Луна – самое близкое к Земле естественное небесное тело. Ее среднее расстояние от Земли составляет 384400 км, что почти в 10 раз превышает длину земного экватора. Это – небольшое небесное тело диаметром 3476 км и массой, составляющей 1/81 массы Земли, поэтому и скорость убегания для нее равна 2,4 км/с, что слишком мало, чтобы удержать заметную атмосферу.

Движение Луны

Когда говорят, что Луна обращается вокруг Земли, это не совсем верно. Более правильно было бы сказать, что Земля и Луна обращаются вокруг «барицентра» – центра масс системы Земля + Луна. Но вследствие огромного различия масс барицентр этой системы лежит глубоко внутри земного шара; поэтому простое утверждение «Луна обращается вокруг Земли» в большинстве случаев достаточно точно. Период обращения Луны вокруг Земли составляет 27,3 суток; за это же самое время Луна совершает один оборот вокруг своей оси, в результате чего она всегда обращена к Земле одним полушарием.
Орбита Луны не вполне круговая, поэтому видимый диаметр ее диска изменяется, хотя и в узких пределах. Всем известные фазы Луны обусловлены тем, что она не всегда повернута освещенной стороной к Земле. Граница между освещенной (дневной) и неосвещенной (ночной) сторонами называется терминатором; она неровная и с зазубринами вследствие неровностей лунной поверхности: горная вершина уже освещена лучами восходящего Солнца, тогда как долина внизу еще погружена во тьму. До облета Луны в 1959 г. советской автоматической межпланетной станцией «Луна-3» об обратной стороне Луны ничего определенного не было известно. Эффекты, возникающие вследствие неравномерности в движении Луны и называемые либрациями, дают возможность видеть с Земли только 59% всей ее поверхности (хотя одновременно никогда не видно более 50%).

Теории происхождения Луны

Луну принято считать спутником Земли, хотя она, казалось бы, слишком велика, чтобы в действительности быть второстепенным телом. В Солнечной системе имеются и другие спутники планет, по своим размерам превосходящие Луну (три спутника Юпитера, один – Сатурна и один – Нептуна), но они обращаются вокруг планет-гигантов. Так, Тритон, самый большой из спутников Нептуна, составляет по массе только 1/750 долю массы своего «патрона», хотя он, вероятно, больше Меркурия и определенно больше Луны.
В таком случае систему Земля – Луна, по-видимому, было бы правильнее рассматривать как двойную планету, что ставит вопрос о происхождении Луны. Приливная гипотеза, предложенная Джорджем Дарвином (1845-1912) в XIX в., была популярна в течение многих лет. Согласно этой гипотезе, Земля и Луна были когда-то единым телом, которое быстро вращалось и потому потеряло устойчивость. В конце концов шарообразное тело так сильно деформировалось, что часть его отделилась, образовав Луну.
Эта гипотеза, однако, встречает столь серьезные математические возражения, что лишь немногие астрономы все еще поддерживают ее в той или иной форме. Гораздо более вероятно, что Земля и Луна образовались одинаковым путем из Солнечной туманности – либо рядом в пространстве, либо вполне независимо; в последнем случае Луна, вероятно, была захвачена Землей позже. Исходя из современного уровня знаний, первое более вероятно.

Детали поверхности: моря и кратеры

Первые телескопические карты Луны были составлены в 1609 г. Вероятно, впервые это сделал Томас Харриот (1560-1621), нарисовавший карту, на которой можно опознать многие детали лунной поверхности. Продолжительные систематические наблюдения Луны начали проводиться с 1610 г. Галилеем, который относительно подробно описал коры, кратеры и серые равнины. Серые области на Луне были названы «морями», и с тех пор это наименование сохранилось, хотя уже столетия назад было известно, что в лунных морях нет воды. В научной литературе названия морей нередко приводятся по латыни, так, например, Море Облаков – Маге Nubium, а Океан Бурь – Oceanus Procellarum.
На всей лунной поверхности преобладают правильные, окруженные валом структуры, называемые кратерами. Они разнообразны по размерам – от обширных впадин диаметром более 240 км до таких крошечных ямок, которые неразличимы с Земли. Стены типичного кратера обычно невысоко выступают над окружающей поверхностью, дно опущено, и на нем иногда имеется центральная горка или даже группа горок. Высота вала некоторых кратеров по отношению к самой низкой части его дна может превышать 3000 м. Существуют бесчисленные гипотезы насчет происхождения кратеров. Основной вопрос заключается в том, образовались кратеры под действием внешних сил (метеоритные удары) или внутренних (вулканизм). Несомненно, что как и на Земле, на Луне есть кратеры обоих типов. Подобно кратерам, некоторые из безводных морей имеют более или менее округлые очертания и ограничены горами. Гигантское Море Дождей – Маге lmbrium, – например, окаймлено Апеннинами, Карпатами и Альпами, хотя эта горная окантовка и не сплошная, в ней есть широкие разрывы. Наиболее замечательные из лунных гор – Апеннины, их горные пики поднимаются более чем на 4570 м.
Среди других лунных образований следует назвать холмы – купола с пологими склонами, имеющие на вершине один или несколько мелких небольших кратеров, отдельные разломы и многочисленные трещиноподобные детали, именуемые бороздами или долинами.