Что можно увидеть на луне
Интересные лунные места и задачи
Луна и Марс соперничают за место самого перспективного космического тела для пилотируемых миссий в XXI веке. В предыдущей публикации я приводил аргументы за Луну. А сейчас мы поговорим о том, какие места на Луне будут наиболее интересными, и чем там можно будет заняться.
Общая характеристика
Тот факт, что Луна постоянно обращена к нам одной стороной, лунные день и ночь длятся примерно по две недели, а ее ось вращения практически перпендикулярна плоскости эклиптики, означает, что некоторые ее районы обладают особенными свойствами:
Полюса. Из-за того, что ось вращения Луны практически перпендикулярна плоскости эклиптики, ее полярные круги (зоны, где бывают полярные дни и ночи) в диаметре меньше 50 км. Но именно небольшие размеры полярных кругов означают, что лунный рельеф образует участки вечного дня и ночи. Например, на южном полюсе обозначенные буквами горы освещены больше 80% лунных суток, а гора Малаперт освещена 74% лунных суток, но, зато, всегда видима с Земли:
Участки вечного света являются очевидными кандидатами на установку солнечных батарей, которые вне полярных кругов две недели лунной ночи были бы бесполезны.
А кратеры, в изобилии расположенные на полюсах, образуют участки, куда солнечный свет никогда не заглядывает:
На поверхности Луны водный лед может сохраняться только в таких местах, солнечный свет и нагрев поверхности свыше 100°С в условиях вакуума испарят весь лед. Кроме воды, в этих низинах могут быть простейшие органические соединения небиологического происхождения (например, метан), принесенные на Луну кометами. Воду и углеводороды можно будет использовать для функционирования базы, снизив требования к объему поставляемых с Земли грузов. А если их окажется совсем много и добыча будет простой, то можно будет производить и топливо для ракет, стартующих с Луны.
Экватор. Лунный экватор ценен тем, что с него видна практически вся небесная сфера:
Пример небесной карты, спроецированной на поверхность Луны. Объект виден, если разница широт объекта и наблюдателя меньше 90°. Долгота объекта меняется с движением Луны по орбите
График показывает видимость неба в зависимости от широты наблюдателя на Луне. Кроме случая видимости до горизонта показаны видимости для частичного перекрытия горизонта рельефом.
Оптический телескоп на Луне будет работать в близких к космическим условиях, не страдая от атмосферных помех.
Кроме астрономического преимущества, лунный экватор удобен с точки зрения баллистики. Дело в том, что посадка в район экватора возможна с любого наклонения орбиты космического аппарата. В отличие от полюса, для которого надо тратить дополнительное топливо на формирование орбиты с наклонением
Любая орбита пересекает экватор. А полюс доступен только для полярных орбит
Тот факт, что на поверхности лунного экватора не может быть водяного льда, не делает совсем невозможной эксплуатацию местных ресурсов. Прежде всего, можно использовать лунный реголит как строительный материал. Солнечная печь позволит сравнительно просто создавать из расплавленного реголита кирпичи или более сложные блоки. А если нагреть реголит до 700-1000°С, то из него можно будет извлечь азот, кислород и углерод, в незначительных количествах там присутствующие. Да, концентрация ожидается небольшая, порядка 100 г каждого элемента на кубометр грунта, но в случае серьезного строительства эти ценные элементы можно будет включить в замкнутую систему жизнеобеспечения.
Обратная сторона Луны. Ее уникальной особенностью является экранирование всего радиомусора, который испускает в пространство Земля. Обратная сторона Луны — идеальное место для радиотелескопа.
Видимая сторона Луны. Лунная база на видимой стороне будет всегда видеть Землю, сможет поддерживать постоянную радиосвязь и использоваться в том числе и для экспериментов по изучению Земли.
Лимб. Удивительным местом является граница видимой и обратной сторон Луны — лунный лимб. Он сочетает в себе достоинства обеих сторон. Расположив базу на идущем по меридиану хребте можно в одном месте получить участки как всегда скрытые от Земли, так и всегда видимые с нее. Кроме рельефа можно воспользоваться эффектом либрации — Луна в своем орбитальном движении поворачивается относительно наблюдателя на Земле на
Таким образом, участки Луны в районе лимба будут уходить на обратную сторону и вновь появляться на видимой. Используя особенности рельефа можно будет получить практически любой желаемый процент видимости Земли. В районе лимба было бы очень интересно разместить телескопы различных диапазонов. Прямая связь с Землей позволит создать уникальный интерферометр с рекордной базой. И если в радиодиапазоне угловое разрешение хоть и превысит достигнутое в проекте «Радиоастрон», но не на порядки, то в оптическом диапазоне такой интерферометр будет более чем в 60 раз «зорче» любой комбинации только наземных телескопов. А постоянная лунная база позволит обслуживать эти телескопы, и их поломка не будет фатальной.
Сужаем выбор
Из общих рассуждений следует, что на Луне есть четыре наиболее интересных района: Южный полюс, Северный полюс, Восточный экваториальный лимб, Западный экваториальный лимб:
Северный полюс. Из двух полюсов Луны он наименее интересен, по сравнению с Южным полюсом на нем меньше кратеров вечной ночи и гор вечного света.
Общий вид Северного полюса Луны
Южный полюс. Он привлекает к себе больше внимания и считается одним из наиболее интересных мест для автоматических миссий и будущей лунной базы. Кроме наличия на нем участков вечной ночи и вечного дня, Южный полюс расположен в бассейне Южный полюс-Аткин, одном из крупнейших кратеров в Солнечной системе, самой глубокой и самой большой ударной структуре на Луне.
Топографическая карта южного полюса Луны. Синий цвет — более низкие области, красный — высокие
Фото южного полюса в инфракрасном диапазоне
В NASA прорабатывался вариант лунной базы в точке 88°S, 50°E: 
Восточный экваториальный лимб. Здесь находится очень интересная с точки зрения геологии формация — море Смита. Лунную базу предлагалось разместить недалеко от кратера Шуберта:
Цифрами обозначены места особенного геологического интереса
Тот же район, съемки с Земли, небольшая высота Солнца подчеркивает рельеф местности
Западный экваториальный лимб. Здесь интересным местом являются окрестности кратера Риччиоли — в этом районе видны следы действия ударных, вулканических и тектонических процессов.
Кроме этих участков в качестве потенциально интересных объектов указывались: море Мечты, море Спокойствия, кратер Аристарх (в котором очень часто наблюдаются кратковременные лунные явления), лунные Пиренеи, кратер Циолковского и другие.
В одной из следующих публикаций поговорим о проектах лунных баз и о более конкретных технических аспектах.
Похожие публикации идут с тегом «мысли о будущем космонавтики».
Дневная астрономия
Все знают что астрономические наблюдения проводятся под покровом темноты, желательно вдали от яркой городской засветки. Тем не менее на небе можно увидеть много интересного даже при ярком солнечном свете. И это не только Солнце. Днем превосходно видно Луну, а при определенной сноровке можно разглядеть и сфотографировать даже некоторые планеты и космические аппараты! В статье много дневных фото и видео с различными небесными объектами.
Луна и Венера при дневном свете. Источник: Astronomy Picture of the Day, автор: David Cortner.
Я постарался сослаться на авторов всех найденных мною для статьи снимков. Авторов видеороликов с YouTube видно в самом YouTube. Там где автор не указан, использованы мои собственные фото.
Солнце
Наиболее очевидный объект для дневных наблюдений это Солнце, ведь ночью его не видно. Смотреть на Солнце можно лишь через плотный светофильтр, иначе вы испортите зрение. Можно самостоятельно изготовить фильтр используя специальную пленку, или купить готовый стеклянный фильтр. В редких случаях атмосферная дымка формирует естественный фильтр и можно разглядеть крупные пятна даже невооруженным глазом. На этом фото ниже и левее центра диска видна группа солнечных пятен AR 2396.
Ну а в небольшой телескоп с фильтром солнечные пятна выглядят вот так:
С помощью несложных манипуляций в графическом редакторе можно выявить незаметные глазу факелы — светлые структуры окружающие пятна.
Вверху снимка для демонстрации масштаба я добавил изображение Земли и Луны с соблюдением всех пропорций (диаметр и взаимное расстояние).
Многие даже не догадываются что Луна хорошо видна днем. Ее можно видеть почти каждый день, кроме дат близких к новолунию и полнолунию. Растущая Луна видна во второй половине дня, убывающая — в первой. Сейчас как раз хорошие условия видимости убывающей Луны, вы легко заметите ее утром по дороге на работу. Сфотографировать дневную Луну можно даже на мобильник:
Или на цифромыльницу:
В телескоп лунные кратеры видны и днем, а фотографии на фоне синего неба выглядят даже красивее ночных со скучным черным фоном.
Сделав несколько снимков с интервалом в сутки, можно увидеть не только смену фаз но и либрации.
A video posted by @lunogram on Aug 15, 2014 at 9:05am PDT
А вот рекордный снимок самого узкого лунного серпа, сделанный фотографом Тьерри Лего:
Во время съемки Луна была всего в четырех градусах от Солнца. Для защиты от засветки фотографу пришлось соорудить вот такое приспособление:
Ну и наконец, говоря о Луне, как не вспомнить солнечные затмения во время которых Луна проходит перед нашим главным дневным светилом.
Больше снимков недавнего затмения можно найти в моей статье Смотрим солнечное затмение вместе.
Венера
Дневную Венеру увидеть сложнее чем Луну. На первом фото в статье видно что ее поверхность значительно ярче поверхности Луны, но ее размеры малы и невооруженным глазом вы лишь увидите белую точку. Чтобы увидеть Венеру днем, выясните ее текущее положение в Stellarium или любом другом приложении-планетарии. В большинстве случаев, она будет находиться в 20-50 градусах западнее или восточнее Солнца. Встаньте так чтобы какое-нибудь здание закрывало от вас Солнце но оставляло видимым участок неба где находится Венера. Если захотите воспользоваться биноклем или телескопом, будьте осторожны. При поисках планеты всегда оставайтесь в тени чтобы случайно не посмотреть на Солнце. За несколько недель до или после нижнего соединения серп Венеры виден лучше всего (а сейчас как раз такое благоприятное время).
Узкий серп настолько ярок что просвечивает сквозь легкие облака, что хорошо видно на видеороликах ниже.
A video posted by @lunogram on Aug 30, 2015 at 4:56am PDT
A video posted by @lunogram on Aug 30, 2015 at 5:02am PDT
Юпитер
Юпитер находится гораздо дальше от Солнца. Увидеть его днем невооруженным глазом невероятно трудно, он значительно тусклее Венеры.
Соединение Юпитера и Венеры. Источник: spaceweathergallery.com автор: Francisco Diego.
По поверхностной яркости он больше похож на серп Луны.
Источник: Sky and Telescope, автор: Gary Seronik.
Тем не менее некоторым фотографам удается сделать дневной снимок на котором видны детали поверхности Юпитера и даже его спутники: 
Источник: Stargazers Lounge, автор: Steve Ward.
Изредка, во времена великих противостояний, Марс сияет столь же ярко как Луна Юпитер. Правда во время противостояний Марс не виден днем — он восходит с заходом Солнца и садится на рассвете. Поэтому днем его можно засечь лишь вот в таком виде:
Источник: spaceweathergallery.com автор: Филип Романов.
Меркурий
Наблюдения Меркурия осложняются тем что на небосводе он редко удаляется от Солнца на комфортное угловое расстояние. Попробуйте найти Меркурий на этом снимке.
Венера и Меркурий. Автор: Emil Ivanov.
Если не получается, по клику открывается фото большего размера.
Хороший шанс увидеть Меркурий днем будет 9 мая 2016 года, в этот день планета пройдет по диску Солнца. Интересный факт — 26 июля 69163 года Меркурий и Венера совершат совместный транзит по Солнцу. Предыдущий одновременный транзит был в 373 173 году до н. э.
Искусственные спутники
Я уже писал что МКС не уступает по яркости Венере, следовательно ее тоже можно увидеть днем. Днем она выглядит как белая точка плывущая в синем небе. А если использовать телескоп с моторизованной монтировкой и специальный софт для отслеживания спутников, можно заснять ее на видео во всей красе.
Иногда МКС пролетает близко от Луны или даже пересекает ее диск. В этом случае увидеть и заснять ее гораздо проще так как Луна будет заметным ориентиром.
А вот пролет близ Венеры:
Источник: Astronomické události.
Если МКС пролетит на фоне солнечного диска, ее темный силуэт можно увидеть используя те же средства что и для наблюдения солнечных пятен.
Этот же пролет на видео:
A video posted by @lunogram on Apr 28, 2015 at 12:53am PDT
Предсказания пролетов МКС вблизи других небесных объектов можно получить на сайте calsky.com.
Вспышки Иридиумов могут в несколько раз превосходить по яркости МКС, правда длятся они лишь несколько секунд.
Если вы ничего не разглядели, откройте видео в полноэкранном режиме.
Дипскай
Это кажется невероятным, но используя H-alpha фильтр можно сфотографировать яркую туманность при свете Солнца. Я собрал анимацию из серии снимков M42. Первый снимок (тот где видно больше всего деталей) сделан на восходе, последний — через сорок минут после восхода.
Как наблюдать Луну в телескоп: настройки, время для наблюдений, самые интересные объекты
Луна — самый излюбленный для наблюдений космический объект у всех начинающих и профессиональных астрономов. Рассматривая Луну в телескоп, вы получите потрясающие впечатления от ландшафта и, возможно, увидите самые загадочные светящиеся явления!
Телескоп для наблюдения Луны
Даже в любительский телескоп вы будете наблюдать кратеры, впадины, горы, лунные моря. Для более детального рассмотрения лунных достопримечательностей можно выбрать прибор с большой апертурой. Тогда можно увидеть цепочку горных хребтов, бороздки, складки и даже кратеры небольшого размера. Тогда вас точно заинтересуют их названия, месторасположение и история образования. Ведь ученые до сих пор строят гипотезы о появлении многих лунных объектов.
Подготовка телескопа
Главным минусом при рассмотрении Луны является яркость данного объекта, поэтому необходимо пользоваться специальными серыми фильтрами или более профессиональными — поляризационными фильтрами с переменной плотностью. Они позволят установить различную пропускную способность для компенсации яркости Луны в зависимости от ее фазы, а также увеличения телескопа и его апертуры. С помощью поляризационного фильтра можно установить самый комфортный уровень яркости. При этом появится больше возможностей для рассмотрения интересных деталей многих объектов Луны.
Лучшее время для наблюдений
Перед наблюдением необходимо знать, что Луна всегда обращена только одной стороной к нашей планете, поэтому вы точно не заблудитесь. А если обзаведетесь картой Луны, то вам станет еще проще ориентироваться на лунном ландшафте.
Наблюдение днем и ночью
Наблюдениям Луны не помешает ни дневной свет, ни городская освещенность ночью. Объект можно рассматривать не только за городом, но и с балкона, и из открытого окна многоквартирного дома. Растущую Луну можно увидеть во второй половине дня, а убывающую — в первой. Кстати, фотографии Луны, сделанные днем на голубом фоне неба, выглядят даже эффектнее, чем сделанные ночью на скучном черном фоне.
В ночном сумраке интересно наблюдать за Луной в местах границы смены дня и ночи, то есть вблизи лунного Терминатора. Если изо дня в день следить за Терминатором, то вы увидите, как постепенно перед вами открываются лунные объекты, а затем снова погружаются в ночную тьму. Это подарит незабываемые впечатления!
Наблюдение Луны в течение «лунного месяца»
«Лунным месяцем» принято считать период от новолуния до следующего новолуния. Он длится примерно 29,5 земных суток. В течение этого месяца есть только два самых благоприятных периода: наблюдения за молодой и стареющей Луной.
Не стоит удивляться, но полнолуние совсем не подходящее время для наблюдения Луны. Она настолько ярко освещена, что в результате исчезает контраст различных деталей, и многие объекты просто не видны.
Высота Луны над горизонтом
Это тоже имеет значение: чем выше Луна над горизонтом, тем лучше ее видно. Изображение в телескопе четкое, ясное, без искажений. Это объясняется тем, что лунный свет проходит наименее плотные слои атмосферы, которые как раз находятся высоко. Высота меняется в течение всего года.
Расстояние до Земли
Луна вокруг Земли движется по эллиптической орбите и бывает на самом близком расстоянии к нашей планете. В это время она имеет большой размер, называемый у астрономов «перигей», поэтому объекты на Луне можно рассмотреть более детально. Но не стоит отказываться от наблюдений за Луной меньших размеров или в «апогей». В любой период она представляет собой потрясающее зрелище!
Что интересное можно увидеть на Луне в телескоп?
Вначале скажем правду, что даже самый мощный современный телескоп не покажет вам объекты менее 1 км. Поэтому вы точно не увидите луноходы, Аполлоны, следы от них и всем известный американский флаг. Хотя однажды, в начале ХIХ века, сенсационной публикации об астрономе Джоне Кершеле поверили многие. Он якобы собрал мощный телескоп и увидел на Луне единорогов, летающих существ и бобров без хвоста. Но это фантастика, а нас интересуют реальные объекты и структура поверхности спутника.
Моря. Лунные моря выглядят как темные пятна и покрывают почти половину поверхности Луны. Многие из них можно увидеть даже невооруженным глазом в полнолуние. Наукой уже доказано, что эти моря с древних времен залиты лавой.
Кратеры. Кратеров на Луне бесчисленное множество. Они образовались вследствие ударов космических тел. Самые известные: Коперник с яркой лучевой системой, древний Посидоний, самый яркий кратер Аристарх, молодой Евдокс, Лангрен, знаменитый кратер Тихо с хорошо заметными светлыми лучами и кратер Платон, известный странными свечениями.
Можно бесконечно рассматривать борозды, жилы, горные цепи и самые загадочные возвышения «купола», происхождение которых пока никто не объяснил. Эффектно наблюдать в телескоп лунное затмение, а также такое явление, как «двойная луна», известное как «великое противостояние Марса».
Необъяснимые и загадочные явления на Луне
Уже к началу ХХ века у ученых скопилось достаточное количество зафиксированных лунных свечений, которое наблюдалось в телескоп. Часто упоминаются стационарные и блуждающие огни, яркие вспышки, высвечивающие кратеры потухших вулканов, появляются и бесследно исчезают светящиеся пятна, наблюдаются световые дорожки в виде кругов или прямых линий.
Засняты на видео темные пятна, которые быстро передвигаются или словно плывут по поверхности Луны. Загадочными являются облака, движущиеся над Луной, где нет атмосферы. Так, в 1958 году профессором Козыревым было зафиксировано красное облако над кратером Альфонс, наблюдаемое более 2-х часов.
Возможно, глядя в свой телескоп, кроме известных объектов, вы тоже увидите самые удивительные и пока необъяснимые лунные явления!