См. также статью "Кратеры".

Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной, поскольку она вращается вокруг своей оси со средней скоростью своего вращения по орбите вокруг Земли. Для земного наблюдателя Луна движется в восточном направлении через созвездия около плоскости эклиптики, медленно поворачиваясь против часовой стрелки вокруг своей оси, так что к Земле всегда обращена лишь одна ее сторона. Однако мы можем видеть более половины лунной поверхности, так как иногда определенная ее часть "вокруг краев" и над "полюсами" может быть видна. Эти эффекты известны под соответственными названиями либрация по широте и либрация по долготе.

Либрация по долготе достигает в максимуме ± 7°45́ и происходит потому, что орбита Луны эллиптическая, а не круговая и расстояние от нее до Земли изменяется в пределах от 360 000 км до 406 000 км. Скорость движения Луны по ее орбите тоже незначительно изменяется: она наиболее велика, когда Луна находится ближе всего к Земле, и наименее велика при наибольшем отдалении. Поскольку скорость вращения Луны вокруг ее оси не меняется, а скорость ее орбитального вращения изменяется в незначительных пределах, отдельные участки другой стороны Луны иногда становятся видимыми с Земли.

Когда Луна движется быстрее среднего, мы видим часть ее обычно невидимой поверхности у западного края лунного диска, когда Луна движется медленнее среднего, мы видим часть ее обычно невидимой поверхности у восточного края лунного диска.

Либрация по широте возникает потому, что орбита Луны наклонена под углом почти в 7° по отношению к земной орбите (к эклиптике). Когда Луна находится в высочайшей точке своей орбиты (то есть наиболее отдаленной над плоскостью земной орбиты), мы можем заглянуть под ее южный полюс и увидеть часть поверхности с другой стороны. Когда Луна находится в низшей точке своей орбиты (то есть наиболее отдаленной под плоскостью земной орбиты), мы можем заглянуть через ее северный полюс и увидеть часть поверхности с другой стороны. Либрация по широте в максимуме достигает ±6°41.

См. также статью "Небесная сфера 2".

Лунная поверхность — среда, враждебная для человека, поскольку там нет атмосферы, защищающей от частиц высоких энергий и ультрафиолетового солнечного излучения. Температура на экваторе меняется от 130 °C в середине дня до около -180 °C ночью, поэтому объекты, расположенные на поверхности у лунного экватора, подвержены гораздо большим температурным колебаниям, чем на Земле. В полярных регионах температурные колебания значительно меньше, так как Солнце стоит ниже над горизонтом, чем на экваторе. В глубине кратеров около полюсов не исключается присутствие льда, который может стать источником воды для будущих колоний землян на Луне.

Космические миссии на Луну стали возможны лишь в результате успешного сооружения многоступенчатых ракет, таких, как мощная ракета-носитель "Сатурн", которая унесла в космос астронавтов "Аполлона".

Вот перечень главных космических миссий к Луне.

В 1959 году зонд "Луна-2" рухнул в Море Спокойствия, а зонд "Луна-3" обогнул Луну и послал на Землю первые фотографии ее обратной стороны; в 1966 году аппарат "Луна — 13" совершил первую успешную мягкую посадку на Луне, а в 1970 году спускаемый аппарат "Луна-16" доставил на Землю первые образцы лунных пород.

В 1 960-х годах американские орбитальные зоны и спускаемые аппараты провели детальную фотосъемку значительной части лунной поверхности.

Состоялось несколько полетов в конце 1960-х — начале 1970-х годов; самым известным был исторический полет "Аполлона11" в 1969 году, доставившего на Луну Нейла Армстронга (а также Эдвина Олдрина и Майкла Коллинза), который стал первым человеком, ступившим на ее поверхность; [15]сейсмометры, оставленные на Луне "Аполлоном" и другими космическими аппаратами, зарегистрировали "лунотрясения", которые оказались гораздо менее мощными, чем землетрясения; кроме того, на поверхности некоторых лунных регионов с Земли наблюдались выбросы газа.

Автоматический зонд "Клементина" в 1994 году определил присутствие льда на южном полюсе Луны, а "Лунный изыскатель" в 1998 году подтвердил присутствие больших количеств льда у лунных полюсов.

См. также статью "Кратеры!".

Солнечные и лунные затмения происходят, когда Земля, Солнце и Луна находятся на одной линии. Когда Луна находится точно напротив Солнца по отношению к Земле, можно наблюдать лунное затмение, так как Луна проходит через земную тень. При полном лунном затмении Луна не исчезает совершенно, так как часть солнечных лучей преломляется в земной атмосфере и попадает в область тени. Поскольку этот эффект максимален для красной части спектра, лунный диск при полном затмении может приобрести тускло-красный или медный оттенок. Незадолго перед полным затмением или сразу же после него на крае лунного диска могут появиться яркие точки, вызванные преломлением солнечного света на краях кратеров и других выступающих элементов лунной поверхности.

См. также статьи "Кратеры!", "Солнечные затмения".

Лунное затмение не происходит каждое полнолуние. Причина заключается в том, что лунная орбита наклонена на 5° по отношению к земной. В большинстве случаев во время полнолуния Луна проходит над земной тенью или под ней. Две точки, в которых орбита Луны пересекается с плоскостью земной орбиты, называются узлами. Для того чтобы произошло солнечное или лунное затмение, Луна должна находиться в одной из этих двух точек, а сами точки должны находиться на линии, соединяющей Землю и Солнце.

Марс — ближайшая (за исключением Венеры) к Земле планета Солнечной системы. Его орбита расположена за орбитой Земли, и он совершает полный оборот вокруг Солнца каждые 1,88 года на среднем расстоянии 1,52 астрономической единицы от Солнца. Его диаметр составляет немногим более половины земного, а день на Марсе продолжается на 37 минут дольше, чем на Земле. Ось вращения Марса наклонена примерно на 25° по отношению к оси его орбиты и очень медленно изменяет свое направление. Сила тяготения на поверхности Марса составляет 0,38 земной, а скорость убегания — 5,0 км/с, что меньше половины скорости убегания на поверхности Земли.

Марс находится в противостоянии с Землей каждые 2 года и 50 дней. Благодаря характерному рыже-красному оттенку его легко различить в ночном небе, так как он постепенно движется через созвездия эклиптики. Его возвратное (ретроградное) движение в течение примерно одного месяца, когда Земля догоняет и перегоняет его незадолго до и после противостояния, можно легко проследить на фоне звезд. При наблюдении в телескоп в канун противостояния Марс виден как красноватый диск с темными пятнами и белыми полярными шапками. Размер полярных шапок на Марсе изменяется в соответствии со сменой времен года из-за наклона оси вращения планеты. Поскольку Марс имеет эллиптическую орбиту, его расстояние от Солнца изменяется в пределах от 1,38 астрономической единицы до 1,66 астрономической единицы, а расстояние от Земли в период противостояния изменяется от 0,38 астрономической единицы до 0,66 астрономической единицы. Марс лучше всего наблюдать, когда он находится в противостоянии при наименьшем расстоянии от Земли. Такое наиболее благоприятное расположение планет происходит каждые 14–15 лет в августе или сентябре.