4 октября 1959 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Восток-Л». Она вывела в космос автоматическую межпланетную станцию «Луна-3». 7 октября 1959 года аппарат «Луна-3» во время 40-минутного сеанса фотографирования заснял обратную сторону спутника Земли, не видимую с поверхности. После проявления пленки с изображениями на борту изображения были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю.
После облёта Луны станция вышла на вытянутую эллиптическую орбиту: апогей — 480 тыс. км, перигей —40 тыс. км. «Луна-3», сделав ещё 11 витков, сгорела в земной атмосфере в апреле 1960 года. Конечно, сегодня фотоснимки, полученные тогда, оставляют желать лучшего. Но, расшифровав их, астрономы получили уникальный научный материал. Например, оказалось, что на обратной стороне Луны в отличие от видимой её части мало «морей», но зато преобладают горные районы.
31 декабря 1959 года Сергей Королёв собрал сотрудников ОКБ-1 для новогоднего поздравления. Все участники запуска «Луны-3» получили от него в подарок по экземпляру только что вышедшего атласа «Первые фотографии обратной стороны Луны». А чуть позже — по бутылке вина от французского винодела, который проиграл спор о том, что никто и никогда не сможет сфотографировать обратную сторону Луны.
Мы никогда не видим обратную сторону Луны с Земли из-за того, что период вращения вокруг Земли и период вращения вокруг своей оси у спутника очень близки. Но при этом, из-за взаимодействия приливных сил со стороны нашей планеты и неоднородности распределения массы внутри самой Луны мы можем наблюдать «покачивание» нашего спутника в течение периода обращения — либрации. Благодаря этим либрациям в течение месяца мы можем охватить взглядом целых 59% Луны.
На втором и третьем фото вы можете увидеть практически аналогичные снимки Луны 1972 и 2009—2011 гг.
UPD: Либрации Луны
В каждый данный момент с Земли видна ровно половина поверхности Луны, но продолжительные наблюдения позволяют изучать почти 60% ее поверхности. Это возможно благодаря явлениям, носящим общее название либрации (качаний) Луны.
Оптические, или видимые либрации, при которых Луна в действительности никаких “колебаний” не совершает, бывают трех видов: по долготе, по широте и параллактическая.
Либрация по долготе вызывается тем, что Луна вращается вокруг оси равномерно, а ее движение по орбите согласно второму закону Кеплера вблизи перигея быстрее, а вблизи апогея — медленнее. Поэтому за четверть месяца после прохождения перигея П (рис. 57) Луна пройдет путь больше четверти всей орбиты, а вокруг оси повернется ровно на 90°. Точка а, которая ранее была в центре лунного диска, теперь будет видна уже левее центра диска (сместится к востоку).
В том же направлении сместится и точка b, которая раньше была видна на правом (западном) краю диска, и, следовательно, станет видимой часть поверхности Луны за западным краем ее диска. В апогее А будет видна та же поверхность Луны, что и в перигее, но за четверть месяца после прохождения апогея Луна пройдет меньше четверти всей орбиты, а вокруг оси снова повернется ровно на 90°, и теперь уже будет видна часть поверхности Луны за восточным краем ее диска. Период либрации по долготе равен аномалистическому месяцу, а наибольшая возможная величина ее 7° 54'.
Либрация по широте возникает от наклона оси вращения Луны к плоскости ее орбиты и сохранения направления оси в пространстве при движении Луны (рис. 58).
В результате с Земли попеременно видна то часть поверхности Луны, расположенная вокруг ее южного полюса, то, наоборот, вокруг северного полюса. Период либрации по широте равен драконическому месяцу, а ее величина достигает 6°50’.
Суточная или параллактическая либрация возникает вследствие сравнительной близости Луны к Земле. Поэтому из разных точек Земли поверхность Луны видна неодинаково. Два наблюдателя, находящиеся в двух противоположных точках земного экватора, в один и тот же момент видят несколько различные области лунной поверхности. Так, наблюдатель, для которого Луна только еще восходит, видит часть поверхности Луны за ее западным краем диска, а второй наблюдатель, для которого Луна в этот момент уже заходит, этой части поверхности Луны не видит, но зато видит часть поверхности за восточным краем диска. Параллактическая либрация составляет около 1°.
Физическая либрация, т.е. действительное “качание” Луны, происходит оттого, что большая полуось лунного эллипсоида периодически отклоняется от направления на Землю, а притяжение Земли стремится вернуть ее в это положение. Величина физической либрации очень мала — около 2".
