результате воздействия тяготения последней превратилась в спутник Земли. Вероятность такого события весьма мала, и, кроме того, в этом случае следовало бы ожидать большего различия земных и лунных пород.
Согласно третьей гипотезе, разрабатывавшейся советским учёными — О. Ю. Шмидтом и его последователями в середине 20 века, Л. и Земля образовались одновременно путём объединения и уплотнения большого роя мелких частиц. Но Л. в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетного облака должно было разделиться с концентрацией тяжёлых элементов в Земле. В связи с этим возникло предположение, что первой начала формироваться Земля, окруженная мощной атмосферой, обогащенной относительно летучими силикатами; при последующем охлаждении вещество этой атмосферы сконденсировалось в кольцо планетезималей, из которых и образовалась Л. Последняя гипотеза на современном уровне знаний (70-е годы 20 века) представляется наиболее предпочтительной.
Новый этап исследования Луны начался с запуском к Л. первых автоматических межпланетных станций (АМС). Исследования ведутся в СССР при помощи АМС «Луна» (к сентябрю 1973 запущена 21 АМС) и «Зонд», в США выполнены программы «Рейнджер», «Лунар Орбитер», «Сервейер» и «Аполлон» (о первых 13 запусках смотри статью «Аполлон», о 14—17-м смотри в таблице при статье Космонавтика). В начале 1959 в СССР АМС «Луна-1» была впервые сообщена вторая космическая скорость и таким образом была создана первая искусственная планета. АМС «Луна-2» доставила 14 сентября 1959 на Л. вымпел с изображением Государственного герба СССР, а 7 октября 1959 АМС «Луна-3», пролетев на расстоянии около 65 000 км от Л., впервые сфотографировала около 1/3 обратной её стороны. Переданные с помощью телевидения изображения позволили составить первый атлас обратной стороны Л. 20 июля 1965 АМС «Зонд-3» доставила значительно более чёткие изображения почти всей остальной части обратной стороны Л., которая отличается от видимой почти полным отсутствием морей, за редкими исключениями (например, Море Москвы). Почти вся поверхность гориста и покрыта кратерами различных размеров. На обратной стороне Л. были обнаружены цепочки кратеров длиной до нескольких сотен километров. В результате исследований фотографий обратной стороны Л., снятых АМС «Луна-3» и «Зонд-3», в СССР был выпущен «Атлас обратной стороны Луны» с каталогом около 4000 впервые обнаруженных образований. В 1966 — 1967 по материалам этого «Атласа» и снимкам видимой с Земли поверхности Луны в СССР были составлены и опубликованы первая в мире полная карта Л. (см. рис.) и полный глобус Л.; в 1968 выпущен атлас из 7 карт экваториальной зоны видимого полушария Л.
Американская АМС «Рейнджер-7», запущенная 28 июля 1964 на Л., передала около 200 фотографий с расстояний от 1800 до 0,3 км; на снимках видно, что кратеры размерами от видимых с Земли до 1—2 м в диаметре встречаются и на кажущейся гладкой поверхности морей. АМС «Луна-9», запущенная 31 января 1966, впервые совершила 3 февраля 1966 мягкую посадку на Л. С её помощью была передана на Землю панорама окружающей местности. На поверхности мелкозернистого строения были видны отдельные камни или комья, вероятно, выброшенные при падении метеоритов или при вулканических извержениях. АМС «Луна-10», запущенная 31 марта 1966, стала 3 апреля 1966 первым искусственным спутником Луны. В июне — декабре 1966 американские и советские космические аппараты произвели исследования механических свойств грунта, определив его плотность и прочность. Самый верхний слой имеет плотность 1,1—1,2 г/см3 и выдерживает нагрузку до 1 кг/см2, но уже на глубине немногих дм плотность и прочность значительно возрастают. Американские искусственные спутники Л. серии «Лунар Орбитер» передали на Землю среднемасштабные фотографии почти всей поверхности Л. и крупномасштабные фотографии ряда отдельных участков. Измерения скорости движения этих спутников вокруг Л. позволили составить гравитационные карты Л. При этом оказалось, что в районе круглых морей залегают массы вещества повышенной плотности (масконы).
21 июля 1969 на Л. впервые высадились люди — американские космонавты Н. Армстронг и Э. Олдрин, доставленные туда космическим кораблём «Аполлон-11». При последующих запусках кораблей «Аполлон» на Л. побывало ещё 10 человек. Космонавты доставили на Землю несколько сотен кг образцов и провели на Л. ряд исследований: измерения теплового потока, магнитного поля, уровня радиации, интенсивности и состава солнечного ветра (потока частиц, приходящих от Солнца). Оказалось, что тепловой поток из недр Л. примерно втрое меньше, чем из недр Земли. В породах Л. обнаружена остаточная намагниченность, что указывает на существование у Л. в прошлом магнитного поля. На Л. были оставлены приборы, автоматически передающие информацию на Землю, в том числе сейсмометры, регистрирующие колебания в теле Л. Сейсмометры зафиксировали удары от падений метеоритов и «лунотрясения» внутреннего происхождения. По сейсмическим данным было установлено, что до глубины в несколько десятков км Л. сложена относительно лёгкой «корой», а ниже залегает более плотная «мантия». Продолжительность сейсмических колебаний на Л. (в несколько раз большая, чем на Земле), видимо, связана с сильной трещиноватостью верхней части «коры».
Одновременно проводились исследования Л. советскими АМС «Луна». В сентябре 1970 АМС «Луна-16» пробурила колонку грунта глубиной 35 см и доставила её на Землю. В ноябре 1970 АМС «Луна-17» доставила на Л. в Море Дождей Лунный самоходный аппарат «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 101/2 мес) прошёл расстояние в 10 540 м и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Л. и другую научную информацию. Установленный на нём французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Л. с точностью до долей метра. В феврале 1972 АМС «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Л. В январе 1973 АМС «Луна-21» доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал 5 лунных дней (4 месяца) , прошёл расстояние около 37 км. Переданная «Луноходом-2» панорама лунной поверхности изображена на рисунке.
Лунный грунт. Всюду, где совершали посадки космические аппараты, Л. покрыта так называемым реголитом. Это разнозернистый обломочно-пылевой слой толщиной от нескольких м до нескольких десятков м. Он возник в результате дробления, перемешивания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и микрометеоритов. Вследствие воздействия солнечного ветра реголит насыщен нейтральными газами. Среди обломков реголита найдены частицы метеоритного вещества. По радиоизотопам было установлено, что некоторые обломки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни млн. лет. Среди образцов, доставленных на Землю, встречаются породы двух типов: вулканические (лавы) и породы, возникшие за счёт раздробления и расплавления лунных образований при падениях метеоритов (стекла и брекчии). Основная масса вулканических пород сходна с земными базальтами, в них встречаются плагиоклазы, пироксены, ильменит, оливин, а также шпинель, циркон, апатит, металлическое железо, медь и другие. По-видимому, такими породами сложены все лунные моря. Кроме того, в лунном грунте встречаются обломки иных пород, сходных с земными норитами, анортозитами, дацитами, и так называемая KREEP — порода, обогащенная калием, редкоземельными элементами и фосфором. Очевидно, эти породы представляют собой обломки вещества лунных материков. «Луна-20» и «Аполлон-16», совершившие посадки на лунных материках, привезли оттуда породы типа анортозитов. Все типы пород (смотри таблицу) образовались в результате длительной эволюции расплавов в недрах Л. По ряду признаков лунные породы отличаются от земных: в них очень мало воды, мало калия, натрия и других летучих элементов, в некоторых образцах очень много титана и железа, но в целом Л. обеднена сидерофильными элементами. Возраст этих пород, определяемый по соотношениям радиоактивных элементов, равен 3—4,5 млрд. лет, что соответствует древнейшим периодам развития Земли.
Основные разновидности лунных пород*
