Путешествия к Луне - Александр Марков

Рис. 2.13. Составное изображение лунного диска с обозначениями некоторых образований: А — Океан Бурь, В — Море Влажности, С — Море Облаков, D — Море Холода, Е — Море Дождей, F — Залив Зноя, G — Море Паров, Н — Море Ясности, I — Море Спокойствия, J — Море Кризисов, К — Море Изобилия, L — Море Нектара, S — Криптоморе (кратер Шиккард). 1 — кратер Тихо, 2 — кратер Коперник, 3 — кратер Аристарх, 4 — горы Апеннины, 5 — горы Альпы, 6 — кратер Платон, 7 — образование Рейнер — гамма, 8 — кратеры Теофил, Кирилл и Катарина (сверху вниз), 9 — кратеры Птолемей, Альфонс и Арза- хель (сверху вниз), 10 — кратер Прокл.

Рис. 2.14. Изображение кратера Тихо, заимствованное из фотографического атласа Койпера.

На Луне были найдены так называемые криптоморя. Это очень древние морские образования, которые были скрыты материалом выбросов при образовании крупных бассейнов, например бассейна Моря Восточного. Признаками криптоморя служат кратеры, имеющие темное гало, что является признаком наличия на некоторой глубине темного вещества, вероятно, базальтового состава. Классическим примером криптоморя является область, включающая кратер Шиккард.

Опишем детальнее некоторые интересные кратеры. Это самая распространенная форма рельефа на Луне. Старых кратеров очень много; они зачастую накладываются друг на друга. Молодые кратеры представляют наибольший интерес для изучения.

В южной части диска видимой стороны Луны расположен кратер Тихо (диаметр D=80 км, глубина 3500 м, высота вала над окружающей местностью около 2 000 м). При большом фазовом угле этот молодой кратер ничем не отличается от соседних кратеров, однако в полнолуние он обнаруживает яркую лучевую систему. Эта система самая мощная на Луне; один из его лучей хорошо прослеживается даже в Море Ясности. Лучевая система Тихо возникла при образовании кратера и является результатом взаимодействия ударных выбросов с лунной поверхности. Причиной необычных фотометрических свойств лучевых систем молодых кратеров является в основном вскрытие нижележащего (более светлого) материала вторичными ударами выброшенного из кратера вещества. Кратер Тихо окружен темным кольцом — ореолом, хорошо заметным вблизи полнолуния. Это кольцо имеет небольшой избыток красного цвета. Снимки более высокого разрешения показывают, что вал этого кратера заметно разрушен, хорошо видны террасы, рельеф в окрестности кратера в масштабе десятков и сотен метров очень сложен.

Кратер Коперник (D=90 км) также является очень заметным образованием на лунном диске. Он старше кратера Тихо, но тоже имеет лучевую систему, хотя и более слабую, чем у Тихо. Лучевая система Коперника также хорошо видна при малых фазовых углах, т. е. вблизи полнолуния. Глубина ровного дна и высота вала кратера Коперник относительно окружающей местности составляют соответственно 1600 и 2200 м. Изображения высокого разрешения показывают, что вал этого кратера сильно террасирован. Как и у Тихо, это террасирование имеет гравитационно — тектоническую природу. Террасы представляют собой гигантские осовы (мегаоползни) шириной в километры и протяженностью в десятки километров, смещенные друг относительно друга по вертикали на сотни метров. С помощью спектральных измерений в материале вала и днища кратера Коперник были обнаружены типичные для лунного материкового вещества ассоциации минералов: полевошпатовый материал с преобладанием низкокальциевого пироксена. Однако на трех участках довольно разрушенной центральной горки пироксен не был найден (по крайней мере, его меньше 5 %); в качестве главного компонента здесь выявлен оливин. Источник материала центральной горки, по — видимому, находится глубже, чем источники материала других частей кратера.

Рассмотрим еще несколько замечательных образований на лунной поверхности, которые хорошо видны в телескоп даже небольших размеров.

Начнем с района, где расположен знаменитый кратер Аристарх (D=35 км). Он сравнительно молод и образовался на морской поверхности. При его рождении был пробит слой затопления морским материалом и вскрылась материковая подложка, т. е. более яркое материковое вещество было вынесено на морскую поверхность. Благодаря этому кратер Аристарх имеет сравнительно высокое альбедо и выглядит как очень контрастная деталь на лунном диске. Поверхность внутри кратера неоднородна по составу и имеет сложную структуру. Возможно, из‑за этого вид деталей внутри этого кратера очень изменчив — он сильно зависит от условий освещения. Ранее такая изменчивость часто интерпретировалось как свидетельство проявления современной активности Луны. На рис. 2.15 приведена телескопическая фотография кратера Аристарх (он справа). Левее и ниже расположен кратер Геродот. Хорошо видна извилистая Долина Шрётера.

Значительно более детальные изображения района кратера Аристарх получены с помощью космического телескопа «Хаббл». Он позволяет издалека делать снимки Луны очень высокого разрешения. Заманчиво было бы использовать «Хаббл» для спектрозональной съемки всей площади видимого полушария Луны, однако специалисты, контролирующие распределение времени на этом телескопе, избегают наблюдать Луну: это слишком яркий объект для такого телескопа. Кроме того, исследования далеких объектов Вселенной имеют гораздо более высокие приоритеты для этого инструмента. Космический телескоп «Хаббл» находится на околоземной орбите уже около 20 лет. За это время он смотрел на Луну лишь два раза. На рис. 2.16 показан снимок кратера Аристарх, сделанный телескопом «Хаббл» в синих лучах при малом фазовом угле; пространственное разрешение около 200 м. Внутри кратера видно много ярких деталей.

Рис. 2.15. Любительский снимок кратеров Аристарх (справа) и Геродот вблизи терминатора. Хорошо виден рельеф плато Аристарх.

Рис. 2.16. Изображение кратера Аристарх, полученное с околоземной орбиты космическим телескопом «Хаббл».

Кратер Аристарх образовался рядом с замечательной областью, которая называется плато Аристарх или пятно Вуда (на рис. 2.16 оно над кратером Аристарх). Предполагается, что эта область является останцом, сохранившимся при затоплении лавами бассейна Океана Бурь. Об этом говорит приподнятость плато Аристарх над уровнем окружающего моря и больший возраст (определенный по числу мелких кратеров на единицу поверхности) некоторых участков этого образования. Плато Аристарх пересекает Долина Шрётера. Ее длина примерно 170 км, а ширина около 7 км. Было множество сообщений о нестационарных (временных) явлениях в Долине Шрётера, но их достоверность трудно оценить.

Рис 2.17. Телескопическое изображение горной системы лунных Апеннин.

Необычным является материал, покрывающий поверхность плато Аристарх. В видимой части спектра его альбедо довольно низкое. Этот материал имеет аномально сильное ультрафиолетовое (УФ) поглощение. Это заметил еще известный физик Роберт Вуд в 1911 г., когда получил свои первые фотографии Луны в УФ — диапазоне спектра. На фотографиях Вуда плато Аристарх выделяется очень сильно (поэтому его и называют пятном Вуда). Рыжеватый оттенок этого образования отмечался гораздо раньше Яном Гевелием. Отметим, однако, что границы ультрафиолетового пятна Вуда не всегда буквально следуют топографическим границам плато Аристарх. Роберт Вуд предполагал, что причиной возникновения УФ — поглощения в пятне служат отложения серы или ее соединений, сопровождающие вулканическую деятельность. Но сейчас считают, что аналогом материала поверхности пятна Вуда является необычный грунт, найденный в районе посадки экспедиции «Аполлон-17». Этот грунт содержит много стеклянных шариков оранжевого цвета. Образцы такого грунта показывают сильное УФ — поглощение. Предполагается, что оранжевые шарики имеют вулканическую природу — они возникли при распылении в вакууме фонтанирующей лавы в окрестности места ее выхода на поверхность. Среди геологов нет согласия в том, когда могли происходить такие извержения, но, скорее всего, их возраст велик. На снимках плато Аристарх, сделанных современными цифровыми фотокамерами, хорошо различаются цвета: плато имеет выраженный рыжеватый оттенок в сравнении с окружающими морскими областями.

Следующий объект нашего рассмотрения — лунные горы. Горная цепь Апеннин — одна из самых мощных горных систем на Луне. Высота некоторых пиков доходит до 5–6 км.  Эта цепь обрамляет Море Дождей с юга и юго — востока. Ее происхождение связано с ударным образованием бассейна этого моря. Северные склоны Апеннин, обращенные к Морю Дождей, более крутые, чем южные (рис. 2.17). Однако эта крутизна относительна — типичные наклоны поверхности на севере Апеннин редко превышают 10° на базе в 1 км. У северо — западного подножия Апеннин находится извилистая Борозда Хэдли (Гадлея), имеющая длину около 100 км, среднюю ширину 1,5 км и глубину 300–400 м. В районе этой борозды совершил посадку «Аполлон-15».