В 1970-х миссии Apollo 15 и 16 вывели на лунную орбиту небольшие спутники PFS-1 и PFS-2. Их задачей было исследование магнитного поля Луны и регистрация заряженных частиц, пролетающих в ее окрестностях. Однако открытие, которое им суждено было сделать, не имело никакого отношения ни к магнитным полям, ни к заряженным частицам. В ходе их полетов были обнаружены масконы — области с аномально высокой гравитацией.

PFS-1 покидает аппарат Apollo 15 и отправляется в самостоятельный полет над поверхностью Луны
Lunar Prospector на лунной орбите: небольшой (1,3х1,4 м) спутник оснащен тремя 2,5-метровыми антеннами с разнообразными датчиками
Карта масконов лунной поверхности, составленная аппаратом Lunar Prospector. Области с повышенной гравитацией отмечены красным и оранжевым цветами

Спутники PFS-1 и PFS-2 выводились на почти идентичные эллиптические орбиты и должны были обращаться вокруг Луны на высоте от 89 до 122 км. К удивлению специалистов NASA, траектория спутника PFS-2 стала быстро отклоняться от расчетной, довольно быстро приближаясь к лунной поверхности. В течение двух с половиной недель нижняя точка его орбиты опустилась до высоты в 10 км. Стало очевидно, что в скором PFS-2 просто упадет на Луну. Однако он загадочным образом снова поднялся до высоты в 60 км, чтобы затем вновь притупить к снижению. 29 Мая 1972 г. PFS-2 разбился — после 35 дней и 425 витков полета. Примерно через полтора года та же судьба постигла и PFS-1.

Выяснением причин случившегося занялась команда ученых из Лаборатории реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory). Согласно их выводам, гибель спутников вызывали области аномально высокой гравитации, существующие на Луне. Ученые считают, что под ровной поверхностью лунных морей скрываются своеобразные уплотнения, состоящие из исполинских массивов застывшей вулканической породы. Говорит Алекс Коноплив (Alex S. Konopliv), один из астрономов NASA: «Данные объекты обладают гораздо большей плотностью, нежели остальные участки лунной коры, а значит, они порождают более напряженное гравитационное поле». Области повышенной гравитации были названы масконами (сокращение от mass concentration — «концентрация массы»).

Происхождение масконов связывают с ударами крупных космических тел, создавших в лунной коре гигантские воронки. В дальнейшем плотная расплавленная мантия выдавливала вверх дно выемки, образуя под ней «линзу». Некоторая часть вещества мантии прорывалась в виде лавы на поверхность и заполняла ее оставшуюся часть — таким образом образовались районы поверхности с повышенной плотностью. Весьма вероятно, что масконы существуют и на других планетах — в частности, на Марсе и Меркурии.

Информация, переданная на землю аппаратом Lunar Prospector в 1998—1999 гг., позволила не только подтвердить эту теорию, но и составить подробную карту лунных масконов. На обращенной к нам стороне Луны их существует целых пять штук, причем все они расположены на обширных равнинах лунных морей.

Согласно расчетам, в области маскона притяжение Луны может увеличиваться более чем на полпроцента по отношению к нормальному значению. Это достаточно для того, чтобы порождаемые ими эффекты можно было измерить с помощью самых примитивных инструментов. «Строительный отвес, установленный на берегу лунного моря, отклонился бы от вертикали примерно на треть градуса в сторону ближайшего маскона», — утверждает Алекс Коноплив.

Из-за этих гравитационных аномалий большинство низких лунных орбит являются нестабильными. Ученый поясняет: «Спутники постоянно тянет в разные стороны — вперед, назад, вправо, влево и вниз. Результирующий вектор ускорения все время меняется в зависимости от положения спутника по отношению к масконам, подчиняясь сложным нелинейным закономерностям. Если не компенсировать эти влияния работой бортовых двигателей, корабль, чья орбита не превышает 100 км над поверхностью Луны, рано или поздно упадет на нее».

Данное обстоятельство должно учитываться при дальнейшем освоении и исследовании Луны. «Существует некоторое число стабильных, или «замороженных» низких орбит, на которых спутники могут оставаться сколь угодно долгое время — отмечает Алекс Коноплив — и все исследовательские станции следует выводить строго на эти орбиты». Если же понадобится запустить спутник на орбиту, на которую влияют масконы, его необходимо оснастить двигателями для коррекции курса. Аппарату Lunar Prospector требовалось совершать не менее одного маневра каждые 2 месяца, чтобы оставаться на заданной высоте в 100 км. А когда его опустили до высоты в 30 км, двигатели приходилось включать уже каждый месяц. Спутник израсходовал все топливо примерно через полтора года полета и разбился 30 июля 1999 г. «Берите с собой побольше горючего», — советует американский астроном будущим лунным исследователям.

По сообщению NASA