Как всем известно, движение Луны по орбите синхронизировано с ее вращением вокруг собственной оси и интуитивно кажется, что эти обстоятельства дают нам возможность увидеть с Земли лишь 50% её поверхности, но фактически в разные периоды времени в сумме можно увидеть 59%, то есть 9% принадлежат обратной или "темной" стороне нашего спутника.
Понятие либрация происходит от латинского слова lībrātiō или «раскачивание». Означает медленное колебание (действительное или кажущееся) Луны, наблюдаемое с поверхности Земли.
Наиболее значимые наблюдаемые либрации по долготе и по широте. Либрация по широте объясняется наклоном её оси вращения к плоскости орбиты. Лунный экватор наклонен к плоскости эклиптики (плоскости вращения Земли вокруг Солнца) на 1,543° плюс наклон лунной орбиты к орбите Земли составляет 5,15°. Таким образом мы можем видеть полярные области лунной поверхности в моменты максимальной либрации. В сумме либрации по широте составляют почти 7°.
Наглядно можно увидеть их эффект сравнив вид Луны в схожих фазах со значительной разницей во времени. Например фото в августе 2015 года и в феврале 2016 года. На фото 2016 года на северо-востоке лунного диска видно море Гумбольдта, на востоке моря Краевое и Смита.
В августе 2015 года эти детали лунной поверхности не видны совсем, либрация оказалась неблагоприятная. Зато стали лучше видны кратеры у южного полюса нашего спутника.
Либрация по долготе объясняется значительной вытянутостью лунной орбиты. Эксцентриситет составляет 0,055, среднее расстояние перигея 363 тыс. км, а апогея 405,5 тыс. км. Луна движется с разной скоростью в различных точках на своей орбите, а вокруг своей оси почти с постоянной. Благодаря этому мы можем заглянуть немного на обратную сторону Луны, либрация имеет амплитуду около 8°. Таким образом до появления возможности получить фото обратной стороны Луны с помощью АМС Луна-3 в октябре 1959 года, мы уже имели шанс увидеть более чем ровно 50% ее поверхности.
Спасибо за внимание!