Лунная поверхность весьма разнообразна. Мы уже отмечали различие между видимой и обратной сторонами Луны. Ландшафт видимого полушария также отличается заметным разнообразием. Например, в юго-западном квадранте преобладает пересеченное нагорье с большими и маленькими кратерами, тогда как восточный квадрант заполнен обширными морскими поверхностями.
Особый интерес представляет район Аристарха – самого яркого кратера на Луне; очень многие земные наблюдатели замечали там какие-то небольшие локальные помутнения. Так, Уильям Гершель, по-видимому, самый великий наблюдатель всех времен, несколько раз принимал Аристарх за действующий вулкан, когда видел таинственное свечение в той части Луны, которая освещалась лишь отраженным от Земли солнечным светом.
Аристарх не единственное образование, в области которого подозревается продолжающаяся поныне активность. Другое подобное образование – кратер Альфонс – находится в большой цепочке, возглавляемой Птолемеем вблизи центра видимой стороны Луны. Хотя Альфонс и Аристарх весьма различны, у них есть общая особенность: они находятся в областях, богатых бороздами и расщелинами. То же можно сказать и о большинстве других районов с умеренной активностью.

Луна до полетов «Лунар Орбитеров»

До полетов космических аппаратов наши знания о Луне были в силу необходимости ограничены даже несмотря на отсутствие у нее атмосферы, что позволяло отчетливее видеть детали рельефа. В самом деле, хотя и проводились многочисленные измерения положений различных образований на диске Луны, а на измерения С. А. Саундера и Дж. А. Хардкастля, выполненные в 1907-1909 гг., ссылаются и теперь, некоторые области Луны просто нельзя было изучить достаточно подробно. В особенности мало было известно о районах лунного края, которые безнадежно искажены при наблюдении с Земли вследствие эффекта перспективы. При таких условиях кратер иногда невозможно отличить от горной цепи. Не было никаких сведений и об обратной стороне Луны. Кое-что делалось на основе изучения системы луней, которые протягивались на видимую сторону Луны из-за ее лимба; продолжая их назад, удалось с приличной точностью определить положение нескольких центров таких систем. Однако распределение образований на обратной стороне оставалось неизвестным. При этом существенно, что ни одно из крупных морей не простиралось на обратную сторону, за исключением Моря Восточного, природа которого в то время еще не была понятна.

Фотографические исследования

Первые снимки, переданные на Землю советской автоматической станцией «Луна-3», имели огромное значение, хотя по современным стандартам они были недостаточно четкими, а потому иногда неверно интерпретировались. В частности, протяженное образование, пересекающее весь диск, было принято за большую горную область, однако более поздние фотографии показали, что это всего лишь светлый луч. Решающий успех в исследовании Луны был достигнут с появлением «Лунар Орбитеров», хотя важную роль сыграли и три успешных полета «Рейнджеров», которые буквально перед тем, как разбиться о поверхность Луны, передали несколько тысяч ценных фотографий. Несмотря на то, что снимки, полученные с «Лунар Орбитеров», – их насчитываются тысячи, и многие из них еще ждут полного анализа – почти полностью «перекрыли» поверхность Луны, целый ряд важнейших вопросов остался нерешенным. Проект «Аполлон» (который вначале предусматривал полеты 21 корабля) значительно дополнил результаты «Лунар Орбитеров» – особенно более подробными съемками будущих мест посадки. Например, «Аполлон-10», последний беспосадочный аппарат, сфотографировал Море Спокойствия – район, выбранный для спуска «Аполлона-11».

Кратеры с системами лучей

Природа «лучевых» кратеров и процессы, в результате которых они могли возникнуть, также еще ждут исследования. Они должны быть самыми молодыми среди крупных лунных образований. Возраст кратеров Коперник и Тихо, например, оценивается не более чем в 1 млрд. лет, но, поскольку образцы из этих районов еще не брались, опасно говорить об этом слишком определенно. Последний «Сервейер», прилунившийся на внешнем склоне стенок кратера Тихо, подтвердил, что его поверхность крайне неровная. Так и ожидалось на основе исследований в инфракрасном диапазоне спектра (выполненных в основном Саари и Шортхиллом), показавших, что во время лунных затмений или лунной ночи кратер Тихо охлаждается медленнее, чем окружающие области. Отсюда можно было предвидеть существование различий в свойствах или текстуре поверхности. Другие «лучевые» кратеры ведут себя похожим образом и не совсем удачно названы «горячими пятнами». Это название не подразумевает существования какого-либо внутреннего источника тепла, а означает лишь то, что в период затемнений «горячие пятна» имеют несколько более высокую температуру, чем другие районы Луны.
Предполагалось, что «лучевые» кратеры возникли иным путем, чем кратеры других типов, но это маловероятно. Например, нет существенной разницы в форме между кратером Тихо, являющимся центром мощной лучевой системы, и Теофилом, который лишь немного больше по размеру, но не имеет системы лучей. Однако местности вокруг этих кратеров отличаются: Тихо находится в сильно кратерированной области, тогда как Теофил входит в большую цепочку кратеров.