Скорость бега самой Луны известна ученым. Каждую секунду она проходит по своей орбите примерно один километр. С такой же быстротой бежала бы по Земле и ее тень, если бы она падала отвесно, а сама Земля была неподвижной. Косо проецируясь на Землю, лунная тень должна двигаться быстрее. Но зато земной шар вращается в ту же сторону, куда перемещается тень Луны, как бы «подвозя» ее по пути.
Астрономы подсчитали, что в итоге лунная тень движется по поверхности Земли со скоростью примерно 560 метров в секунду. Когда передний ее край коснется, например, Европы, там наблюдается начало солнечного затмения. А противоположный край тени в это время уже сползает с берегов Америки, и там затмение кончается.
Определив начало и конец затмения на концах лунного моста и скорость его передвижения, узнают длину моста расстояние, которое пробежала за это время тень по земной поверхности.
В мае 1947 года лунной тенью попытались измерить поперечник Атлантического океана между Южной Америкой и Африкой. Одна экспедиция отправилась в Бразилию и наблюдала здесь начало затмения. Другая же группа ученых находилась на территории Золотого Берега, там, где сейчас расположена республика Гана, и «ловила» его конец.
Расстояние от Американского материка до Африки с помощью лунной тени было определено с ошибкой всего в 200 метров. Это доказало, что «космическая рулетка» вполне могла бы применяться в геодезии.
Чтобы точнее уловить момент, когда Луна полностью загораживает от нас Солнце, затмение снимают на кинопленку; причем время съемки каждого кадра записывается на той же ленте. Затем сравнивают кадры и отбирают тот, на котором схвачено начало или конец затмения.
Иногда вместо фотографирования начала и конца затмения определяют интенсивность света, который посылает на Землю еще не закрытый Луной кусок Солнца. Момент наибольшего ослабления света на фотоэлементе и есть начало затмения.
Но полные солнечные затмения происходят редко, и, стало быть, даже не каждый год представляется случай для таких наблюдений. А когда представится лунный мост оказывается переброшенным совсем не там, где это нужно геодезистам, и его невозможно передвинуть.
Если же все условия даже благоприятствовали, измерения эти нельзя повторить и, значит, проверить, так как лунная тень отличается таким же непостоянством «характера», какое приписывается самой ее обладательнице. Тень Луны, например, никогда не пройдет по тем местам, которые уже «посетила» хоть раз.
Поэтому в конце концов наблюдать решили не солнечные, а звездные затмения так называемые «покрытия звезд» Луной. Их можно наблюдать хоть по нескольку за одну ночь, и притом повсюду на земном шаре.
Чтобы определить, сколько продолжается затмение звезды, достаточно сфотографировать кусок неба с Луной и окружающими звездами. Но это не так уж просто.
Трудность в том, что Луну надо продержать перед объективом в течение десятых долей секунды, а звезды несколько десятков секунд. И пока будут фотографировать звезды, Луна успеет отодвинуться и уйти из кадра.
Директор Пулковской обсерватории А. А. Михайлов предложил фотографировать Луну и звезды поврозь примерно так, как поступают кинематографисты, когда им надо снять сложный кадр. Они снимают вначале одного актера, закрыв фон непрозрачной черной маской. А потом маска перекочевывает на место актера и закрывает его, а на оставшееся пустое поле около него снимают водопад, предположим, в котором по воле сценариста оказался герой фильма. И зритель видит актера среди бушующих водоворотов. Этот способ так и называется «блуждающей маской».
В нашем случае «актером» является полуночная красавица Луна. Астрономы закрывают ее маской непрозрачным экранчиком и фотографируют одни звезды. Потом маской прикрывают звезды и снимают главную героиню.
Чтобы проверить, насколько звездные затмения точнее солнечных позволяют измерять расстояния на земной поверхности, в США в конце 1949 начале 1950 года наблюдали такое затмение из двух разных городов, расстояние между которыми было хорошо известно из наземных измерений. Оказалось, что Луна ошиблась всего на 10 метров. Новый способ оказался гораздо точнее первого.
Но у него были свои недостатки. И довольно существенные.
Дело в том, что наблюдать, как звезда заходит за Луну, удается только, когда край Луны темный, то есть в течение двух недель между
новолунием и полнолунием. Появление же звезды у противоположного края, даже если он и темный, всегда происходит неожиданно и отмечается наблюдателем с опозданием.
Если же край лунного диска светлый, то заметить спрятавшуюся или появившуюся из-за него звезду почти невозможно. В соседстве с яркой Луной слабый звездный блеск не обнаружить даже «глазу» фотоэлемента, который гораздо зорче человеческого.
Другая беда заключается в том, что измеренные расстояния получаются не в метрах, а в долях земного радиуса. Происходит это оттого, что и скорость вращения самой Земли и быстрота бега Луны вокруг Земли, из которых, как уже говорилось, получают скорость лунной тени, зависят от длины земного радиуса и вычисляются на основе его величины. Ведь любая точка на поверхности Земли или Луна вращается медленней или быстрее в зависимости от того, как далеко от центра Земли она совершает свое путешествие.