Кратер Тарунций в съемке Very Large Telescope. ESO

В 2009 году NASA провело операцию разведки залежей воды на дне лунного кратера у южного полюса. Двухтонный ракетный разгонный блок Centaur врезался в донную часть затененного кратера Кабео, поднял облако пыли и газа, а наземные телескопы и спектрометры попытались определить содержание воды в выброшенном материале. В этом исследовании приняли участие несколько самых крупных телескопов мира, расположенных на Гавайях: 10-метровый телескоп Keck II, 8,2-метровый Subaru и 8,1-метровый Gemini North. Все они направили свои зеркала к южному полюсу Луны, чтобы увидеть падение ракетной ступени.

Разгонный блок Centaur ни один из наземных телескопов рассмотреть не мог, но ученые надеялись увидеть более масштабную вспышку, которую он должен был оставить при ударе о поверхность Луны на скорости 2,5 км/с. Но на полученных фотографиях рассмотреть вспышку удара не удалось. По расчетам она оказалась в 100 раз бледнее, чем окружающая лунная местность, ярко освещенная солнцем. Для нас данное исследование интересно самим фактом наблюдения Луны самыми крупными наземными обсерваториями.

Южный полюс Луны в съемке телескопа Keck II. W. M. Keck Observatory

Так, телескоп Keck II сумел рассмотреть приполярную область Луны в разрешении примерно 300 м. Телескопу с чуть меньшим диаметром – Gemini North – удалось получить более детальную картинку, рассмотрев примерно вдвое больше подробностей на поверхности, однако это все равно 150 м, что намного превосходит размеры оставленных на Луне модулей.

Южное приполярье Луны в съемке телескопа Gemini North. Gemini Observatory

Обращают свои антенны к Луне и радиотелескопы. Например, один из самых больших радиотелескопов мира, Arecibo, использовали для облучения естественного спутника Земли радиоволнами, а отражение принял стометровый телескоп обсерватории Green Bank. Для улучшения детализации изображений наблюдение провели во время суперлуния 2014 года, когда Луна была на минимальном расстоянии от Земли. В результате слаженной работы этих телескопов удалось увидеть Луну в необычном «свете», рассмотреть многие детали поверхности: геологические слои, потоки лунной лавы, подробности строения морей – и даже проникнуть под грунт на глубину в несколько метров. Однако разрешение радарных снимков получилось всего 0,75 км, т. е. никаких следов людей это исследование выявить не могло.

Море Ясности в радиозондировании телескопами Arecibo и Green Bank Telescope. NRAO

В конце 1960-х годов в Советском Союзе на Кавказе радиоастрономы начали возведение уникального телескопа с диаметром антенны 600 м – РАТАН-600. Во второй половине 1970-х годов он начал действовать и занялся изучением близких и дальних объектов, в том числе и Луны. Советские радиоастрономы обнаружили на ее видимой стороне пять заметных источников радиоизлучения. После некоторого недоумения, пришло понимание: это излучение американских систем длительного исследования Луны, оставленных экипажами Apollo 12, 14, 15, 16 и 17. Блоки приборов лунных экспериментов Apollo Lunar Surface Experiment Package (ALSEP) обеспечивались электропитанием от радиоизотопных термоэлектрических генераторов SNAP-27, которые позволяли приборам работать несколько лет после завершения пилотируемых полетов. Передача научной информации от сейсмометров, магнитометров, термометров, датчиков пыли, космической радиации и других приборов и наблюдалась советским радиотелескопом как излучение с поверхности Луны. Эксперимент ALSEP остановили в 1977 году, и с тех пор оттуда исчезли помехи для телескопа РАТАН-600.

В настоящее время на Земле самый большой действующий оптический инструмент – это Большой Канарский телескоп с главным зеркалом диаметром 10,4 м.