдено два вида составляющих мантии и подтверждено несколько теорий ученых.
В будущем китайцы планируют привезти с Луны новые образцы грунта, а затем осуществить перелет с прилунением, который станет началом подготовки строительства первой лунной базы. На «Чанъэ-7» должно быть осуществлено изучение южного полюса и подробное зондирование поверхности. А «Чанъэ-8» проведет испытание технологий для возведения будущей исследовательской станции. Очередной пилотируемый корабль КНР собирается запустить на Луну через десять лет.
В изучении Луны принял участие и Израиль. Аппарат «Берешит» отправили в космос в 2019 г., однако он разбился при стыковке с поверхностью. Но благодаря несостоявшейся миссии страна вошла в список держав, которые достигали лунной орбиты, став седьмой по счету. В планах государства значится строительство следующей космической станции.
Индия запустила в 2019 г. станцию «Чандраян-2», содержащую луноход. К 2024 году страна планирует отправить к Луне электронный экипаж.
США в 2017 году возобновили космическую программу. Согласно ей, разрабатывается идея о возведении окололунной станции, чтобы экипажи могли отправляться с нее на Луну на постоянно действующих кораблях. Проект является международным и предполагает участие других стран. Однако Россию не устроила предложенная роль по созданию единственного модуля. Зато к миссии LOP-G в 2019 г. присоединилась Канада и космическая организация Греции. Очередной выход экипажа на поверхность земного спутника предварительно назначен на 2028 год.
У России есть своя программа по изучению Луны. Она предполагает создание новых аппаратов, полеты и исследования, строительство собственной базы на земном спутнике. Планируется подробное изучение льда и картографирование, очередное взятие проб грунта, возведение дубликатов рабочих станций.
Пилотируемый полет предварительно назначен Россией на 2030 г. Проект гласит, что к 2041 г. на Луне будут сделаны модули, позволяющие полноценно проживать и работать космонавтам, а также построена обсерватория для дальнейшего изучения и освоения космоса.
