Хотя советские космонавты не побывали на Луне, советские автоматические аппараты дали ученым много новой информации. Благодаря советским луноходам было получено много изображений поверхности Луны, пусть и не очень высокого качества. Это помогает, в частности, выбирать наиболее подходящие места для посадки.
Состав поверхности Луны
На луноходах был установлен прибор «Рифма», который изучал элементный состав поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного анализа. Состав поверхности измеряли в разных местах. Оказалось, что чем ближе мы подходим к лунному материку — гористой и испещренной кратерами части лунной поверхности, тем больше там кальция и меньше железа. И наоборот, чем дальше от материка, тем больше железа и меньше кальция.
Луноходы также были оснащены инструментом ПрОП — прибором оценки проходимости, который измерял физико-механические свойства лунного грунта. Он представлял собой конус с лепестками, который внедрялся в поверхности, в грунт. Измерялось усилие внедрения: если грунт слабый, инструмент внедрялся легко, если прочный — ввести туда прибор было затруднительно. Эти измерения прочности грунта геологи связали с геологическими наблюдениями.
Магнитное поле Луны
На «Луноходе-2» был установлен советский магнитометр СГ-70А, который непрерывно, во время движения и ночных стоянок, измерял межпланетные магнитные поля, которые искажаются взаимодействием с телом Луны. Были зафиксированы характерные вариации магнитного поля на поверхности Луны, когда луноход не двигался. Данные этих наблюдений помогли ученым лучше понять внутреннее строение Луны.
Был проведен специальный эксперимент, когда луноход пересекал один и тот же небольшой кратер несколько раз. Поскольку его моторы были электрические, то были очень сильные электромагнитные шумы, наводки. Команда магнитологов из Пахры эти шумы устранила и показала, что маленький кратер, около 10–20 метров в поперечнике, может влиять на магнитное поле. А ученые из Института динамики геосфер объяснили, как метеоритные удары влияют на магнитное поле Луны. При высокоскоростном ударе происходит плазменная вспышка, и минералы, такие как титаномагнетит, запоминают ее.
Как сформировалась Луна: основные гипотезы
Кроме того, на «Луноходе-2» Крымская обсерватория установила прибор, который ночью смотрел вверх. Этот прибор зафиксировал слабое свечение — признак того, что над Луной есть пылевая, очень разреженная атмосфера. Другой прибор измерял космическое излучение в течение длительного периода.
Изучение внутреннего строения Луны
Советские луноходы и американские астронавты разместили на поверхности Луны несколько уголковых отражателей. Что это такое? Если вы возьмете коробку и наискось срежете у нее угол, а потом посеребрите внутреннюю поверхность и направите туда луч, он отразится строго в обратном направлении. Так лучи лазера посылаются на Луну с Земли, а расставленные там отражатели возвращают их. Это позволяет измерить расстояние между лазером на Земле и отражателем на Луне с точностью до миллиметров.
С помощью этих данных мы можем выявить неидеальности вращения Луны вокруг ее собственной оси, связанные с гравитационным воздействием Земли. У Луны не идеально круглая орбита, а чуть-чуть вытянутая, и она как бы покачивается, показывая 9% своей обратной стороны. Эти покачивания называются либрациями. Детали либрации говорят о том, что в глубоких недрах Луны находится не твердое, а вязкое, расплавленное вещество. Самую ценную информацию о либрациях дает французский уголковый отражатель, установленный на «Луноходе-1». Он находится там, где либрации наиболее заметны, — дальше всего от центра видимого полушария Луны.