На вопрос отвечает старший научный сотрудник Политехнического музея Павел Гайдук.

###SLIDER-photo
$image 240612 луна 0.jpg

$slide-end ###

Впервые обратная сторона Луны была сфотографирована советской автоматической межпланетной станцией «Луна-3» почти 65 лет назад, 7 октября 1959 года. Сигнал принимали в Симеизской обсерватории в Крыму. В массовой печати — газете «Правда» и других советских изданиях — изображение обратной стороны Луны появилось 27 октября того же 1959 года.

Кстати, известный французский винодел Анри Мэр, поспоривший с советским консулом в 1957 году, что советские спутники не смогут увидеть «тёмную» сторону Луны, в ответ на растиражированный западными газетами снимок отправил в Академию наук СССР тысячу бутылок шампанского с просьбой вручить его «первооткрывателям».

Но с Земли мы всегда видим только одну сторону Луны. Почему?

Приливной захват

В системе из двух гравитационно связанных небесных тел неизбежно такое явление, как приливной захват — синхронизация периодов вращения одного тела (или сразу двух) вокруг другого с его собственным вращением вокруг своей оси.

Выглядит это следующим образом:

###SLIDER-photo
$image 240612 луна 2.jpg

$slide-end ###

Объясняется такое поведение планет и спутников неоднородностью внутренних структур, из-за чего возникают приливные силы, которые могут как замедлять, так и ускорять вращение небесных тел. Грубо говоря, они поворачиваются наиболее «тяжёлой» своей частью к центру тяготения. В случае с Луной и Землёй этот центр — также называемый барицентром — находится внутри Земли, примерно в 1700 километрах от её поверхности и в 4670 километрах от центра планеты. Но это сейчас. Так как Луна постепенно удаляется от Земли, барицентр смещается.

Кстати, несмотря на то что вращение естественного спутника Земли нам не видно, Луна действительно вращается. Период её обращения вокруг нашей планеты составляет 27,322 дня. Когда Луна возникла, она вращалась быстрее, чем сейчас. Однако за счёт действия приливных сил повернулась к Земле одной стороной.

Мы можем разглядеть около 59 % поверхности естественного спутника за счёт либраций — наблюдаемых с Земли колебаний Луны. Они обусловлены тем, что лунная орбита не является круговой, что позволяет нам периодически частично наблюдать восточные и западные области обратной стороны Луны.

Как выглядят месячные либрации Луны:

240612 Луна Lunation_animation_April_2007.gif

Также из-за либраций на лунной орбите иногда можно наблюдать «нештатные» восходы и закаты Земли. Экипажем космического корабля «Аполлон-8» в декабре 1968 года была сделана одна из самых знаменитых фотографий Земли с орбиты естественного спутника. Её легко найти в интернете.

А что с обратной стороной Луны? Там темно?

Есть устоявшийся термин — «тёмная сторона Луны», который может сбить с толку. В системе из трёх тел — Солнце, Земля и Луна — с их взаимным вращением бывают положения, при которых на наблюдаемой стороне Луны темно, а обратная сторона полностью освещена Солнцем: полные Солнечные затмения.

В зависимости от фазы орбитального движения Луны обратная сторона освещается в «противофазе». Грубо говоря, если мы видим тонкий освещённый месяц, гипотетический наблюдатель, находящийся за Луной на том же расстоянии, видел бы практически полную освещённую Солнцем обратную сторону. Ниже изображение с тремя обсуждаемыми ранее небесными телами и их взаимными положениями за временной отрезок длиной в лунный месяц.

###SLIDER-photo
$image 240612 луна 1.jpg

$slide-end ###

Что делал на обратной стороне Луны Китай?

Пока только одна страна в мире смогла посадить на обратную сторону Луны космический аппарат — Китайская народная республика. «Чанъэ-4» и «Чанъэ-6» в 2018 и 2024 годах побывали там с различными целями — у первого тестировалась принципиальная возможность посадки и управления аппаратом и исследовательские цели, вторая же находится в полёте прямо сейчас и впервые в истории доставит на Землю лунный грунт, добытый автоматическим способом с обратной стороны спутника.

Сложность данных миссий заключается в том, что через Луну не проходят радиосигналы, и управление станциями осуществляется через специальный спутник-ретранслятор, который располагается в точке Лагранжа L2 системы «Земля — Луна» (а что такое точки Лагранжа — напишем в следующий раз), который, в силу удалённости точки Лагранжа от Луны, не находится в радиотени для земных станций.

Если у вас тоже есть вопросы, связанные с устройством мира или человека, вы можете задать их в комментариях или в письме по адресу question@polytech.one

Почему мы видим только одну сторону Луны?