Интересные данные о природе Луны удалось получить измерением испускаемого ею тепла, улавливаемого высокоточными вакуумными термоэлементами. Измеренная интенсивность теплового излучения позволяет вычислить температуру лунной поверхности.

Оказалось, что на лунном экваторе температура в полдень поднимается до +120° С, к заходу Солнца быстро падает до —130° С и во время длинной лунной ночи постепенно снижается до —160° С. Во время солнечных затмений на Луне, когда Солнце скрывается всего лишь на несколько часов за диск Земли, измерениями обнаружено быстрое падение температуры лунной поверхности и затем продолжающийся более медленный спад. По этим особенностям можно определить теплопроводность лунного вещества, которая оказывается примерно в 1000 раз меньше, чем обычных земных пород. Это есть очевидное следствие того, что в условиях пустоты передача тепла между отдельными зернами происходит только через точки их соприкосновения между собой.

Еще более детальные сведения о физической природе Луны можно получить радиоизмерениями, которые производятся двумя различными методами: во-первых, при помощи радиолокации и, во-вторых, по приему собственного радиоизлучения нашего спутника, которое, очевидно, носит тепловой характер.

Радиолокация Луны (прием посланных с Земли к Луне радиосигналов, отраженных от лунной поверхности) была впервые осуществлена в 1946 г. и в настоящее время производится многими специальными радиостанциями. Этот метод требует большой мощности посылаемых радиосигналов или огромного усиления принимаемых отраженных радиоволн, которые при своем путешествии в оба конца, естественно, ослабляются примерно в 200 триллионов раз.
При этом непосредственно характеризуется отражательная способность лунной поверхности и с большой точностью определяется расстояние между Луной и Землей в моменты наблюдений, поскольку скорость распространения радиоволн в пустоте в точности соответствует хорошо известной скорости света (300 000 км/сек).
Время прохождения радиоволн в оба конца, составляющее около 2,56 сек., измеряется современными техническими средствами до одной миллионной доли своей величины. Подобный способ радио исследований дает возможность, независимо от астрономических наблюдений, измерять расстояние до Луны.

При современных технических средствах Луна может служить в качестве своеобразного рефлектора для радиосвязи между различными отдаленными пунктами земного шара и широко использоваться для радио и телепередач. Действительно, подобные эксперименты показали, что лунная поверхность ведет себя более или менее как зеркальная, что кажется довольно странным, поскольку непосредственные наблюдения указывают на ее крайнюю неровность.

Более показательно исследование собственного радиоизлучения Луны, которое, в зависимости от длины радиоволн, поступает к нам от слоев, расположенных на различной глубине под лунной поверхностью: радиоволны с большей длиной волны излучаются преимущественно более глубокими слоями.

Так, наблюдения на волне длиной 0,86 см показывают колебания температуры, в зависимости от положения Солнца над лунной поверхностью, в пределах от —43° до —133° С, а наблюдения на волне длиной 3,15 см дают пределы от —58° до —83° С, т. е. соответствуют уже сравнительно очень малым изменениям температуры. Средняя же температура получается одной и той же для всех длин волн и соответствует —62° С.

Очень интересные результаты были получены исследователем А. Е. Соломоновичем и его сотрудниками при помощи радиотелескопа диаметром 22 м. Точность изготовления этого уникального прибора такова, что он позволяет работать на длине волны всего в 8 мм и принимать очень узкие пучки радиоволн, с раствором угла всего лишь в 2. При сравнительной близости Луны и ее больших видимых размерах это дает возможность исследовать различные области лунной поверхности. В результате исследований обнаружено, что различные области лунной поверхности, моря или континенты, излучают радиоволны почти совершенно одинаковым образом.

Детальный теоретический разбор радионаблюдений Луны подтвердил, что внешние слои лунной поверхности должны находиться в крайне разрыхленном состоянии и что уже на глубине около одного метра должно достигаться полное выравнивание температуры, независимое от освещения поверхности солнечными лучами.

Это может иметь большое практическое значение для будущих космонавтов, которые могут высадиться на Луне. Хотя поверхность нашего спутника рыхлая, но она вовсе не покрыта мелкой пылью, как это предполагалось ранее.

Благодаря ничтожной теплопроводности, на Луне можно легко найти надежное убежище как от палящих лучей Солнца, так и от холода продолжительной лунной ночи. Всего рискованнее находиться на ее поверхности, подвергаясь непосредственному облучению со стороны первичных космических лучей и метеорных частиц, налетающих с космическими скоростями.

Несмотря на огромные успехи науки в отношении изучения космоса, очень многое еще остается непонятным. Каким образом происходила эволюция Луны? Почему после ее отвердения и образования многочисленных кольцевых гор вновь наступила эпоха расплавления значительных участков ее поверхности с образованием так называемых морей? Это кажется настолько удивительным, что некоторые видные ученые предполагают образование наибольшего лунного моря — Моря Дождей в результате падения на Луну крупного астероида.

Поскольку между разными лунными морями нет никакого принципиального различия и небольшие моря не отличаются от крупных кольцевых гор, нужно было бы предположить в таком случае, что все вообще лунные кольцевые образования возникли в результате падения астероидов или по крайней мере крупных метеоритов, что, как мы видели выше, совершенно противоречит действительности.

Можно без преувеличения сказать, что 1959 г. явился началом новой эры в изучении Луны и овладении ее тайнами. В этом году, 13 сентября, вторая космическая ракета, запущенная на сутки ранее, забросила на Луну вымпел Союза, который упал на лунную поверхность приблизительно около кратера Автолика, недалеко от горного хребта Апеннин. Это была первая доставка на Луну вещества с далекой Земли, с расстояния в 384 000 км.

Еще более значительное достижение было осуществлено месяцем позже, когда 4 октября 1959 г. третья космическая ракета отправилась в свое точно рассчитанное путешествие вокруг Луны для того, чтобы обогнуть и сфотографировать ее невидимое полушарие, до этого всегда бывшее скрытым от человечества. Автоматическая межпланетная станция, выведенная этой ракетой на заданную траекторию, имела размеры несколько больше метра и весила 435 кг. Примерно через двое суток после своего запуска, а именно 6 октября 1959 г., она достигла лунной орбиты, пройдя от Луны, согласно точным расчетам, на расстоянии примерно 6200 км, и, продолжая двигаться дальше, достигла 11 октября наибольшего удаления от Земли в 470 000 км. Повернув обратно, станция направилась к Земле и прошла от нее на наименьшем расстоянии в 47 500 км.

Таким образом она стала новым искусственным спутником, двигающимся вокруг Земли по очень вытянутой орбите, сильно наклоненной к плоскости земной орбиты и с большой полуосью примерно в 250 000 км, что соответствует периоду обращения в 15 суток.

Как было указано, главной целью запуска третьей ракеты было фотографирование обратной стороны Луны, Для этого служили две камеры с фокусными расстояниями в 200 и 500 мм, которые автоматически осуществляли снимки с различными экспозициями от 0,01 сек. до 1 сек. Для обеспечения наиболее благоприятных условий фотографирования внутри контейнера поддерживалась температура +25° С, а ось контейнера по радиосигналу с Земли была направлена на Луну. После автоматического фотографирования, проявления, фиксирования и просушки пленка (также автоматически) протягивалась перед телевизионным устройством, и полученное на ней изображение передавалось на Землю, где и регистрировалось для дальнейшей расшифровки. Мощность телевизионного передатчика была всего лишь несколько ватт, и тем не менее его сигналы отчетливо принимались на Земле на значительном расстоянии.

Отсюда видно, какие огромные трудности были преодолены и учеными и инженерами для осуществления успеха подобного необычайного предприятия. Попутно отметим, что неоднократные попытки Соединенных Штатов Америки повторить эксперимент до сих пор не увенчались успехом, хотя с того времени прошло уже три года.

Полученные регистрации телевизионных передач обратного полушария Луны были подвергнуты расшифровке и тщательной обработке независимо на трех обсерваториях: в Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга в Москве (Ю. Н. Липский), в Главной астрономической обсерватории Академии наук в Пулкове (А. В. Марков) и в Астрономической обсерватории Харьковского государственного университета (Н. П. Барабашев). В результате этой кропотливой работы было выявлено 350 деталей первой степени достоверности, одинаковым образом описанных на всех трех обсерваториях, и составлена подробная карта обратной стороны Луны, послужившая для изготовления ее глобуса, выпущенного для познавательных целей.

Основное отличие обратной стороны Луны от видимого ее полушария заключается в том, что на ней, при обилии кратеров и кольцевых гор, почти отсутствуют обширные темные пятна — моря. Во всяком случае, на невидимом полушарии нет ни одного обширного моря типа Моря Дождей или Океана Бурь, и этот факт, по-видимому, подтверждает сделанное ранее заключение об образовании лунных морей в более позднюю эпоху развития лунной поверхности, когда наш спутник уже достаточно далеко отошел от Земли и обращался вокруг нее, будучи повернутым к ней одним своим полушарием.

Доброкачественность полученных результатов контролируется тем обстоятельством, что на фотографиях обратной стороны Луны имеется ряд хорошо знакомых образований, таких как Море Опасностей (Кризисов), кратеры Лангренус, Петавий и другие, видимых с Земли у края лунного диска. Многочисленные кратеры и кольцевые горы, открытые на обратном полушарии Луны, получили наименования: Ломоносов, Циолковский, Жолио Кюри и т. д.

В дальнейшем предстоит более тщательное изучение всех особенностей лунных образований на обратной стороне Луны и объяснение ее отличия от видимого полушария, что, по всей вероятности, прежде всего связано с неодинаковым развитием лунной коры в различных направлениях.

Успехи космонавтики дают все основания полагать, что в ближайшем будущем может быть осуществлена высадка на лунной поверхности регистрирующей аппаратуры, а возможно, и наблюдателей, которые смогут зафиксировать с любых расстояний различные детали лунной поверхности и привезут с Луны образцы ее минералов.

Во всяком случае, благодаря изумительным успехам науки и техники, достигнутым, изучение Луны как ближайшего к нам космического тела вступило теперь в совершенно новую стадию.