Дедал (кратер). Діаметр: 93 км. Глибина: 3 км. (фото НАСА)

Місяць привертав увагу людей з давніх часів. У ІІ. до зв. е. Гіппарх досліджував рух Місяця зоряним небом, визначивши нахил місячної орбіти щодо екліптики, розміри Місяця та відстань від Землі, а також виявив ряд особливостей руху.

Винахід телескопів дозволило розрізняти дрібніші деталі рельєфу Місяця. Одну з перших місячних карт склав Джованні Річчіолі в 1651, він же дав назви великим темним областям, іменувавши їх «морями», чим ми і користуємося досі. Дані топоніми відбивали давнє уявлення, ніби погода на Місяці схожа на земну, і темні ділянки нібито були заповнені місячною водою, а світлі ділянки вважалися сушею. Однак у 1753 хорватський астроном Руджер Бошкович довів, що Місяць не має атмосфери. Справа в тому, що при покритті зірок Місяцем ті зникають миттєво. Але якби Місяць мав атмосферу, то зірки б згасали поступово. Це свідчило про те, що супутник не має атмосфери. А в такому разі рідкої води на поверхні Місяця бути не може, тому що вона миттєво випарувалася.

З легкої руки того ж Джованні Річчіолі кратерам стали давати імена відомих вчених: від Платона, Аристотеля та Архімеда до Вернадського, Ціолковського та Павлова.

Новим етапом дослідження Місяця стало застосування фотографії в астрономічних спостереженнях, починаючи з середини ХІХ століття. Це дозволило детальніше аналізувати поверхню Місяця за докладними фотографіями. Такі фотографії були зроблені, зокрема, Уорреном де ла Рю (1852) та Льюїсом Резерфордом (1865). У 1881 П'єр Жансен склав детальний «Фотографічний атлас Місяця» [джерело не вказано 1009 днів].

З початком космічної ери кількість наших знань про Місяць значно побільшало. Став відомий склад місячного ґрунту, вчені отримали його зразки, складено карту зворотної сторони.

Вперше вдалося заглянути на зворотний бік Місяця 1959 року, коли радянська станція «Місяць-3» пролетіла над нею і сфотографувала невидиму із Землі частину її поверхні.

На початку 1960-х років було очевидним, що в освоєнні космосу США відстають від СРСР. Дж. Кеннеді заявив - висадка людини на Місяць відбудеться до 1970 року. Для підготовки до пілотованого польоту НАСА виконало кілька космічних програм: «Рейнджер» (1961-1965) – фотографування поверхні, «Сервеєр» (1966-1968) – м'яка посадка та зйомки місцевості та «Лунар орбітер» (1966-1967). Місяць поверхні. Також у 1965-1966 рр. був проект НАСА MOON-BLINK з дослідження незвичайних явищ (аномалій) на поверхні Місяця. Роботи виконувались Trident Engineering Associates (Аннаполіс, штат Меріленд) у рамках контракту NAS 5-9613 від 1 червня 1965 року з Goddard Space Flight Center (Грінбелт, штат Меріленд).

Американська програма пілотованого польоту на Місяць називалася "Аполлон". Перша посадка відбулася 20 липня 1969; остання – у грудні 1972 року, першою людиною, що ступила на поверхню Місяця, став американець Ніл Армстронг (21 липня 1969 року), другою – Едвін Олдрін. Третій член екіпажу Майкл Коллін залишався в орбітальному модулі. Таким чином, Місяць – єдине небесне тіло, на якому побувала людина, та перше небесне тіло, зразки якого були доставлені на Землю (США доставили 380 кілограмів, СРСР – 324 грами місячного ґрунту).

СРСР проводив дослідження на поверхні Місяця за допомогою двох радіокерованих самохідних апаратів, «Місячник-1», запущений до Місяця в листопаді 1970 року та «Місячник-2» - у січні 1973. «Місячник-1» працював 10,5 земних місяців, « Місяцехід-2» - 4,5 земних місяців (тобто 5 місячних днів та 4 місячні ночі). Обидва апарати зібрали та передали на Землю велику кількість даних про місячний ґрунт та безліч фотознімків деталей та панорам місячного рельєфу:26.

Після того, як у серпні 1976 року радянська станція «Місяць-24» доставила на Землю зразки місячного ґрунту, наступний апарат – японський супутник «Hiten» – полетів до Місяця лише у 1990 році. Далі були запущені два американські космічні апарати - Clementine у ​​1994 році та Lunar Prospector у 1998 році.

Європейське космічне агентство 28 вересня 2003 запустило свою першу автоматичну міжпланетну станцію (АМС) «Смарт-1». 14 вересня 2007 року Японія запустила другу АМС для дослідження Місяця Кагуя. А 24 жовтня 2007 року в місячну гонку вступила і КНР – був запущений перший китайський супутник Місяця «Чан'є-1». За допомогою цієї та наступної станцій вчені створюють об'ємну карту місячної поверхні, що в майбутньому може сприяти амбітному проекту колонізації Місяця. 22 жовтня 2008 року було запущено першу індійську АМС «Чандраян-1». У 2010 році Китай запустив другу АМС «Чан'є-2».

Місце висадження експедиції Аполлон-17. Видно: модуль, що спускається, дослідницьке обладнанняALSEP, сліди коліс автомобіля і піші сліди космонавтів.

18 червня 2009 року, НАСА були запущені місячні орбітальні зонди - Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) та Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Супутники призначені для збору інформації про місячну поверхню, пошук води та відповідних місць для майбутніх місячних експедицій. До сорокаріччя польоту Аполлона-11 автоматична міжпланетна станція LRO виконала спеціальне завдання – провела зйомку районів посадок місячних модулів земних експедицій. У період з 11 по 15 липня LRO зробила і передала на Землю перші в історії детальні орбітальні знімки самих місячних модулів, посадкових майданчиків, елементів обладнання, залишених експедиціями на поверхні, і навіть слідів візка, ровера та самих землян. За цей час було знято 5 з 6 місць посадок: експедиції Аполлон-11, 14, 15, 16, 17. Пізніше КА LRO виконав ще докладніші знімки поверхні, де ясно видно не тільки посадочні модулі та апаратуру зі слідами місячного автомобіля, а й піші сліди самих космонавтів. 9 жовтня 2009 року космічний апарат LCROSS і розгінний блок «Центавр» здійснили заплановане падіння на поверхню Місяця в кратер Кабеус, розташований приблизно в 100 км від південного полюса Місяця, а тому постійно знаходиться в глибокій тіні. 13 листопада НАСА повідомило про те, що за допомогою цього експерименту на Місяці виявлено воду.

До вивчення Місяця розпочинаються приватні компанії. Було оголошено всесвітній конкурс Google Lunar X PRIZE зі створення невеликого місяцехода, в якому беруть участь кілька команд з різних країн, у тому числі російська Селенохід. Є плани з організації космічного туризму з польотами навколо Місяця на російських кораблях - спочатку на модернізованих «Союзах», а потім на перспективних універсальних, що розробляються, Перспективна пілотована транспортна система.

> > Дослідження Місяця

|

Розгляньте наукові космічні дослідження Місяця– супутника Землі: перший політ на Місяць та перша людина, опис досліджень апаратами з фото, важливі дати.

Місяць розташований до Землі найближче, тому став головним об'єктом космічного вивчення та однією з цілей гонки США та СРСР. Перші апарати запустили у 1950-х роках. і то були примітивні механізми. Але техніка не стояла на місці, що призвело до першого кроку Ніла Армстронга місячною поверхнею.

У 1959 році до супутника відправили радянський апарат Місяць-1, що пролетів повз на віддаленості 3725 км. Ця місія є важливою, оскільки показала, що земний сусід позбавлений магнітного поля.

Перша посадка на Місяць

У тому ж році відправили Місяць-2, який приземлився на поверхню та зафіксував кілька кратерів. Перші розмиті фото Місяця прибули із третьою місією. 1962 року примчав перший американський зонд – Ренджер-4. Але то був смертник. Вчені спеціально направили його до поверхні, щоб отримати більше даних.

Ренджер-7 вирушив за 2 роки і перед загибеллю передав 4000 знімків. У 1966 році Місяць-9 безпечно приземлився на поверхні. Наукові інструменти не лише надіслали якісніші знімки, а й вивчили особливості чужого світу.

Успішними американськими місіями стали Surveyor (1966-1968), які досліджували ґрунт та ландшафт. Також у 1966-1967 pp. були відправлені американські зонди, що закріпилися на орбіті. Так удалося зафіксувати 99% поверхні. То справді був період дослідження Місяця космічними апаратами. Отримавши достатню базу даних, настав час відправляти першу особу на Місяць.

Людина на місяць

20 липня 1969 до супутника прибули перші люди - Ніл Армстронг і Базз Олдрін, після чого почалося дослідження Місяця американцями. Місія Аполлон-11 приземлилася у Морі Спокою. Пізніше прилетить місячний ровер, який дозволить швидше пересуватися. До 1972 року встигло прибувати 5 місій та 12 осіб. Прихильники теорії змови досі намагаються зрозуміти, чи були американці на Місяці, надаючи останні дослідження та уважно розглядаючи відео. Поки що точного спростування польоту немає, тож розглядатимемо перший крок Ніла Армстронга як прорив у космічних дослідженнях.

Цей прорив дозволив зосередитись на інших об'єктах. Але 1994 року НАСА повернулися до місячної теми. Місія Клементіна зуміла відобразити поверхневий шар у різних довжинах хвиль. З 1999 року Місячний Розвідник займався пошуком льоду.

Сьогодні інтерес до небесного тіла повертається та готуються нові космічні дослідження Місяця. Окрім Америки на супутник дивляться Індія, Китай, Японія та Росія. Вже йдуть розмови про колонії, і люди зможуть повернутися на земний супутник у 2020-х роках. Нижче можна розглянути перелік космічних апаратів, спрямованих на Місяць, та знаменні дати.

Знаменні дати:

• 1609– Томас Харріот став першим, хто направив телескоп у небо та відобразив Місяць. Пізніше він створить перші карти;
• 1610 р.- Галілей випускає публікацію спостережень за супутником (Зоряний Вісник);
• 1959-1976 р.р.– Місячна програма США із 17 роботизованих місій досягла поверхні та тричі повернула зразки;
• 1961-1968 рр.– Американські запуски готують ґрунт для запуску перших людей на Місяць у рамках програми Аполлон;
• 1969 р.- Ніл Армстронг став першою людиною, що ступила на місячну поверхню;
• 1994-1999 р.– Клементина та Місячний розвідник передають дані про можливість наявності водяного льоду на полюсах;
• 2003 р.- SMART-1 від ЕКА видобуває дані про основні місячних хімічних компонентів;
• 2007-2008 рр.– Японський апарат Кагуя та китайський Шаньє-1 запускають однорічні орбітальні місії. За ними піде індійський Шандраян-1;
• 2008 р.- Формується Місячний науковий інститут НАСА, щоб очолювати всі місії з місячної розвідки;
• 2009 р.– LRO та LCROSS від НАСА стартують разом, щоб наново освоїти супутник. У жовтні другий апарат розташували над затіненою стороною біля південного полюса, що допомогло знайти водяну кригу;
• 2011 р.– Відправлення корабля CRAIL для відображення внутрішньої місячної частини (від кори до ядра). НАСА запускає ARTEMIS, сконцентрований на поверхневому складі;
• 2013 р.– Апарат LADEE від НАСА відправляється для збору відомостей про структуру та склад тонкого місячного атмосферного шару. Місія закінчилася у квітні 2014-го;
• 14 грудня 2013 р.– Китай став третьою країною, яка опустила апарат на поверхню супутника – Юту;

Ще до початку космічної ери люди мріяли про польоти на Місяць та планети Сонячної системи. Багато вчених створювали проекти космічних кораблів, художники малювали уявні картини висадки перших людей на Місяць, письменники-фантасти пропонували у своїх романах різні способи досягнення заповітної мети. Але ніхто не міг всерйоз припустити, що люди справді вирушать на Місяць на ранній стадії освоєння космосу. А це сталося... Але про все гаразд.

ПЕРШІ ПОЛЬОТИ ДО МІСЯЦЯ.

2 січня 1959 року в Радянському союзі було здійснено пуск ракети-носія «Схід-Л», яка вивела на траєкторію польоту до Місяця АМС «Місяць-1». Станція також мала назви Місяць-1Dі, як її прозвали журналісти, «Мрія»(Фактично, це четверта спроба пуску до Місяця, три попередні: Місяць-1A- 23 вересня 1958 р., Місяць-1B- 11 жовтня 1958р., Місяць-1C- 4 грудня 1958р. закінчилися невдачею через аварію ракети-носія). «Місяць-1»пройшла на відстані 6000 кілометрів від поверхні Місяця та вийшла на геліоцентричну орбіту. Незважаючи на те, що станція до Місяця не потрапила, АМС «Місяць-1»стала першим у світі космічним апаратом, що досяг другої космічної швидкості, подолав тяжіння Землі і став штучним супутником Сонця. Спеціальний пристрій, встановлений на останньому щаблі ракети-носія, викинув на висоті близько 100 тис. км натрієву хмару. Ця штучна комета було видно із Землі.

12 вересня 1959 року до супутника нашої планети стартувала автоматична станція «Місяць-2» («Місячник-2») . Вона досягла Місяця і доставила її поверхню вимпел із зображенням герба СРСР. Вперше було прокладено трасу Земля - ​​Місяць, вперше було порушено споконвічний спокій іншого небесного тіла. , являла собою сферу з алюмінієво-магнієвого сплаву діаметром 1,2 м. На ній були встановлені три найпростіші прилади (магнітометр, лічильники сцинтиляційних і лічильники Гейгера, детектори мікрометеоритів), два з яких закріплювалися на виносних штангах. Апарат вагою 390 кг протягом усього свого швидкого польоту до Місяця був прикріплений до верхнього ступеня ракети-носія, він встромився в поверхню Місяця зі швидкістю понад 3 км/с. Радіозв'язок з ним обірвався в районі краю Моря Імбріум неподалік кратера Архімед.

Зліва та в центрі:Першим космічним апаратом, що впав на поверхню Місяця, став радянський «Місяць-2», приєднаний до останнього ступеня ракети-носія. Це сталося 13 вересня 1959 року.
Праворуч:«Місяць-3», на рахунку якого ще один тріумф СРСР – перші у світі знімки зворотного боку Місяця.

Наступний тріумф дістався «Місяці-3», запущеною менше ніж за місяць. Цей апарат вагою 278 кг мав довжину 1,3 м та діаметр 1,2 м. На його корпусі впершев історії радянської космонавтики встановили сонячні батареї. Також впершеавтоматичний космічний апарат був обладнаний системою орієнтації До неї входили оптичні датчики, які "бачили" Сонце та Місяць, і мікродвигуни орієнтації, що підтримували станцію в строго визначеному положенні, коли об'єктив фототелевізійного пристрою прямував на . Головним приладом була фототелевізійна камера, яка передає окремі кадри, яка увімкнулась 7 жовтня на відстані 65 000 км від Місяця. Протягом 40 хвилин було знято 29 кадрів (за деякими даними, на Землі задовільно вдалося прийняти лише 17), на яких переважно були зображення зворотного боку Місяця, якого досі не бачив ніхто . Процес роботи камери полягав у тому, що 35-міліметрова плівка виявлялася, фіксувалася і сушилася прямо на борту, а потім просвічувалася світловим променем і перетворювалася на аналогове телевізійне зображення роздільною здатністю 1000 рядків, яке і передавалося на Землю.

Людство вперше в історії побачило близько 70 відсотків зворотного боку Місяця. Звичайно, в порівнянні з сучасними методами передачі зображень, якість сигналу була поганою, високі рівні шумів. Але незважаючи на це, політ «Місяця-3»був визначним досягненням, що знаменує цілий етап космічної ери.

В результаті перших польотів до Місяця було встановлено, що у нього відсутні магнітне поле і пояси радіації. Вимірювання загального потоку космічного випромінювання, проведені на траєкторії польотів та поблизу Місяця, дали нові відомості про космічні промені та частинки, про мікрометеори у відкритому космічному просторі.

Наступним значним досягненням стали знімки Місяця зблизька . 31 липня 1964 року апарат «Рейнджер 7» вагою 366 кг встромився в поверхню Моря Хмар зі швидкістю 9316 км/год після того, як передав на Землю 4316 кадрів. На останньому знімку було видно плямисту поверхню, усіяну сотнями дрібних кратерів. Якість зображення у тисячі разів перевершувала зображення з найкращих земних телескопів. Слідом за «Рейнджером 7» відбулися такі ж успішні польоти «Рейнджерів» 8 та 9 . Апарати «Рейнджер»були побудовані на такій же, як у «Маринера 2» , основі, над якою височіла схожа на вежу конусоподібна надбудова заввишки 1,5 м. У її краю містилася телевізійна система з шести камер загальною вагою 173 кг. Отримані за допомогою телевізійних трубок, що передають, зображення безпосередньо транслювалися на Землю.

«Рейнджер 7», «Луна-9» (модель) та «Сервеєр 1»

Перша м'яка посадка на Місяць була здійснена радянською «Місяць-9», Хоча строго кажучи, її не можна назвати м'якою. капсула «Місяця-9», що спускається, вагою 100 кг, усередині якої встановили телекамеру вагою 1,5 кг, була зістикована з останнім щаблем основного апарату протягом усього польоту до Місяця. На підльоті до поверхні вмикався гальмівний двигун тягою 4600 кг, знижуючи швидкість спуску. На висоті 5 метрів над поверхнею капсула відстрілювалася від основного апарату, здійснюючи посадку з вертикальною швидкістю 22 км/год. Коли капсула зупинила свій рух по поверхні Місяця, корпус її розкрився подібно до чотирьох пелюсток квітки, і телекамера почала зйомку місячної поверхні. Швидкість її була порівнянна зі швидкістю передачі зображень сучасними факсимільними апаратами. Камера оберталася, роблячи один оберт за 1 годину 40 хвилин, знімаючи кругову панораму з роздільною здатністю 6000 рядків і дальністю перспективи в 1,5 км. На покритій пилом поверхні Місяця лежало безліч дрібних каменів різного розміру. Це доводило, що місячний пил, принаймні, в Океані Бур не утворює глибокого шару. Таким чином, «Місяць-9» передала на Землю перші панорамні знімки місячної поверхні .

Першою по-справжньому м'якою посадкою стало лунання американського. «Сервеєра 1» у червні 1966 року з використанням посадкового двигуна. Всього в різних районах Місяця здійснили м'яку посадку. «Сервеєрів» . Вони передали на Землю цінні знімки, які допомогли керівництву програми «Аполлон»вибрати місця для висадки пілотованих апаратів, що спускаються. Їхні дані були доповнені в ході напрочуд вдалих польотів «Місячних орбітальних апаратів» . Але СРСР хотів бути першим і на місячній орбіті, тому 31 березня 1966 була запущена «Місяць-10» .

«Місяць-10» стала першим у світі штучним супутником Місяця. Вперше отримано дані про загальний хімічний склад Місяця за характером гамма-випромінювання його поверхні. Було зроблено 460 витків навколо Місяця. Зв'язок із апаратом припинився 30 травня 1966 року.

Сорок років тому – 20 липня 1969 року – людина вперше ступила на поверхню Місяця. Корабель НАСА "Аполлон-11" з екіпажем з трьох астронавтів (командир Нейл Армстронг, пілот місячного модуля Едвін Олдрін і пілот командного модуля Майкл Коллінз) став першим, хто досяг Місяця, у космічній гонці СРСР та США.

Не будучи самосвітленим, Місяць видно тільки в тій частині, куди падають сонячні промені, або безпосередньо, або відбиті Землею. Цим пояснюються фази Місяця.

Щомісяця Місяць, рухаючись орбітою, проходить приблизно між Сонцем і Землею і звернена до Землі своєю темною стороною, у цей час відбувається молодик. Через один - два дні після цього на західній частині неба з'являється вузький яскравий серп "молодого" місяця.

Решта місячного диска буває в цей час слабо освітлена Землею, поверненою до Місяця своєю денною півкулею; це слабке світіння Місяця - так зване попелясте світло Місяця. Через 7 діб Місяць відходить від Сонця на 90 градусів; настає перша чверть місячного циклу, коли освітлена рівно половина диска Місяця і термінатор, тобто лінія розділу світлої та темної сторони, стає прямою - діаметром місячного диска. У наступні дні термінатор стає опуклим, вид Місяця наближається до світлого кола і через 14-15 діб настає повний місяць. Потім західний край Місяця починає ущерблятися; на 22-ту добу спостерігається остання чверть, коли Місяць знову видно півколом, але цього разу оберненим опуклістю на схід. Кутова відстань Місяця від Сонця зменшується, вона знову стає серпом, що звужується, і через 29,5 діб знову настає молодик.

Точки перетину орбіти з екліптикою, називаються висхідним і низхідним вузлами, мають нерівномірний задній рух і здійснюють повний оборот за екліптикою за 6794 діб (близько 18,6 року), внаслідок чого Місяць повертається до одного й того ж вузла через інтервал часу - так званий місяць, - коротший, ніж сидеричний і середньому дорівнює 27,21222 діб; з цим місяцем пов'язана періодичність сонячних та місячних затемнень.

Візуальна зоряна величина (захід освітленості, створюваної небесним світилом) повного Місяця на середній відстані дорівнює - 12,7; вона посилає у повний місяць на Землю в 465 000 разів менше світла, ніж Сонце.

Залежно від того, в якій фазі знаходиться Місяць, кількість світла зменшується набагато швидше, ніж площа освітленої частини Місяця, таким чином, коли Місяць знаходиться в чверті і ми бачимо половину її диска світлою, вона посилає на Землю не 50%, а лише 8 % світла від повного Місяця.

Показник кольору місячного світла дорівнює +1,2, тобто він помітно червоніший за сонячний.

Місяць обертається щодо Сонця з періодом, що дорівнює синодичному місяцю, тому день на Місяці триває майже 15 діб і стільки ж триває ніч.

Не будучи захищена атмосферою, поверхня Місяць нагрівається вдень до +110 ° С, а вночі остигає до -120 ° С, проте, як показали радіоспостереження, ці величезні коливання температури проникають вглиб лише на кілька дм внаслідок надзвичайно слабкої теплопровідності поверхневих шарів. З тієї ж причини і під час повних місячних затемнень нагріта поверхня швидко охолоджується, хоча деякі місця довше зберігають тепло, ймовірно, через велику теплоємність (так звані гарячі плями).

Рельєф Місяця

Навіть неозброєним оком на Місяця видно неправильні темні протяжні плями, які були прийняті за моря: назва збереглася, хоча й було встановлено, що ці утворення нічого спільного із земними морями не мають. Телескопічні спостереження, яким започаткував у 1610 році Галілео Галілей (Galileo Galilei), дозволили виявити гористу будову поверхні Місяця.

З'ясувалося, що моря - це рівнини темнішого відтінку, ніж інші області, іноді називають континентальними (або материковими), рясні горами, більшість яких має кільцеподібну форму (кратери).

За багаторічними спостереженнями було складено докладні карти Місяця. Перші такі карти видав у 1647 році Ян Гевелій (нім. Johannes Hevel, польськ. Jan Heweliusz) у м. Данцигу (сучасний - Гданськ, Польща). Зберігши термін «моря», він надав назви також і найголовнішим місячним хребтам - за аналогічними земними утвореннями: Апенніни, Кавказ, Альпи.

Джованні Річчолі (Giovanni Batista Riccioli) з м. Феррари (Італія) в 1651 році дав широким темним низовинам фантастичні назви: Океан Бур, Море Криз, Море Спокою, Море Дощів і так далі, менші примикаючі до морів , Затока Веселки, а невеликі неправильні плями - болотами, наприклад Болото Гнилі. Окремі гори, переважно кільцеподібні, він назвав іменами видатних учених: Коперник, Кеплер, Тихо Браге та інші.

Ці назви збереглися на місячних картах і досі, причому додано багато нових імен видатних людей, вчених пізнішого часу. На картах зворотного боку Місяця, складених за спостереженнями, виконаними з космічних зондів та штучних супутників Місяця, з'явилися імена Костянтина Едуардовича Ціолковського, Сергія Павловича Корольова, Юрія Олексійовича Гагаріна та інших. Детальні та точні карти Місяця були складені за телескопічними спостереженнями у 19 столітті німецькими астрономами Йоганном Медлером (Johann Heinrich Madler), Йоганном Шмідтом (Johann Schmidt) та іншими.

Карти складалися в ортографічній проекції для середньої фази лібрації, тобто приблизно такими, як Місяць видно з Землі.

Наприкінці 19 століття почалися фотографічні спостереження Місяця. У 1896–1910 великий атлас Місяця був виданий французькими астрономами Морісом Леві (Morris Loewy) та П'єром Пьюзе (Pierre Henri Puiseux) за фотографіями, отриманими на Паризькій обсерваторії; пізніше фотографічний альбом Місяця був виданий Лікською обсерваторією в США, а в середині 20 століття голландський астроном Джерард Койпер (Gerard Copier) склав кілька детальних атласів фотографій Місяця, отриманих на телескопах великих астрономічних обсерваторій. За допомогою сучасних телескопів на Місяця можна помітити кратери розміром близько 0,7 кілометрів та тріщини завширшки у перші сотні метрів.

Кратери на місячній поверхні мають різний відносний вік: від стародавніх, ледь помітних, сильно перероблених утворень до дуже чітких в контурах молодих кратерів, іноді оточених світлими променями. При цьому молоді кратери перекривають давніші. В одних випадках кратери врізані в поверхню місячних морів, а в інших – гірські породи морів перекривають кратери. Тектонічні розриви то розтинають кратери та моря, то самі перекриваються молодшими утвореннями. Абсолютний вік місячних утворень відомий поки лише у кількох точках.

Вченим вдалося встановити, що вік наймолодших великих кратерів становить десятки і сотні млн. років, а переважна більшість великих кратерів виникла в «доморської» період, тобто. 3-4 мільярди років тому.

У освіті форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що незабаром після її утворення надра були розігріті радіоактивним теплом і значною мірою розплавлені, що призвело до інтенсивного вулканізму на поверхні. В результаті утворилися гігантські лавові поля та кілька вулканічних кратерів, а також численні тріщини, уступи та інше. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах випадала величезна кількість метеоритів та астероїдів - залишків протопланетної хмари, під час вибухів яких виникали кратери - від мікроскопічних лунок до кільцевих структур діаметром від кількох десятків метрів до сотень км. Через відсутність атмосфери та гідросфери значна частина цих кратерів збереглася до наших днів.

Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканізм також здебільшого припинився, оскільки Місяць витратив багато теплової енергії, а радіоактивні елементи були винесені до зовнішніх шарів Місяця. Про залишковий вулканізм свідчать закінчення вуглецевмісних газів у місячних кратерах, спектрограми яких були вперше отримані радянським астрономом Миколою Олександровичем Козирєвим.

Вивчення властивостей Місяця та його навколишнього середовища почалося у 1966 році – було запущено станцію «Місяць-9», що передала на Землю панорамні знімки поверхні Місяця.

Дослідженнями навколомісячного простору займалися станції «Місяць-10» та «Місяць-11» (1966 рік). «Місяць-10» стала першим штучним супутником Місяця.

У цей час у США також розроблялася програма вивчення Місяця, що отримала назву "Аполлон" (The Apollo Program). Саме американські астронавти першими ступили на поверхню планети. 21 липня 1969 року в рамках місячної експедиції корабля «Аполлон 11» Ніл Армстронг (Neil Alden Armstrong) та його напарник Едвін Олдрін (Edwin Eugene Aldrin) провели на Місяці 2,5 години.

Подальшим етапом у дослідженнях Місяця стало відправлення на планету радіокерованих самохідних апаратів. У листопаді 1970 року на Місяць було доставлено «Місячник-1», який за 11 місячних днів (або 10,5 місяців) пройшов відстань 10 540 м і передав велику кількість панорам, окремих фотографій поверхні Місяця та іншу наукову інформацію. Встановлений на ньому французький відбивач дозволив за допомогою лазерного променя виміряти відстань до Місяця з точністю до метрів.

У лютому 1972 року станція «Місяць-20» доставила на Землю зразки місячного ґрунту, вперше взяті у важкодоступному районі Місяця.

У лютому того ж року було здійснено останній пілотований політ на Місяць. Політ здійснив екіпаж корабля "Аполлон-17". Загалом на Місяці побувало 12 людей.

У січні 1973 року «Луна-21» доставила в кратер Лемоньє (Море Ясності) «Місячник-2» для комплексного дослідження перехідної зони між морським та материковим районами. «Місячник-2» працював 5 місячних днів (4 місяці), пройшов відстань близько 37 кілометрів.

Торішнього серпня 1976 року станція «Луна-24» доставила Землю зразки місячного грунту з глибини 120 сантиметрів (зразки було отримано шляхом буріння).

Відтоді вивчення природного супутника Землі мало велося.

Лише через два десятки років, у 1990 році, свій штучний супутник «Хітен» (Hiten) послала до Місяця Японія, що стала третьою «місячною державою». Потім було ще два американські супутники - «Клементина» (Clementine, 1994) і «Місячний розвідник» (Lunar Prospector, 1998). На цьому польоти до Місяця були припинені.

27 вересня 2003 року Європейське космічне агентство з космодрому Куру (Гвіана, Африка) запустило зонд SMART-1. 3 вересня 2006 року зонд завершив свою місію і здійснив пілотоване падіння на поверхню Місяця. За три роки роботи апарат передав на Землю багато інформації про місячну поверхню, а також провів картографію Місяця з високою роздільною здатністю.

В даний час вивчення Місяця отримало новий старт. Програми освоєння земного супутника діють у Росії, США, Японії, Китаї, Індії.

За заявою керівника Федерального космічного агентства (Роскосмос) Анатолія Пермінова, концепція розвитку російської пілотованої космонавтики передбачає програму освоєння Місяця у 2025-2030 роках.

Правові питання освоєння Місяця

Правові питання освоєння Місяця регулює "Договір про космос" (повна назва "Договір про принципи діяльності держав з дослідження та використання космічного простору, включаючи Місяць та інші небесні тіла"). Він був підписаний 27 січня 1967 року в Москві, Вашингтоні та Лондоні державами-депозитаріями - СРСР, США та Великобританією. Того ж дня почалося приєднання до договору інших держав.

Відповідно до нього дослідження та використання космічного простору, включаючи Місяць та інші небесні тіла, здійснюються на благо та в інтересах усіх країн, незалежно від ступеня їх економічного та наукового розвитку, а космос та небесні тіла відкриті для всіх держав без будь-якої дискримінації на основі рівності .

Місяць, відповідно до положень «Договору про космос», повинен використовуватися «виключно в мирних цілях», на ньому виключається будь-яка діяльність військового характеру. Перелік видів діяльності, заборонених на Місяці, наведений у статті IV Договору, включає розміщення ядерної зброї або будь-яких інших видів зброї масового знищення, створення військових баз, споруд та укріплень, випробування будь-яких видів зброї та проведення військових маневрів.

Приватна власність на Місяці

Продаж ділянок території природного супутника Землі розпочався 1980 року, коли американець Денис Хоуп виявив каліфорнійський закон від 1862 року, за яким нічия власність переходила у володіння того, хто першим пред'явив претензії на неї.

У підписаному 1967 році «Договорі про космос» було прописано, що «космічний простір, включаючи Місяць та інші небесні тіла, не підлягає національному присвоєнню», але пункту про те, що космічний об'єкт не може бути приватизований приватно, не було, що і дозволило Хоуп оформити право власності на Місяцьі всі планети Сонячної системи, крім Землі.

Хоуп відкрив у США Місячне посольство та організував оптово-роздрібну торгівлю місячною поверхнею. Він успішно веде свій «місячний» бізнес, продаючи ділянки на Місяці охочим.

Щоб стати громадянином Місяця, треба придбати собі ділянку, отримати нотаріально завірене свідоцтво про право власності, місячну карту з позначенням ділянки, її опис і навіть «Місячний білль про конституційні права». Оформити місячне громадянство можна за окремі гроші, придбавши місячний паспорт.

Право власності реєструється у Місячному посольстві у Ріо-Віста, Каліфорнія, США. Процес оформлення та отримання документів займає від двох до чотирьох днів.

На даний момент містер Хоуп займається створенням Місячної республіки та просуванням її в ООН. У республіки, яка ще не відбулася, є своє національне свято - день місячної незалежності, який відзначається 22 листопада.

В даний час стандартна ділянка на Місяці має площу 1 акра (трохи більше 40 соток). З 1980 року продано близько 1.300 тисяч ділянок з приблизно 5 мільйонів, що були «нарізані» на карті освітленого боку Місяця.

Відомо, що серед власників місячних ділянок - американські президенти Рональд Рейган та Джиммі Картер, члени шести королівських родин і близько 500 мільйонерів, в основному з голлівудських зірок - Том Хенкс, Ніколь Кідман, Том Круз, Джон Траволта, Харрісон Форд, Джордж Лукас, Мік Джаггер, Клінт Іствуд, Арнольд Шварценеггер, Денніс Хоппер та інші.

Місячні представництва відкрилися в Росії, Україні, Молдові, Білорусії, і власниками місячних земель стали понад 10 тисяч жителів СНД. Серед них Олег Басилашвілі, Семен Альтов, Олександр Розенбаум, Юрій Шевчук, Олег Гаркуша, Юрій Стоянов, Ілля Олійников, Ілля Лагутенко та космонавт Віктор Афанасьєв та інші відомі діячі.

Матеріал підготовлений на основі інформації РІА Новини та відкритих джерел

Від запуску першого супутника Землі до початку дослідження Місяця космічними апаратами пройшов термін менше півтора року. І в цьому немає нічого дивного, тому що Місяць є найближчим до Землі об'єктом і дуже незвичайним для Сонячної системи об'єктом: співвідношення мас Земля/Місяць перевершує всі інші супутники планет і становить 81/1 – найближчий таким показником є ​​лише 4226/1 у зв'язки Сатурн /Титан.

За рахунок того, що вулканічна активність на Місяці швидко зійшла нанівець (через її відносно малу масу) її поверхня є дуже давньою і оцінюється майже в 4,5 млрд років, а відсутність атмосфери призводить до накопичення на поверхні метеоритів вік і склад яких може досягати і навіть перевищувати вік Сонячної системи. Все це, крім самої близькості до нас Місяця, викликало активний науковий інтерес у людей і бажання його дослідити: загальна кількість космічних апаратів відправлених для її дослідження (включаючи місії, що не вдалися) вже перевалює за 90 штук. І саме про все їхнє розмаїтість і піде сьогодні мова.

Перші кроки

Обговорення невдачі станції «Луна-8» з книги «Королів: факти та міфи» Я. К. Голованова - журналіста, який мало не став космонавтом:

Перший штучний супутник Землі (ліворуч) та станція Місяць-1 (праворуч)

Та ж куляста форма, ті ж чотири антени… але насправді між цими двома супутниками було мало спільного: Супутник-1 мав лише радіопередавач, тоді як на Місяці-1 вже було встановлено кілька наукових приладів. За допомогою них вперше було встановлено, що Місяць не має магнітного поля і вперше було зафіксовано сонячний вітер. Також в ході її польоту було проведено експеримент зі створення штучної комети: на відстані близько 120 тис. км від Землі зі станції було випущено хмару парів натрію вагою близько 1 кг, яка фіксувалася як об'єкт 6-ї зіркової величини.

Станція Місяць-1 у зборі з блоком «Е» - третім щаблем ракета-носія «Схід-Л», за допомогою якого також були виведені станції Місяць-2 та Місяць-3.

Фільм, присвячений станції Луна-1

Спочатку Місяць-1 передбачалося розбити про його поверхню, проте в ході підготовки польоту не було враховано запізнення сигналу від ЦУПа до апарату (тоді застосовувалося радіокомандне управління з землі) і двигуни, що спрацювали трохи пізніше за необхідне, призвели до промаху в 6 тис. км - що ж, «rocket science» ніколи не була простою справою.

3 березня 1959 року за такою ж пролітною траєкторією з набором другої космічної швидкості було відправлено американський апарат Піонер-4. Його метою було вивчення Місяця з пролітної траєкторії, але промах у цілих 60 тис. км призвів до того, що фотоелектричний датчик не зміг зафіксувати Місяць і провести його фотографування не вийшло, проте лічильник Гейгера встановив, що місячні околиці не відрізняються рівнем радіації від міжпланетного середовища.

Складання апарату Піонер-3 - повного аналога Піонера-4

12 вересня 1959 року було здійснено запуск станції Луна-2. Для неї окрім попадання до Місяця було поставлено додаткове завдання – доставити на Місяць вимпел СРСР. На той час ще були готові системи орієнтації і корекції орбіти, тому удар передбачався серйозним - зі швидкістю понад 3 км/с. Розробники апарату пішли на дві технічні хитрості: 1) вимпели розміщувалися на поверхні двох куль діаметром близько 10 і 15 см:

При «торканні» Місяця заряд вибухівки всередині цих куль детонував, що дозволяло частині вимпелів погасити швидкість щодо Місяця.

2) Інше рішення передбачало використання алюмінієвої стрічки довжиною 25 см, на якій були нанесені написи. Сама стрічка поміщалася в міцний корпус заповнений рідиною з щільністю як у стрічки, а цей корпус у свою чергу поміщався в менш міцний. У момент удару зовнішній корпус змінювався та гасив енергію удару. Рідина служила додатковим амортизатором і дозволяла бути впевненими у збереженні стрічки. Вся ця конструкція розміщувалася на третьому ступені ракети, що виводила станцію на траєкторію відльоту до Місяця. Факт попадання в Місяць станції та останнього ступеня був зафіксований, але про те, як добре збереглися вимпели - нічого не відомо. Можливо, у майбутньому експедиція істориків космонавтики зможе відповісти на це питання.

До 7 жовтня 1959 року були отримані перші знімки зворотного боку Місяця за допомогою станції Місяць-3, що стартувала 4 жовтня, як і всі інші місії програми «Місяць» з Байконура. Вона важила 287 кілограмів і на ній вже була встановлена ​​повноцінна система орієнтації по Сонцю та Місяцю, яка забезпечує точність 0,5 градуса при зйомці. Станція вперше використала гравітаційний маневр:

Траєкторія польоту станції Місяць-3 - ця траєкторія була розрахована при керівництві Келдиша для того, щоб забезпечити проліт станції над територією СРСР, коли вона повертатиметься до Землі. Наступний гравітаційний маневр виконає лише Марінер-10, пролітаючи поблизу Венери 5 лютого 1974 року.

Цікавий був спосіб за допомогою якого здійснювалася зйомка: спочатку знімки робилися за допомогою фотоапаратури, потім плівка виявлялася і оцифровувалась за допомогою камери променя, що біжить, після чого вже передавалася на Землю. Щоб уникнути ризику виходу апарату з ладу до повернення до Землі (політ до Місяця і назад займав більше тижня) було передбачено два режими зв'язку: повільний (коли апарат знаходився у Місяця, далеко від станції, що приймає) і швидкий (для зв'язку в моменти коли апарат пролітав над СРСР). Рішення дублювати системи зв'язку виявилося абсолютно правильним - станція змогла передати лише 17 зі зроблених нею 29 знімків, після чого зв'язок із нею перервався і відновити її вже не вдалося.

Перша у світі фотографія зворотного боку Місяця. Фотографія була посередньої якості через перешкоди при передачі сигналу. Але наступні фотографії були вже набагато кращими:

У результаті за допомогою цих 17 знімків вдалося побудувати докладну карту:

Фотографії видимого боку Місяця у високій роздільній здатності були отримані Рейнджером-7 запущеним 28 липня 1964. Оскільки це було єдиною метою даного апарату, для неї на борту було встановлено цілих 6 телевізійних камер, які за останні 17 хвилин польоту перед зіткненням встигли передати 4300 .

Процес наближення до Місяця (відео прискорено)

Зйомка велася аж до зіткнення, але через високу швидкість станції щодо Місяця останнє зображення було зроблено з висоти приблизно 488 метрів і було передано не до кінця:

З такою ж метою були запущені Рейнджер-8 і Рейнджер-9 (17 лютого і 21 березня 1965 відповідно).

Більш якісні знімки зворотного боку Місяця було отримано станцією Зонд-3, запущеною 18 липня 1965 року. Спочатку ця станція готувалася разом із Зондом-2 для польоту до Марса, але через проблеми стартове вікно було втрачено і Зонд-3 вирушив в обліт Місяця. Для тестування нової системи зв'язку фотографії отримані станцією передавалися Землю кілька разів.

Фотографія отримана Зондом-3

М'яка посадка та доставка ґрунту

Через те, що про поверхню Місяця не було нічого відомо, процес посадки був досить хитромудрим:

Складність системи посадки не пройшла безслідно: від станції, що сідає, в 1,5 тонни залишалася АЛС всього в 100 кг вагою, яка на поверхні виглядала приблизно так:

Так як освітленість на Місяці змінюється вкрай повільно (Місяць щодо Сонця повертається всього на 1 ° за 2 години) було вирішено використовувати оптико-механічну систему зйомки, яка була набагато надійніша, легша і споживала менше енергії. Її повільна швидкість роботи виявлялася навіть позитивним чинником - передачі даних було досить повільного каналу зв'язку, так АЛС могла обійтися ненаправленими антенами.

Перша фотографія місячної поверхні являла собою кругову панораму з роздільною здатністю 500 на 6000 пікселів для зйомки однієї фотографії потрібно 100 хвилин. Телевізійна камера мала кут зору 29° по вертикалі, на додаток до чого конструкцією апарату було передбачено його нахилення на 16° щодо вертикалі місцевості - для того, щоб можна вона могла захопити і далеку панораму, і мікрорельєф, що прилягає до поверхні:

На кліку повна панорама Місяця. Додаткові фотографії пристрою станції можна побачити, а сама камера, що веде зйомку, виглядала так:

В даний момент ентузіасти з NASA збираються шукати перелітний блок і залишки надувного амортизатора станції за допомогою фотографій LRO (сам апарат занадто малий для того, щоб його можна помітити - на знімках LRO він повинен виглядати як 2*2 пікселя).

Американцям вдалося посадити апарат Сервеєр-1, що спускається, до 2 червня (через 4 місяці після нашої станції). На ньому було встановлено безліч датчиків:

Апарат сам здійснював посадку з перелітної траєкторії, тому на ньому були встановлені прилади для цієї мети: основний двигун (скидався на висоті 10 км), кермові двигуни та висотомір/датчик швидкості. Посадочні опори виконувалися з алюмінієвих стільників для пом'якшення удару при прилуненні. Серед цільового обладнання апаратів були телекамера, датчик для аналізу відбитого від поверхні світла (для визначення хімічного складу ґрунту) та датчики для визначення температури поверхні. Починаючи з третього апарату встановлювався також пробовідбірник, яким робилися траншеї для визначення властивостей грунту. З 7 відправлених на Місяць Сервейєрів до лютого 1968 року двоє розбилися в процесі гальмування у Місяця, а 5 інших сіли і виконали свої завдання дослідження Місяця.

31 березня 1966 року було запущено станцію Місяць-10, яка до 3 квітня вперше в історії вийшла на орбіту нашого супутника. Вона мала гамма-спектрометр, магнітометр, детектор метеоритів, прилад для дослідження сонячного вітру та інфрачервоного випромінювання Місяця. Також проводилися дослідження гравітаційних аномалій Місяця (масконів). Загальна тривалість місії становила близько 3 місяців. З тією ж метою були запущені станції Місяць-11 та Місяць-12 (24 серпня та 22 жовтня відповідно).

Загальний вигляд станції з перелітним щаблем та її конструкція. Цей перелітний ступінь також використовувався в станціях з Місяць-4 по Місяць-9 включно.

З 10 серпня 1966 року до Місяця було відправлено п'ять апаратів серії "Лунар орбітер". Як і радянські станції, вони використовували для зйомок фотоплівку. Так як вони запускалися вже в рамках підготовки програми «Аполлон» - картографія Місяця в першу чергу включала знімки майбутніх місць посадки Місячних модулів. Час їх роботи становив менше двох тижнів, знімки мали роздільну здатність до 20 метрів і покривали 99% всієї місячної поверхні, а для 36 потенційних місць посадки були зроблені знімки з роздільною здатністю 2 метри.

Сам апарат був досить великим: за загальної ваги конструкції всього 385,6 кг розмах сонячних батарей мав 3,72 метра, а спрямована антена мала 1,32 метра в діаметрі. Фотоапаратура мала два об'єктиви для одночасних ширококутних знімків та знімків у високій роздільній здатності. Ця система розроблялася фірмою Kodak на основі систем оптичної розвідки літаків U-2 та SR-71.

Додатково вони мали детектори мікрометеоритів та радіомаяк для вимірювання гравітаційних умов поблизу Місяця (за допомогою якого також помітили маскони). Вони загрожували безпеці астронавтів, оскільки посадка без їхнього обліку за розрахунками могла призвести до відхилення в 2 км замість штатних 200 м. Кропітке дослідження орбіт апаратів дозволило виміряти вплив масконів і підвищити точність посадки - вже Аполлон-12 зміг сісти з відхиленням всього від своєї мети.

19 липня 1967 року паралельно з програмами «Сервейєр» та «Лунар орбітер» було запущено апарат Експлорер-35, який пропрацював на орбіті Місяця цілих 6 років – аж до 24 червня 1973 року. Апарат був призначений для дослідження магнітного поля, складу поверхневих шарів Місяця (за відбитим електромагнітним сигналом), реєстрації іонізуючих частинок, вимірювання характеристик мікрометеоритів (за швидкістю, напрямом та обертальним моментом) а також дослідження сонячного вітру.

Наступним радянським апаратом, спрямованим до Місяця, був Зонд-5 запущений 15 вересня 1968 року. Апарат являв собою корабель «Союз 7К-Л1» ракета-носієм «Протон», що запускався, і призначався для обльоту Місяця. Крім тестування самого корабля в нього була й наукова мета: на ньому летіли перші живі істоти, що здійснили обліт Місяця за 3 місяці до Аполлона-8 - це були дві черепахи, дрозофіли, а також кілька видів рослин. Після обльоту Місяця апарат, що спускається, приводнився у водах Індійського океану:

Крім проблем з перевантаженнями під час посадки політ пройшов нормально, отже наступний апарат Зонд-6 (запущений 10 листопада 1968 року) сідав не в морі а штатний район посадки біля СРСР. На жаль, він зазнав аварії на етапі спуску на парашутах: вони були відстрілені на висоті близько 5 км замість розрахункового моменту прямо перед торканням землі і всі біологічні об'єкти на борту (які відправляли в обліт Місяця і в цьому польоті) загинули. Проте плівка з чорно-білими та кольоровими фотографіями Місяця збереглася.

Було зроблено ще два вдалі запуски цього корабля: Зонд-7 і Зонд 8 (8 серпня 1969 і 20 жовтня 1970 відповідно) з успішними поверненнями апаратів, що спускаються.

13 липня 1969 року (за три дні до старту Аполлона-11) було запущено станцію Місяць-15, яка мала доставити зразки місячного ґрунту на Землю до того, як це мали встигнути зробити американці. Однак у процесі гальмування у Місяця з нею було втрачено зв'язок. У результаті першою автоматичною станцією місячного ґрунту, що доставила зразки, став Місяць-16 запущений 12 вересня 1970 року:

20 вересня посадковий апарат вагою 1880 кілограм досягла поверхні Місяця. Зразок був отриманий за допомогою дриля, яка протягом 7 хвилин досягла 35 см глибини і забрала 101 грам місячного грунту. Потім апарат, що повертається вагою 512 кг, стартував з Місяця і вже 24 вересня зразки на 35-кілограмовому апараті, що спускається, приземлилися на території Казахстану.

Так само, з цілями доставки місячного ґрунту були відправлені станції Місяць-20 та Місяць 24 (що стартували 14 лютого 1972 та 9 серпня 1976 року, що доставили по 30 та 170 грамів ґрунту відповідно). Місяцю-24 вдалося отримати проби ґрунту з глибини 1,6 м. Невелика порція місячного ґрунту була передана NASA у грудні 1976 року. Станція Місяць-24 стала останнім на наступні 37 років апаратом, що здійснив м'яку посадку на Місяць - аж до посадки китайського «Нефритового зайця».

Місяцеходи та фінал першого етапу досліджень

За час своєї роботи він проїхав понад 10 км, передав на землю близько 25 тис. фотографій, було зроблено 537 вимірів фізико-механічних властивостей місячного ґрунту, та 25 разів – хімічних.

Пульт дистанційного керування Місяцем

8 січня 1973 року був запущений Місяць-2 який мав тугішу конструкцію. Незважаючи на поломку системи навігації, йому вдалося проїхати більше 42 км, що було рекордом для планетоходів аж до 2015 року, коли цей рекорд був побитий марсоходом «Опортьюніті». Політ Місяць-3 запланований на 1977 рік - на жаль було скасовано.

Фотографії Лунохода-3 у музеї НУО імені С. А. Лавочкіна

3 жовтня 1971 року на орбіту Місяця ракетою «Протон-К» було виведено автоматичну міжпланетну станцію Місяць-19, яка пропрацювала 388 днів. Її вага складала 5,6 тонн і вона була побудована на базі конструкції попередньої станції Місяць-17:

До складу наукової апаратури входив дозиметр, радіометрична лабораторія, магнітометр встановлений на 2-метровій штанзі, апаратура для визначення щільності метеоритної речовини, а також камери для зйомки поверхні Місяця. Однією з основних завдань апарату було вивчення масконів. Через відмову системи управління та виходу на нерозрахункову орбіту від завдання картографії Місяця вирішено було відмовитися. У ході польоту були отримані додаткові дані про магнітне поле Місяця та встановлено, що щільність метеоритних частинок поблизу Місяця не відрізняється від їх концентрації в діапазоні 0,8-1,2 а. від сонця.

29 травня 1974 року було здійснено запуск станції Луна-22 з тією ж науковою програмою, станція пропрацювала 521 день. Ці станції дозволили уточнити гравітаційні поля Місяця, та спростити посадку станціям Місяць-20 та Місяць-24 для відбору ґрунту.