Понаблюдайте за полной Луной, и вы заметите, что она всегда выглядит одинаковой. С Земли мы всегда видим только одну сторону нашего спутника. Обратная сторона или, как ее часто называют, темная сторона Луны скрыта от земного наблюдателя. Но к неизвестному у человека особая тяга. В ХХ веке, когда в космос стали отправлять первые спутники, ученых стал интересовать вопрос, что скрывает темная сторона Луны.
В действительности, темная сторона Луны не всегда темная. Она находится в тени, только когда с Земли мы наблюдаем полнолуние. При новолунии обратная сторона полностью освещена, однако на Земле этого не видно.
Луна всегда повернута к Земле одной стороной. Связано это с тем, что движение вокруг оси и движение по орбите у спутника синхронизированы. Другими словами Луна совершает один оборот вокруг оси и один оборот по орбите за одно и то же время. Синхронное вращение называют приливным захватом, и практически все спутники Солнечной системы подвержены этому процессу. Однако есть и исключения. К примеру, спутник Сатурна – Феба, движется по орбите в обратном направлении движению Сатурна. Его движение очень несинхронно – оборот вокруг оси Феба совершает за 9 часов, а по орбите вокруг планеты за 18 земных месяцев. Если бы Луна двигалась настолько несинхронно, то мы бы наблюдали ее с разных сторон.
Поскольку видна только одна сторона, можно подумать, что мы наблюдаем лишь 50 % поверхности спутника. Однако это не совсем так. У Луны, как и у большинства объектов Вселенной, эллиптическая орбита и у нее есть эксцентриситет − показатель, который определяет, насколько орбита близка к идеальной окружности. Расстояние от Луны до Земли колеблется от 360 тысяч до 400 тысяч километров. Также орбита спутника наклонена примерно на 5 градусов. Поэтому с Земли можно наблюдать северный и южный полюса Луны. Эти эффекты приводят к либрации – медленному покачиванию спутника. Можно сказать, что благодаря либрации мы можем взглянуть на обратную сторону Луны, небольшую ее часть.