Луна
Запущенный 2 января 1959 г. советский автоматический аппарат "Луна-1" впервые в мире прошел в непосредственной близости от поверхности Луны. Начавшаяся этим полетом эпоха исследования Луны космическими средствами успешно продолжается. Вслед за советскими автоматическими станциями "Луна-3" и "Зонд-3", сфотографировавшими обратную сторону Луны, советская станция "Луна-9" в феврале 1966 г. совершила мягкую посадку на лунную поверхность. Вскоре советская станция "Луна-10" стала первым искусственным спутником Луны.
За этими полетами последовали многочисленные запуски космических аппаратов серий "Луна", "Зонд", "Сервейор", "Лунар орбитер" и "Лунар эксплорер". В сентябре 1968 г. спускаемый аппарат советского "Зонда-5" благополучно вернулся на Землю после облета Луны, став первым космическим аппаратом, прошедшим по трассе Земля - Луна - Земля. В декабре 1968 г. аналогичный путь проделал экипаж космического корабля "Аполлон-8". В июле 1969 г. члены экипажа "Аполлона-11" ступили на поверхность Луны.
12 сентября 1970 г. весь мир следил за полетом советской космической станции "Луна-16" - первого автоматического аппарата, совершившего посадку на Луну, в Море Изобилия, и отправившего на Землю ракету с лунным грунтом. Вскоре, в ноябре 1970 г., в Море Дождей прилунилась советская автоматическая станция "Луна-17", доставившая на Луну первый самоходный аппарат "Луноход-1".
С помощью станции "Луна-19" в октябре 1971 г. было исследовано отражение и рассеяние лунной поверхностью радиоволн. Радиопросвечивание окололунного пространства позволило ученым впервые обнаружить и изучить плазму вблизи дневной стороны лунной поверхности. Вывод о наличии тонкой плазменной оболочки был сделан на основании анализа радиосигналов, излучаемых "Луной-19". Это дает возможность коренным образом изменить схему радиосвязи с Луной. Раньше считалось, что из-за отсутствия ионосферы на Луне радиосвязь с ней возможна лишь в пределах прямой видимости. В настоящее время, если удастся использовать плазменную оболочку для отражения сигналов, станет реальной и загоризонтная связь с Луной на длинных волнах.
В феврале 1972 г. на Луне побывала советская автоматическая станция "Луна-20". На этот раз лунный грунт был взят в материковом районе, что дало селенологам возможность изучать практически неисследованные лунные породы.
16 января 1973 г. советская автоматическая станция "Луна-21" совершила мягкую посадку на поверхность Луны, на восточную окраину Моря Ясности, внутрь кратера Лемонье. Место посадки находилось в непосредственной близости от материкового района, представляющего большой научный интерес. Станция доставила на Луну автоматический самоходный аппарат "Луноход-2", который продолжил исследования лунной поверхности, проводившиеся в Море Дождей аппаратом "Луноход-1".
Расстояние от западного берега Моря Дождей, где работал "Луноход-1", до материка, откуда стартовала лунная ракета автоматической станции "Луна-20", около 3 тыс. км. Для Луны, диаметр которой составляет примерно 3500 км, это весьма значительная дистанция.
Посадка космического аппарата на лунный материк существенно сложнее посадки в морской район. Материковые области Луны очень неровны, изрыты, сложно расчленены, тогда как моря представляют собой сравнительно гладкие участки поверхности. Ученые считают, что лунные моря образовались 2-3 млрд. лет назад (т. е. они примерно вдвое моложе материка Луны) путем заполнения расплавленными лавовыми массами более древних материковых поверхностей. Светлые возвышенности, наблюдаемые с Земли, в среднем примерно на 3 км выше лунных морей. Таким образом, материки и моря Луны различаются не только по рельефу, но и по высоте, плотности распределения кратеров, химическому составу пород, текстуре.
Но не только лунные моря и материки резко отличаются друг от друга. Как показывают работы советских и американских ученых, основанные на результатах полетов космических аппаратов, участки, принадлежащие к одному и тому же типу лунных образований, также имеют существенные различия. Так, например, образцы грунта, доставленные из морских районов американскими экспедициями по программе "Аполлон" и советской автоматической станцией "Луна-16", имеют значительные различия по химическому составу, дисперсности, степени связанности частиц, оптическим свойствам. Это свидетельствует о том, что полное и соответствующее действительности представление о Луне ученые получат только в том случае, если будут располагать данными 6 составе и физических свойствах грунта Луны в разных ее точках. Непосредственные исследования лунного грунта могут дополняться наблюдениями с окололунной орбиты и систематическими наблюдениями с поверхности Земли.
За 18 лет после первой борозды в небесной целине, проложенной автоматической станцией "Луна-1", на Луне побывало около 20 советских автоматических посланцев из серии "Луна".
20 августа 1976 г. в восточное полушарие Луны, в Море Кризисов, была запущена "Луна-24". В отличие от грунтозаборных устройств "Луны-16" и "Луны-20" буровой робот "Луны-24" решил более сложную и принципиально новую задачу - добыл породу грунта с глубины не 30 см, а около 2 м и доставил ее на Землю.
Главное, что подтвердили исследования Луны, - это общность в строении основных тектонических элементов планетных тел. Так, например, ложе земных океанов на огромных пространствах заполнено базальтами. Образцы, доставленные из разных лунных морей, не оставляют каких-либо сомнений в том, что они также покрыты базальтовыми лавами. А ведь совсем недавно бытовала гипотеза (главным образом среди американских ученых) о том, что лунные моря якобы заполнены мощным слоем пыли или битумами.
На Земле дно океанических впадин лежит на глубине 2-4 км. Поверхность лунных морей также опущена на 2-4 км по отношению к условной лунной поверхности, соответствующей среднему радиусу Луны. Материки на обоих планетных телах представляют собой крупные выпуклости, образованные веществом коры, относительно более легким и имеющим повышенную мощность по сравнению с другими веществами. На Земле материки возвышаются над уровнем океанических впадин в среднем па 3-4 км. Близкое по величине возвышение материков над впадинами (на 2-3 км) наблюдается и на Луне.
Исключительная эффективность автоматов для полетов в труднодоступные и малоисследованные области космоса доказана примером советских автоматических межпланетных станций. Надо полагать, что с помощью АМС на Луну будет доставлена нужная аппаратура и прочие полезные грузы для проведения дальнейших жизненно важных наблюдений и исследований непосредственно па ее поверхности, например с целью более точного прогнозирования погоды на нашей планете. С поверхности Земли трудно наблюдать и анализировать циркуляцию воздуха в ее атмосфере. Автоматические метеостанции, расположенные на видимом с Земли полушарии Луны, помогут определять закономерности движения теплых и холодных воздушных масс и других процессов в земной атмосфере, более точно предсказывать изменения погоды.
Другая "профессия" будущих лунных автоматов – радио- и телесвязь. Известно, что связь на ультракоротких радиоволнах, на которых ведутся телевизионные передачи, ограничена пределами прямой видимости. Дальность устойчивого приема телевизионных сигналов в значительной степени зависит от высоты передающих и приемных антенн. Но даже у одной из самых высоких в мире антенн – антенны Останкинской башни – радиус телевизионного вещания ограничен 130 км.
Искусственные спутники Земли и наземные станций типа "Орбита" в огромной мере расширили возможности телевидения. Но в еще большей мере область телевидения расширилась бы, если бы удалось разместить радиотелевизионную аппаратуру на самой Луне. Тогда Луна могла бы быть использована и как удобная база для организации автоматической обсерватории, откуда несравненно более эффективно, чем с поверхности Земли, без атмосферных помех смогли бы проводиться исследования солнечного ветра, космических лучей, корпускулярных потоков и т. д. На Луне нет радиопомех, а это очень важно для приема из далекого космоса слабых радиосигналов.