TRANSACTIONS OF THE IAU : VOLUME XIIA
(the following is excerpted from the book published by the Academic Press in 1965)

REPORTS ON ASTRONOMY

16. COMMISSION POUR L'ETUDE PHYSIQUE DES PLANETES ET DES SATELLITES

PRÉSIDENT: Dr A. Dollfus, Observatoire de Paris, Section d'Astrophysique, Meudon (Seineet-Oise), France.
VICE-PRÉSIDENT: Professor M. G. J. î\-Tinnaert.
COMITÉ D'ORGANISATION: G. P. Kuiper, S. Miyamoto, V. V. Sharonov.
MEMBRES: Arthur, Ashbrook, Barabashov, Blamont, Bouska, Bullard, Bullen, Caiuichel, Collinson, de Marcus, de 1VIottoni, de Vaucouleurs, Dzhapiashvili, Focas, Gadomski, Gehrels, Giclas, Gold, Heatht, Herzberg, Hibbs, Jeffreys, Kiess, Kopal, Levin, Link, Lipsky, I,uplau-Janssen, Mayer, Menzel, O'Keefe, Opik, Peek, Ramsey, R~)sch, Safronov, Shoemaker, Sinton, Slipher, Strong, Sytinskaya, Tombaugh, Urey, Vsekhsvyatsky, Whitaker, Wildt, Wilson (A. G.).

INTRODUCTION

Le présent mémoire résume les résultats obtenus sur les planètes et la Lune de iqGi à i963•
Pour sa réalisation, le président de la Commission i6 a demandé à tous les membres des rapports individuels et à certains membres les rapports généraux spécialisés suivants:

Summary of radioastronomical studies of the planets and the Moon (1961-63), par C. H. Mayer.
Travaux de physique planétaire et lunaire en U.R.S.S. de rg6i à 1963, par V. V. Sharonov. * Theories on the interpretation of lunar topographic features, par E. 1\2. Shocmakcr. -Laboratory spectroscopie studies, par G. Herzberg. -Exobiology, par C. Sagan.
Phénomènes atmosphériques sur Jupiter et Saturne, par J. H. Focas.
Recent observations and interpretation of the Blue Clearing on Mars, par A. G. Wilson. Les travaux sur l'intérieur des planètes ne sont pas abordés dans ce mémoire.

(from p. 188)

II. ÉTUDE PHYSIQUE DE LA LUNE

Quatre ouvrages de synthèse d'une importance particulière ont été publiés sur la Lune depuis ig6a Ce sont les ouvrages de A. B. Markov (i), de Z. Kopal (z), le Volume IV de l'Encyclopédie de G. P. Kuiper (3), et le Symposium UAI no. 14 (4)

i. Etude polariméirique

Les anciennes mesures dc polarisation relevées de 1933 à 1938 par F. E. Wright ont été Publiées (3). D'assez nombreuses mesures polarimétriques ont été relevées sur des petites régions de la surface lunaire à l'aide de polarimètres photoélectriques en Union Soviétique, (A. 13. Markov à Leningrad, V. P. Dzhapiashvili à Abastumani, Géorgie) (4). La polarisation maximum varie en sens inverse du pouvoir réflecteur de la surface, mais les anciens cratères à fonds plats et sombres donnent une polarisation systématiquement trop faible. Le U.S. Geological Survey s'équipe d'un polarimètre visuel à franges de Lyot pour l'étude de telles anomalies (E. Shoemaker). Un polarimètre photoélectrique est à l'étude dans le même but à

(from p. 189)

l'Université de Manchester (D. Clarke sous la direction de Z. Kopal (5)). V. P. Dzhapiasllvili et L. V. Xanfomaliti ont achevé à Abastumani le dispositif photoélectrique qui leur permet de reconstituer et photographier des images de la Lune en lumière polarisée, et de découvrir directement sur les clichés des régions lunaires donnant des polarisations anormales (4+ 45).

La variation de la polarisation de la lumière avec la longueur d'onde est étudiée photoélectriquement à l'Observatoire McDonald à 3500Â, 5600A et qqoo!~ par T. Gehrels (6) et à l'Observatoire de Meudon de 5400-~, à i•8 microns par M. --Warin et A. Dollfus (non publié). Des mesures de laboratoire sont développées simultanément.

La polarisation de la lumière par le sol lunaire s'explique toujours comme provenant d'une poudre constituée de grains de toutes dimensions, entremêlés, sombres et complètement opaques même sous l'épaisseur de quelques microns. A. Dollfus a montré que cette structure poudreuse caractérise de la même façon Mercure, Ganymède, Callisto, Cérés, Vesta, l'allas, Iris et probablement tous les corps du système solaire dépourvus d'atmosphère et de dépôts superficiels de givre (7). Le calcul montre que les tensions provenant des variations thermiques sont insuffisantes pour engendrer la pulvérisation superficielle. La contexture pulvérulente résulte très probablement des impacts avec les petits météores et la poussière cosmique durant les derniers milliards d'années (A. Dollfus, référence citée, et J. A. Ryan (8)).

2. Etude photométrique

La magnitude apparente de la pleine Lune a été remesurée photoélectriquement dans le système U13V par Gallouct, soit V=-iz7s ± o•oi et (B--I') _+0•94 (9)

Les courbes d'éclat des régions lunaires ci) fonction de l'angle dc phase obtenues dans le passé par la photométrie photographique sont maintenant déterminées photoélectriquement, au Pic-du-.\1idi par les élèves de Z. Kopal, à Tucson et à l'Observatoire McDonald par G. P. Kuiper et T. Gehrels (4). Les mesures de T. Gehrels montrent un brusque et très rapide accroissement dc la brillance au voisinage de la phase nulle, c'est-à-dire lorsque la lumière revient dans la direction de la source.

Les recherches d'interprétration par comparaison avec les échantillons minéraux au laboratoire ont été très nombreuses. A Leningrad, V. V. Sbaronov et ses collaborateurs retrouvent les propriétés photométriques de la Lune sur des scories criblées de toutes dimensions. A Kharkov, N. P. Barabashev reconnaît les courbes d'éclat lunaire sur les dépôts de fragments complexes et crevassés de roches broyées. N. N. Sytinskaya et V. V. Sharonov expliquent ces structures criblées par les nombreuses explosions des petites météorites (45). Cependant les identifications précédentes ne tiennent pas compte de la nature poudreuse trouvée par la polarisation et les mesures thermiques.

E. Ôpik envisage des structures rugueuses analogues aux précédentes mais recouvertes et enveloppées de poudre (io).

Aux Etats-Unis, B. Hapke, sous la direction de T. Gold, a montré expérimentalement qu'une fine poudre tamisée donne des structures très aérées dans lesquelles les grains reposent les uns sur les autres de façon complexe. Les propriétés photométriques sont exactement celles de la Lune. La théorie des ombres portées par les grains dans cet enchevêtrement rend compte de ces propriétés (ii). Le dépôt polarise la lumière dc la même façon que la surface lunaire.

Les recherches analogues développées à l'Université d'Arizona sous la direction de G. Y. Kuiper confirment aussi qu'il n'est pas nécessaire d'envisager des surfaces rugueuses et que (les dépôts de grains enchevêtrés suffisent à donner les propriétés photométriques de la Lune; les résultats laissent pressentir une structure fibreuse avec adhérence des éléments constitutifs.

3. Action des protons du vent solaire

La structure superficielle du sol lunaire semble fortement altérée par les impacts des protons

(from p. 190)

d'origine solaire. T. Gold a bombardé au laboratoire des poudres claires de dunite avec des flux de protons équivalant à l'exposition au Soleil pendant ios années. La poudre s'assombrit et acquiert le pouvoir réflecteur ainsi que la couleur du sol lunaire; il y a formation d'éléments { sombres tels que le Fe304, du carbone libre ou des métaux libres. ,

G. P. Kuiper a montré que la surface peut prendre une structure complexe et filamenteuse. Les laboratoires de la General Mills Inc. ont constitué de la soi-te des croûtes fibreuses adhérentes (ix). Leurs propriétés ont été discutées par C. R. Warren (i3, 14)

4. Luminescence du sol lunaire

Les recherches classiques de F. Link, N. A. Kozyrev et Dubois ont été développées avec plus de précision par J. F. Granger et J. Ring qui ont mesuré photoélectriqucment la profondeur des raies II et K dans le spectre lunaire, à Asiago. Des variations de 3 à io°,,,) d'un point à l'autre de la surface lunaire indiqueraient une luminescence localisée et variable sur certaines régions seulement, attribuée au rayonnement UV solaire, équivalant à quelques Stilbs/Watt, soit environ le dixième de nos substances terrestres les plus luminescentes (J. F. Granger (ig)) Des observations analogues sont en préparation au Lunar and Planetary Laboratory de l'Université d'Arizona par G. P. Kuiper.

La luminescence par bombardement protonique, d'une autre nature, a fait l'objet d'expériences de laboratoire à l'Université de Manchester; certaines météorites enstatites achondrites donnent une luminescence appréciable dans le rouge vers 672I A (C. J. Derham et J. E. Geake (i6)). Des clichés dc la Lune obtenus par "L. Kopal le ier novembre i963 à travers des filtres interférentiels isolant ce domaine spectral et un domaine voisin dénotent autour du cratère Kepler des différences d'éclat attribuables à une telle luminescence.

5. Mesures thermiques

La découverte de l'anomalie thermique du cratère "I'ycho pendant les éclipses de iq6o pal Shorthill et par Sinton a redonné aux mesures thermiques dans le domaine de 8 à 14 µ une importance particulière. Les perfectionnements des bolomètres permirent à R. tiV. Shorthill et J. M. Saari de dresser les cartes thermiques de onze régions de la pleine Lune avec une résolution d'environ so" et d'expliquer les faibles différences de température par des variations locales de la rugosité du sol (17, 18). A l'Observatoire de Crimée, un groupe de recherches a montré que certains cratères tels que Aristarchus atteignent une température moins élevée que les régions voisines (ig).

Pendant l'éclipse du 5 septembre iqGo, selon Shorthill et Saari (ref. citée), les cratères à auréoles Tycho, Aristarchus, Copernicus, Proclus, Kepler se sont moins refroidis que les régions voisines. Pendant l'éclipse du 26 août ig6r, W. Sinton a mesuré 17 cratères et décelé de semblables anomalies. Le facteur classique (KpC)-'12 vaut de 300 à 400 sur ces cratères au lieu de 700; il faut que la couche poudreuse soit plus mince ou localement compressée.

Explorant la partie non éclairée de la Lune au-delà du terminateur, B. C. 17urray et R. L. Wildey ont déterminé la baisse de température après que le Soleil ait cessé d'éclairer le sol lunaire (20); la variation n'est pas celle d'une couche de poudre épaisse uniforme; il faut supposer des blocs épars plus conducteurs ou une poudre couvrant un socle conducteur, ou un dépôt de poudre progressivement compressé en profondeur.

Les cratères à auréoles Tycho et Copernicus confirment un refroidissement beaucoup plus lent; quelques autres régions montrent des anomalies semblables.

R. W. Shorthill (Boeing Scient. Research Lab.), R. Sternberg (University of Manchester), D. Menzel et Ingrao (Harvard College Observatory) équipent de nouveaux instruments pour améliorer les observations. T. Gold (Cornell University), prépare un programme de mesures au laboratoire dans les conditions lunaires.

(from p. 191)

6. Mesures radioélectriques

La température radioélectrique de la Lune comprend un terme constant et un terme variable avec l'angle de phase, souvent réduit à son premier harmonique, dont l'amplitude décroît avec la longueur d'onde. Voici quelques-unes des mesures recueillies récemment:

Table 1. Observations radioélectriques
a Auteurs T '
0•4o cm A. G. Kisljakov (21) z3o°K -I- 73° cos (S2 t - 24')
(ensemble du disque)
2•3 N. L. Kaydanovsky, V. N. ± i3°5
lhsanova, G. P. Apushinsky,
O. N. Shivris, (4, p. 527)
3•z K. M. Strezneva and V. S. z45° I- I5J5 cos (Q t - 50')
Troitsky (4, p. 501) (centre du disque)
V. S. Troitsky (22) and
V. D. Krotikov, V. A. Porfir- zio° -I- r3°5 cos (.S2 t - 55°)
yev and V. S. Troitsky (23). -{- r•7 cos (S2 t-I 4-1°)
-I- 0•5 ces (32 t- r i")
(ensemble du disque)
9'4 cm W. J. Medd and N. W. zzo°K (variation avec la phase
Broten (24). < 5`%)
q•6 V. D. Krotikov (25). 21 S' --1- 7° cos (QI -- 40°)
10 V. N. Koshchenko, A. D. z3o° (variation avec la phase G 4°5) Kuzmin and A. E. Salomono
vich (4, p. 497).
21 J. A. Waak (26). 205° (variation avec la phase
y 5°)
r78MH-r. J. E. Baldwin (27). z33° ± 8°K (sans variation avec la phase)

Les mesures pendant les éclipses par Castelli et Ferioli (28), Gibson (2q), 'I'yler et Copeland (30) et Tolbert (3i), ne s'accordent pas.

Utilisant la haute résolution de l'antenne de Poulkovo sur 3•2 cm, N. S. Soboleva (32, 45) a mesuré la proportion polarisée linéairement de l'émission radioélectrique au bord du limbe par suite de la réfraction et déduit une valeur de la constante diélectrique du sol lunaire comprise entre i•5 et i•7. Drake, aux Etats-Unis, rapporte des observations analogues qui conduisent à la valeur 2•o pour la constante diélectrique.

A. E. Salomonivitch et ses collaborateurs (33) ontexploré la Lune sur o-8em avec une résolution de z', sur z•o cm avec 4', sur 3•2 cm avec 6'3; la température varie avec la latitude q) selon la loi
cos 1/2(p. Le facteur classique (KpC)-1i2 serait compris entre 30o et 750; la perméabilité diélectrique vaudrait r5; la densité moyenne de matériau o•5 gr cm-3; ces valeurs sont confirmées par V. S. Troitsky. La densité et la conductivité thermique semblent décroître vers la surface.

V. S. Troitsky et V. D. Krotikov ont amélioré la précision des mesures absolues dc températurc par comparaison avec des corps noirs (34, 35, 45) (Rapports Symp. Cospar, Varsovie, 1963); le terme indépendant de la phase varie de zos°K pour à = 0•4 cm à 237°K pour a= 5o cm; par suite, la gradient thermique vertical entre la surface du sol et la profondeur de 20 m serait i•6 degré ni 1; le flux thermique émis par la Lune serait i•3.ro-' cal. sec-' CM-2 qui

(from p. 192

est exactement la valeur connue pour la 'Ferre. Le flux de chaleur spécifique (par gramme de matériau lunaire) vaudrait 2•2.io-' cal. gr-' et serait de 6 à 7 fois supérieur à celui de la Terre.

7. Etude des échos radar

Des rapports généraux très complets de J. V. Evans, G. H. Pettengill, T. B. Senior, K. M. Siegel, etc ... résument la question (2, 3, 4).

La réflexion spéculaire non dépolarisée caractérise pour À = 70 cm une réflectivité de 0-07 et une constante diélectrique de 2•6. Cette valeur, plus forte que celle déduite des émissions radioélectriques, provient d'une profondeur plus grande et pourrait indiquer soit une stratigraphie verticale complexe, soit un tassement progressif de la couche poudreuse. La variation de la section efficace avec la longueur d'onde confirme de telles interprétations.

La réflexion diffuse dépolarisée varie avec la distance (p au bord du disque comme cos aJ2ip; elle provient de faibles rugosités ou compressions locales de la couche à l'échelle comprise ' entre la longueur d'onde et la profondeur de pénétration de l'onde.

En 1961, G. H. Pettengill et J. C. henry ont décelé sur 70 cm un écho anormal que le retard : par rapport à l'écho principal et le changement de fréquence dû â la libration permet de localiser exactement à l'emplacement du cratère 'l'ycho. Cette formation auréolée très récente était déjà singularisée par ses propriétés thermiques.

8. Cartographie de la surface lunaire

Le Air Chart and Information Center (ACIC) de l'Armée de l'Air américaine poursuit, sous la direction de M. R. Carder, la publication (les cartes de la région centrale du disque de la Lune (cartes LAC). Ce travail utilise le catalogue donnant 4510 positions dc cratères à la surface de la Lune, achevé et publié sous la direction de G. P. Kuiper (1). W. G. Arthur (36)). Les altitudes relatives des reliefs lunaires sont déterminées par la mesure dc la longueur des ombres portées, à l'aide des nombreuse,; séquences de clichés de la Lune qui continuent à être enregistrées régulièrement au Pic-du-Midi par le groupe de Z. Kopal; l'Observatoire Kwasan, au Japon, contribue à cette coopération. Enfin, les petits détails sont conti-Més directement par l'observation visuelle, par un groupe d'observateurs travaillant à l'Observatoire Lowell sous la direction de M. Cannell.

Les clichés (les régions voisines du bord du disque sont photographiés à nouveau après projection sur un globe pour corriger la perspective, au Lunar and Planetary Laboratory de l'Université d'Arizona; des dessins sont effectués d'après ces documents par li. 1 Ici-ring et un atlas rectifié de la Lune est préparé par G. P. Kuiper, Whitaker ITartmann et Spradley, en collaboration avec le ACIC (37)

Les clichés de la face de la Lune opposée à la 'ferre obtenus par la sonde spatiale soviétique le 7 octobre zqsq ont été réexaminés par A. A. 1Vlikhailov, Y. N. Lipsky, 1). E. Shchegolev, A. V. Markov, etc. . . . (3, 4). Une nouvelle présentation photographique de ces clichés a été entreprise par E. A. Whitaker en compositant les différentes images (38, 3)

9. Etude télescopique de la surface lunaire

Le réflecteur de 300 cm de l'Observatoire Lick a délivré un ensemble dc photographies lunaires d'une exceptionnelle qualité; la résolution atteint 60o mètres. Des images de la collection des clichés à haute résolution obtenus au Pic-du-VIidi depuis i943 ont été publiées par A. Dollfus (4); quelques premières photographies ont été réalisées avec le nouveau réflecteur de ioo cm du Pic-du-1~'lidi; l'étude visuelle de la rugosité du sol permet un datage des formations superficielles; de très fines failles ouvertes puis refermées, et quelquefois déboitées, sont observées.

La station d'observation du U.S. Geological Survey à Flagstaff (Arizona) effectue des observations visuelles systématiques et disposera prochainement d'un réflecteur de 75 cm.

(from p. 193

G. P. Kuiper, D. W. G. Arthur et leurs collaborateurs ont dressé un catalogue de 200 cratères plus grands que 3•5 km sur un quart de la surface lunaire (39); des cartes des dômes, des rainures, etc.... ont été dressées (4). L'étude statistique des dimensions des cratères par W. K. Hartman permet l'étude des détériorations des configurations lunaires au cours du temps. Des statistiques de cratères sont également entreprises à Manchester sous la direction de Z. Kopal.

G. Fielder a développé plusieurs études tectoniques, notamment sur le Mur Droit, les stries, les rainures et les dômes.

V. G. Teifel a étudié par photométrie la répartition de la matière claire dans les auréoles et les rayons de cinq cratères; il estime que près de io`' tonnes auraient été éjectées à chacun de ces impacts, soit ici' cm3, représentant seulement une fraction insignifiante du volume de chaque cratère (4).

Il apparaît maintenant clairement que l'effacement des auréoles autour des cratères anciens provient de l'assombrissement du matériau par le bombardement protonique solaire.

Appliquant les méthodes de la stratigraphie, Hackman, Eggleton, et Marshall de PU.S. Geological Survey, sous la direction de E. Shoemaker, ont effectué la cartographie géologique de certaines régions lunaires en discriminant les différentes couches superficielles rattachées à des systèmes d'ancienneté différente dénommées Imbrian, Procellarian, Kratliosthenian, Copernican; ils ont étudié les variations d'épaisseur probable du dépôt projeté par le système Procellarian et proposé un datage relatif par statistique photométrique (le la rugosité du sol des petits cratères (40, 2, 4).

En utilisant systématiquement les clichés lunaires corrigés de la perspective, G. P. Kuiper et W. K. Hartman ont démontré qu'une douzaine de bassins du type des mers circulaires sont entourés de plusieurs anneaux concentriques alternativement surélevés et affaissés caractérisant les répercussions tectoniques lors de la formation (le ces mers (4i). Mare Imbrium est entourée de structures radiales nombreuses distinctes des incisions par les projectiles secondaires, indiquant plutôt la création de failles résultant des tensions clans la croûte accompagnées souvent d'extrusion (42). Les bassins semblent avoir été formés bien avant les épanchements de lave qui ]es remplissent maintenant.

S'écartant des interprétations classiques, O'Keefe et A. Cameron pensent que les couches superficielles de la Lune contiennent une forte proportion de silice et de composés acides; les mers seraient constituées par un tuff de roches soudées du type ignimbrite. Les dômes, les dépressions sinueuses (telles que Schriiter Vallis) seraient la manifestation d'activité ignée, du type laccolithe et nuées ardentes (43)•

10. Formation des cratères

L'origine balistique des cratères semble maintenant bien démontrée.

Une théorie de la propagation des ondes de choc a été élaborée par E. Shoemaker (1961). Elle permet notamment d'expliquer la répartition de nombreux impacts secondaires observés autour du cratère Copernicus par projection de débris lors (le l'explosion initiale.

Au U.S. Geological Survey également, Shoemaker, Gault, Lugn et Moore ont étudié les impacts artificiels provoqués par des corps accélérés, et des déflagrations de charges détonnantes. Chao, Fahey, Siffler et Milton ont prouvé la formation caractéristique de deus polymorphes à haute pression de la silice, la coesite et la stishovite.

Les cratères météoritiques terrestres ont fait l'objet d'études particulièrement approfondies. R. B. Baldwin consacre un important ouvrage à cette question (44). L'encyclopédie de G. P. Kuiper constitue une mise au point fondamentale: E. L. Krinov distingue les cratères météoritiques d'explosion dont le corps percutant a été volatilisé et les cratères d'impacts dont

(from p. 194)

les fragments du météore se retrouvent dans le sol. Il étudie i I cas de cratères ou groupes de cratères terrestres. H. H. Nininger étudie la répartition des cratères météoritiques terrestres et
démontre leurs fréquentes structures en esseins groupés. C. S. Beals et ses collaborateurs, ainsi que R. S. Dietz, étudient les cratères terrestres fossiles. L'Académie des Sciences d'U.R.S.S.
a publié de nouveaux détails sur l'étude géologique des grande cratères météoritiques contemporains de Tunguska tombé le 30 juin Igo8 et de Sikhote-Alin formé le Iz févier I947 (E. L.
Krinov). E. Shoemaker au U.S. Geological Survey a étudié en détails le 'Meteor crater', Arizona, a déterminé le mouvement des couches géologiques lors de l'impact et a montré la
présence de coesite et de stishovite; les circonstances de la formation ont été précisées en grand détail. Le grand bassin de Ries, en Allemagne, est en cours d'étude.

BIBLIOGRAPHIE

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 (from p. 219)

17. COMMISSION DU MOUVEMENT ET DE LA FIGURE DE LA LUNE

PRÉSIDENT: Professor Dr K. Koziel, Professor of Astronomy, Jagellonian University, Kopernika 27/3, Cracow, Poland.
VICE-PRÉSIDENT: Dr Th. Weimer, Observatoire de Paris, 61 Avenue de l'Observatoire, Paris I4ème, France.
COMITÉ D'ORGANISATION: A. A. Nefediev, C. B. Watts.
MEMBRES: Boneff, Botelheiro, Eckert, Guth, Habibulin, Hall (R. G.), Hirose, Hopmann, Jeffreys, Markowitz, Murray, Sadler (F. M. McBain), Sato, Schrutka-Rechtenstamm, Ueta, Yakovkin (A. A.).

PROGRESS OF RESEARCH

In the U.S.S.R. investigations of the rotational elements and of the figure of the Moon have been continued.
At the Engelhardt Observatory, Kazan, A. A. Nefediev (i) re-reduced his heliometric observations of the Moon (I938-I945), using the cracovian method (z), and obtained two sets of solutions:
for the initial fo = 0•73 for the initial fo = o•so
A= 5° Io, 05„ ± ii" -5o ro, 04„ ± 11,
9 =- 3' 12, 07„ + 08„ -3' 12, 10„ + 0h = 15, 36- 14 ± 0 ,,,42 15, 36,,,04 ± 0 "•42
I~ 33' 26„ ± 14„ r~ 33' 24" +14„
f = 0•71 ± 0•02 0•63 ± 0•03
= 15, 32".44 ± 0,'.02 15, ,jz,,,47 ± 0,,.02

The Yakovkin term in the Moon's radius was found as +o•'ooq ±0•'008, which confirms the uncertainty of this term. Moreover, A. A. Nefediev has analyzed the available charts and profiles of the Moon's limb, using a great number of observations made at the Engelhardt Observatory (3), in order to investigate the possible influence of Yakovkin's term on these charts.
Sh. T. Habibullin considered a more exact treatment of the differential equation of the physical libration in longitude with a non-linear term, and re-reduced (4) the Dorpat heliometric series of Hartwig, confirming the results obtained by K. Koziel (2) in his working out of this series.
H. S. Shakirov (5) developed a method for investigating the Moon's physical libration from measurements of the position of a crater by direct reference to the stars. On the basis of 89 transit observations of the crater Môsting A, made at the Greenwich Observatory in the years 1952-1954, he obtained the following libration constants:
_ 5'oq,r6„ + 23'
- 3~IZ'44„ ± 19 „
h = 151 31"•6 ± 0"•8
ro3o'54„ ± 30" f = o•7r ± 0•08
Using the method of position angles for the determination of libration constants, proposed by A. A. Yakovkin (6), A. A. Gorynia (7) at the Central Astronomical Observatory of the

(from p. 220)

Ukrainian Academy of Sciences, Kiev, measured 66 photographic plates of the Moon and obtained the following libration constants:
I = i°33,r9„ ± 16"
= o'H9 ± 0'I3
I. V. Gavrilov and A. A. Kuryanova (8) worked on several photographic plates, some of which had been taken directly before the beginning of a lunar eclipse, and found that the figure of the full Moon's disk can hardly be described as an ellipse with sufficiently reliable parameters. It was concluded that the irregularities of the Moon's limb should be measured from a circle with the centre coinciding with the projection of the mass centre.
Under the direction of A. A. Yakovkin, astrometric computations were made to give the mean positions of soo bright stars for iq64•o, as well as an ephemeris of the Sun and Jupiter, as seen from the Moon.
In discussing the star images obtained with the Markowitz Moon camera, A. A. Yakovkin (q} developed and described a new camera and expressed the opinion that his camera does not possess the disadvantages of Markowitz's camera.
At the Institute of Theoretical Astronomy, Leningrad, S. G. N'Iakover (io) dealt with the problem of integrating the differential equation of the Moon's physical libration in longitude, and expressed the opinion that the peculiarity in the solution for f = 0•662 could be avoided by using an equation having the form of Hill's equation.
During the period covered by this report 427 observations of lunar occultations (u) were made at Soviet observatories.
W. NIarkowitz, U.S. Naval Observatory, Washington, reports that the right ascensions and declinations of the Moon have been determined from 1200 pplates taken with the dual-rate Moon camera at Washington, D.C., since i952, and from 1700 plates taken at 13 other stations as a part of the IGY programme. The measuring was done at Washington, Greenwich, Paris and the Cape. These positions, uncorrected for irregularities of the Moon's limb, are available both in punched-card form and as a machine listing.
Corrections for irregularities of the Moon's limb by C. B. Watts (i2) have now been published as Volume XVII of the Astronomical Papers of the American Ephemeris and Nautical Almanac. These corrections are being applied to the Moon plates.
At the Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, two major selenodetic problems arc receiving attention: (a) the Moon's dynamical figure and the constants of rotation; and (b) the Moon's geometrical figure.
Some preliminary theoretical work has been done on both these problems, but for some time past attention has been focussed on the practical problems posed by the measurements themselves. These are to be made on photographs taken with the 40-inch refractor of the Yerkes Observatory. Extended experiments with assistants hired for the purpose showed: (i) that the observers must be highly skilled and closely conversant with the varying appearance of a lunar surface object at different phases; (ii) that these variations in appearance are so effective in altering the apparent position of an object that it may be wise to limit the plates to be measured to one phase. In practice this means that the Yerkes plates taken near full Moon will be divided into two series, one of plates taken a day or so before full and the other plates taken just after full; (iii) that manually recorded observations are sufficiently affected by mistakes to give difficulties in the reductions. These mistakes occur even with experienced observers.
In the light of these results the Mann q.22-C two-screw comparator is being modified so that the co-ordinate output is digitized. The illumination system is also to be modified to give higher contrast. The machine itself has been placed in a room specially constructed for the purpose in which the temperature is controlled to ±2°F.

(from p. 221)

The second of the problems mentioned above is to be attacked by measuring the positions on the photographs of some 400 points on the lunar surface. The reductions, as far as possible, will be based on photogrammetric principles and libration theory will not be used except in a secondary role. The aim is to produce a three-dimensional model of the lunar surface as a set of solid co-ordinates of the measured points. The formulation of this problem is complete and its programming for high-speed computers is now being considered.
The problem of the Moon's constants of rotation is to be approached on the basis of the variation of the relative photographic co-ordinates of a number of well-defined lunar surface features. The measures will be restricted to about 20 or 30 features. Selenodetic measures of the classical type, in which a fundamental point, or points, are referred to the limb are not contemplated at present. Experiments have shown that these cannot be made with sufficient precision on photographs by merely placing the measuring mark on the image of the limb. However, the incorporation of a suitable photometric scanning is being considered, and when this is available limb observations will be added to the measuring scheme.
Moreover, at the Lunar and Planetary Laboratory some theoretical work has been done, but in the main this consists of the verification of Koziel's (2, 28) developments for the physical libration in longitude. These were performed with 8-place accuracy using an I.B.M. 650 computer, the final results being rounded to six places. With the exception of some minor changes in the last place, these confirm Kozicl's (z, 28) results. Therefore, publication is not considered at present.
Mrs F. McBain Sadler reports that the British Nautical Almanac Office has continued its routine programme of predictions of lunar occultations; the number of stations has increased to 85. It also provides predictions of about i6o radio sources for 26 stations.
The lunar occultation observations for 1958 and iqs9 were reduced using Brown's ephemeris and analyzed both with and without limb corrections. They were also reduced using the Improved Lunar Ephemeris and analyzed after the application of limb corrections. The reduction and analysis for iq6o and iq6i have also been completed. The discussions for the four years i958 to iq6i will be published shortly.
The limb corrections were taken from microfilm copies of C. B. Watts' charts, which he kindly provided prior to their publication. Their application has reduced the probable error of a single observation to 0•'3, and appears to account for the correction to the Moon's latitude which was obtained in previous years. The following values of 47' and cSI3 were obtained using the Improved Lunar Ephemeris:
DD only All phases
Year dT SI3 dT SB
1958'5 -I-31`25 -0"io -1 i 31ç4 -0"06
i959'S --3i'i2 -0•05 -1 P-63 +o•oi
i96o•5 -1 31'94 -0•05 -I-3r84 -o1i0
i96i'S 1 -32'23 -1 o-06 -1 32'15 +0•02
It has always been the intention that, Nvhen Watts' (i2) charts became available, limb corrections should be applied to all observations received by the Office since i943, and in preparation the arguments for entering the charts have been calculated. In the intervening years many observers have re-determined the positions of their stations, particularly during the IGY, and many have supplied other corrections and additional information. In order to make the best possible use of this long series of observations, it has been decided to examine all observations from 1943 onwards in the light of the latest information and to reduce them all using the Improved Lunar Ephemeris before applying limb corrections. So far about iG o00 observations have been examined. The Nautical Almanac Office would like to receive as soon as possible any observations not previously reported.

(from p. 222)

At the Department of Astronomy, Manchester University, Z. Kopal (13, 314, 15) has carried out a certain amount of theoretical work on the internal structure of the Moon and its gravitational field.
Moreover, Z. Kopal (i6) has organized two expeditions for observations of annular eclipses of the Sun on 1962 July 31, to Western Senegal, and on 1963 January zs, to South Africa, for studies of the exact shape of the Moon.
C. L. Goudas (i7) has performed a harmonic analysis of hypsometric data by SchrutkaRechtenstamm using the Manchester University electronic computers Mercury and Atlas. The main outcome of this work has been a realization that the shape of the lunar surface is quite complicated, consisting as it does of an expansion in zonal harmonics which does not converge any too rapidly with increasing order. In particular, the second harmonic does not stand out conspicuously, thus making it clear that an ellipsoid does not represent a much better approximation of the shape of the Moon than a sphere.
Th. Weimer, à l'Observatoire de Paris, a déterminé les trois coordonnées de 17 cratères fondamentaux de la Lune. Pour ce travail, il a utilisé 39 clichés de la collection obtenue entre 1894 et iqo8 au grand équatorial coudé.
Un catalogue de 76 cratères ayant des diamètres de l'ordre de 5 km a été établi ; 26 seulement dc ces objets se trouvent sur la liste donnée dans The Moon, IAU Symposium Vol. no. 14 (i8).
Ces cratères ont été mesurés séparément par Weimcr, puis par Hunt, sur r i clichés de la collection de Paris. Hunt et I:ckhardt en feront la réduction à Boston, U.S.A., afin d'obtenir un système de points fondamentaux sur la Lune.
H. Hirose reports that the Tokyo Astronomical Observatory investigated the Moon's motion by transit observations (iq, 20, 21, 22, 23), occultation observations (24, 25, 26) and observations with a Markowitz camera. Occultation observations have also been carried out by the Hydrographic Office (27)
M. Torao and Y. Adachi, Tokyo Astronomical Observatory, determined dT = E.T. - U.T. on the basis of meridian transit observations as follows:
dT m. e.
195z•5 1-29`30 ±oç6o 53'5 30'12 0'34 54'5 30'35 0'z4
55'5 30•89 o•zr 56-5 3I'14 e'4z 5i'5 30'74 0
58•5 îo•89 0•30
59'5 + 3z'09 ±0.33
J. Ueta, Kyoto, deals with the discussion of the transoceanic longitude determination by observing equal limb occultations.
At Sophia, N. Boneff dealt with the problem of determination of time by means of observations carried out on the Moon's surface.
A. Botelheiro, of the Lisbon Observatory, reports that the Observatory is continuing as routine work the observation of occultations. Since i938, when the programme was begun at Lisbon, 1344 occultations had been observed up to the end of 1962.
At the University Observatory, Vienna, J. Hopmann determines with a 8-inch refractor the relative heights on the Moon in order to control the former measurements of 'NUdler and Schmidt, to determine small terrain elevations and to examine possible systematic errors. Moreover, G. Schrutka-Rechtenstamm is continuing his determination of precise coordinates and absolute heights of selected craters from measurements of twelve lunar photographs from

(from p. 223)

the Lick Observatory. In addition, some other lunar studies are being conducted, for example the examination of the accuracy of Kuiper's Atlas, the comparison of various lunar charts, etc.
At the Department of Theoretical Astronomy, Cracow University, K. Koziel has worked out a new method for the adjustment of heliometric libration observations, in which each individual measurement of the crater's distance from the limb gives one observational equation for the main unknowns of the problem. This method, being the simplest from the mathematical point of view, leads also to most convenient formulae for the programming of calculations on electronic computers and which do not require the intermediate, more intricate, cracovian square-root equations, which were essential in the method formerly used in Cracow (z, 28).
Using four heliometric series covering the period 1877-19I5-i.e., the Strasbourg (i 877-i 879) and Dorpat (i884-i885) series of Hartwig reduced by K. Koziel, the Bamberg series of Hartwig, part I(i89o-iq72) re-reduced by J.Maslowski and the Kazan series of Banachiewicz (i9to-iqis) re-reduced by J. 1Vlietelski - K. Koziel determined the libration constants, on adjusting these four series by means of the new method. At the invitation of Z. Kopal, the adjustment was performed on the electronic computer Mercury at Manchester University. On allowing for the irregularities of the Moon's limb according to Hayn's charts the following results were obtained:
_ -5' 09' 53" ± 4~, 5
--3o 10' 49„ ± 4„3
h = i5, 32„85 ± 0,185
I = 1 o 32, 04„ ± 7„0
f = 0•633 ± 0'0113
Taking into account for the first time the simultaneous determination of the constants of the forced libration together with those of free libration in longitude (A, a):
-5 )09, So„ ± 4 ~5

-3" 10' 47" ±44 Iz

15' 32"98 ±o°191I = 1" 32, 01„ ±7q1
  f = o'b33 ±o•ori~
  = 18 „7 ± 4„7
  334?3 ± 15`7 (r8oo•o).
  At the same time K. Koziel gave an exact proof for the uniqueness of the solution for f, which lies below the critical value o•662, and had performed a joint adjustment by eliminating the Moon's mean radius corresponding to each series, as it might be affected by the effect of irradiation. The above work has shown that only a joint analysis of several heliometric series, with a sufficient number of observations and covering a sufficiently long period, may be valuable from the point of view of the requirements of scientific exactitude.
  Moreover, K. Koziel (28) published a monograph The Libration of the Moon, which appeared as the second chapter in the collective work Physics and Astronomy of the Moon.
  J. Maslowski and J. Mietelski, respectively, finished in Cracow their re-reduction of the Bamberg series, part I, and Banachiewicz's Kazan series, and obtained the following results:
  Bamberg, I: Kazan:
  À = 5" 09' 26" + 5„` _51 10, 05" ± 6„z
  /3 =-3" 1" 00° ± 4.5 -3' 10, 52„ ± 6*3
  h = 15, 33~,03 ± 0„187 15'3I„82 ± 0 „281
  1- " 31' Sg„ + V8 i° 32' 37" ± io
  f= o'6z7 ± 0.0120 0•628 ± oroi9,
  15, 32,•98 ± 0 "012 15, 32~, 83 ± 6„0r9
  taking into account the irregularities of the '_Aioon's limb according to Hayn's charts.
 
 (from p. 224)
 
  J. Maslowski and J. ti'Tietelski also dealt in their paper (29) with the problem of the integration of the equation for the physical libration in longitude, by discussing the corresponding Mathieu equation, which is similar to Hill's equation. In conclusion, they confirmed the results of K. Koziel's solution (2, 28) and adopted a critical attitude towards 1\-Takover's (ao) suggestions.
  The Cracow University Observatory continues, as routine work, the observation of occultations.

PROPOSALS

J. Hopmann, Vienna University Observatory, suggests that on publishing coordinates of lunar objects their numbers should always be given according to the IAU catalogue Named Lunar Formations by Blagg and Müller, in addition to their names. This catalogue and the corresponding lunar atlas, so indispensable for the specialist, are, alas, long out of print. Therefore, it is desirable that the Union should undertake a new edition of the above-mentioned catalogue and lunar atlas.

H. Jeffrcys, Cambridge, suggests that, in view of the existence of the annual libration in longitude and the possible detectability of a libration with a period near three years, it is desirable that observations should be analyzed by three-year intervals for periods of one and three years; and since it seems possible that the term of period near three years may give y with as great or greater accuracy than g, results for y should be given as such; if expressed in terms off, the value for g, that is taken as standard, should be given explicitly.

The Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, puts forward the following
recommendations concerning lunar photographs:
(a) that the measures on each plate be published as soon as completed;
(b) that these be published as measured photographic coordinates free of refraction and instrumental errors, and as sclcnographic coordinates;
(c) that the measures be accompanied by all the details of the exposures, measures, and reductions, which are necessary for all possible applications or further reductions of the measures.

Les propositions de Th. Weimer de l'Observatoire de Paris sont les suivantes:
I. Après les résultats obtenus par K. Koziel (voir ci-dessus p. 217) pour les constantes de la libration physique, il conviendrait d'inviter la Commission q(Lphémérides) à utiliser ces nouvelles valeurs plutôt que celles de IIayn ou de Franz pour le calcul des librations physiques.
2. A partir de l'Assemblée Générale de Hambourg, la Commission 17 aura une compétence plus étendue. On pourrait profiter de ce changement pour élaborer, en application de l'article ig du Règlement de l'UAI, un règlement intérieur. Celui-ci précisera comment se feront les liaisons avec les Commissions voisines (Mécanique céleste, Planètes, Ephémérides) ; il exigera des membres une participation active à la vie de la Commission, ce qui implique, par exemple, que tout résultat nouveau soit communiqué sans retard au Bureau et au Comité d'Organisation. Ceux-ci pourront ainsi jouer pleinement leur rôle de coordination et d'information et donner chaque année, en plus d'une courte analyse des travaux publiés, quelques indications sur les recherches en cours dans différents établissements.

A. A. Yakovkin, Kiev, finds it desirable that the so-called libration effect in tile Nloon's radius be taken into account in the re-reduction of heliometric series.

BIBLIOGRAPHY

i. Nefediev, A. A. Izv. astr. Engelgardt. Obs. Kazansk., 34, 1963.
  2. Koziel, K. Acta Astr. Ser. a, 4, 61, 83, 99, 141, 153, 179, 1948-49 (see also (28) ).
 
 (from p. 225)
 
  3. Nefediev, A. A. Reports Sci. Conf., Kazan Univ., 1963
  4. Habibullin, Sh. T. Trud. gorodsk. astr. Obs. Kazanslz. Inst., 33, 1, 1961.
  5. Shakirov, K. S. Izv. astr. Engelgardt. Obs. Kazansk., 34, 1963
  6. Yakovkin, A. A. Izv. glav. astr. Obs. Kiev, 4, 3, ig6i.
  7. Gorynia, A. A. IFv. glav. astr. 06s. Kiev, 4, 35, 1962.
  8. Gavrilov, I. V., Kuryanova, A. A. Itiv. glaz. astr. Obs. K'iez,. (in press). g. Yalcovl:in, A. A. hi,,. glav. astr. Obs. Kiev, 4, 32, 1962.
  zo. Makover, S. G. I3jir11. Inst. TeorE't. flstr., 8, 249, 1962 ii. Astr. Cire. Acad. Sci., no. zr3-z33> i96i-63•
  i2. Watts, C. li. Astr. Papers Amer. Éph. N. A., 17, 1963.
  13. Kopal, Z. Astr. Contr. Llniv. Manchester Ser. III, no. 99, 1963. i¢. Iïopal, 'L. izth Intern. Astronaut. Congr., Acad. Press, 1963.
  15. Iiopal, Z. Planet. and Space Sci., 9, (>z5, i962.
  i6. Kopal, Z. Report 2, Dep. r\str. Univ. Manchester, iq63.
  17- Goudas, C. L. Note i, Dep. Astr. Univ. Manchester, 1963
  18. Weimer, 'Ch. Chapt. zo in Vie Moon, ]AU Symp. no. 14, N.Y., Acad. Press, 1962, p. 79.
  19. Tuzi, K., Naganc, K. Tohyo a.rtr. Rnll., 2nd Ser., no. s37, ig6i.
  20. Torao, M., Adachi, Y. Tokyo astr. 13rd1., 2nd Ser., no. i39, ig6i.
  21. Yasuda, IL, Kurihara, S. Tokyo astr. I3z+ll., 2nd Sec., no. 154, 1962.
  22. Yasuda, H., Fukaya, R., Hara, H. Tokyo astr. Bull., 2nd Ser., no. r53, ig6z.
  23. 1-asudl, H., Fukaya, R., Hara, 1-L, lna, T. Tokyo astr. Bzdl. znd Ser., 161, 196,3.
  24. Hirose, H. et al. Tokyo astr. Iüdl. znd Ser., no. i47, ig6i.
  25. Endô, Y. Tokyo astr. Mr/l. 2nd Ser., no. i59, 1963.
  26. Endô, Y. Tokyo astr. Obs. Report, 13, 12, 1962.
  27. Yamazaki, Y., Sugimoto, K., Mori, T., Nisimoto, 7'. llydrogr. I3u11. (Tokyo), no. 73, i963. z8. Koziel, K. in Physics and Astronomy of the Moon, ed. Z. Kopal, Acad. Press, i96z, p. 27-58
  29. Maslowski, J., Mietelslci, J. Acta ash'., 13, 135, 1963.
 
 
  K. KOZIEL
 President of the Commission

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IAU Transactions XIIA

Contents

REPORTS ON ASTRONOMY

Table of Contents

16. COMMISSION POUR L'ETUDE PHYSIQUE DES PLANETES ET DES SATELLITES

INTRODUCTION

II. ÉTUDE PHYSIQUE DE LA LUNE

i. Etude polariméirique

2. Etude photométrique

3. Action des protons du vent solaire

4. Luminescence du sol lunaire

5. Mesures thermiques

6. Mesures radioélectriques

7. Etude des échos radar

8. Cartographie de la surface lunaire

9. Etude télescopique de la surface lunaire

10. Formation des cratères

BIBLIOGRAPHIE

17. COMMISSION DU MOUVEMENT ET DE LA FIGURE DE LA LUNE

PROGRESS OF RESEARCH

-3" 10' 47" ±44 Iz

PROPOSALS

BIBLIOGRAPHY

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