Относительные расстояния от Солнца до планет были известны ещё со времён Кеплера ("квадраты звёздных периодов относятся как кубы больших полуосей их орбит"), а вот общий масштаб Солнечной системы более-менее надёжно удалось установить лишь в 1761-69, когда было измерено расстояние от Земли до Венеры путём её наблюдения на фоне солнечного диска. Прохождение Венеры по Солнцу - весьма редкое событие, наблюдать его можно было в 1631, 1639, 1761, 1769, 1874, 1882, 2004; ближайшее будет 06.06.2012, а следующее - аж в 2117.

Другими словами, современники Ньютона измеряли межпланетные расстояния в астрономических единицах (а.е.), но у них была проблема: как выразить астрономическую единицу в километрах? Не такой уж простой вопрос, как может показаться.

Попробуем понять, что было известно на этот счёт в середине XVIII века.

Во-первых, было известно сочинение Аристарха Самосского об определении расстояния до Солнца по квадратуре Луны (квадратура Луны - это конфигурация, когда Луна является вершиной прямого угла Солнце-Луна-Земля, см. рисунок). Получалось, что 1 а.е. = 7,3 млн.км. Ошибка в 20 раз объясняется тем, что момент времени, когда Луна находится в квадратуре, требовалось устанавливать с точностью до минуты, а в ту эпоху даже с точностью до часа это вряд ли было возможно - но об этом далеко не сразу догадались. Хотя по сути это был вполне научный метод. Примерно таким же (7 млн.км.) считал расстояние до Солнца и Тихо Браге.

Что касается "Аристарха Самосского", то под этим именем писал, в частности, Жиль Роберваль (1604-1675), издавший в Париже в 1644 книгу "О системе мира, о его частях и свойствах": прятаться за псевдонимом вынуждали гонения на сторонников Коперника. Интересное для нас сочинение Аристарха "О размерах и взаимных расстояниях Солнца и Луны" было впервые издано по-гречески в Оксфорде в 1688 Валлисом и по-латыни в Пизе в 1572 Федерико Коммандино. (Последний также подготовил к публикации латинские тексты Архимеда, Евклида, Паппа Александрийского, Аполлония Пергского, Герона.)

Но дата «1572» нуждается в уточнении. В эпоху инквизиции для коперниканцев было естественно издавать свои труды с подложной датой и под абстрактным именем типа "Бурбаки" - трактат "О размерах..." вполне мог появиться после 1616 года, то есть даты церковного осуждения Коперника.  Официальная биография Аристарха полна противоречий: например, он был знаком с учением Коперника и юлианским календарём (!).

Во-вторых, был известен результат, полученный британскими учёными - при  прохождении Венеры по диску Солнца в 1639 году они измерили угловой размер планеты, и далее использовали гипотезу (не имевшую научных оснований) о том, что радиус планеты пропорционален её расстоянию до Солнца. Их результат - 33 млн.км. - был опубликован Гевелием в Гданьске лишь в 1662.

Имена сих британских учёных (точнее, персонажей, выдуманных Робертом Мореем) - Иеремия Хоррокс и Уильям Крабтри. Согласно легенде, Хоррокс родился  в 1617 в Ливерпуле - рыбацком посёлке с населением порядка тысячи, при жизни ничего не опубликовал, умер  в 22 года. Три года провёл (якобы) в Кембриджском университете, который не закончил, в остальное время жил, как правило, в малонаселённых пунктах с несколькими десятками жителей. Был беден, но, по уверениям биографов, знал все астрономические трактаты и имел многолетний опыт наблюдений за небом! О его напарнике словарь Брокгауза и Ефрона говорит так: "Крабтри - английский астроном начала XVII века. Точных биографических сведений о нём не имеется (!), но известно, что он наблюдал в Брайтоне близ Манчестера прохождение Венеры перед диском Солнца в 1639 г." В назидание маловерам, англичане в 1903 повесили мемориальную доску на Манчестерскую ратушу в его честь, а по случаю прохождения Венеры по Солнцу в 2004 году - ещё несколько, в разных местах.

Помимо мемориальных досок, в "Записках Коллоквиума Международного Астрономического Союза" (№196 за 2004 г.) было опубликовано историко-научное исследование Н.Коллерстрома из Лондона, автор которого приоткрывает завесу над историей опубликования переписки Хоррокса и Крабтри. Весной 1661 по случаю коронации Карла Второго, Англию посетил Христиан Гюйгенс. К слову сказать, коронация Карла II была назначена на 3 мая - в этот день имело место прохождение Меркурия по Солнцу: в те времена астрономическим явлениям придавали большое значение.

 21 апреля Гюйгенс обедал с лородом Уильямом Брункером и Робертом Мореем, который и передал ему рукописи и письма безвестных астрономов из отдалённых районов Северной Англии, датированные 1640-м годом, с просьбой посодействовать их опубликованию на континенте. Сам Гюйгенс опубликовать это дело не решился, но, пользуясь своим авторитетом, передал эту просьбу польскому астроному Гевелию.

 В 1661 Королевское общество только создавалось, оно ещё не получило особого статуса и привилегий (хартия была подписана Карлом II в 1662), демонстрация признанных на континенте научных достижений стояла весьма остро. Да и перед другими странами следовало заявить о себе, чтобы активней подключиться к европейской научной переписке. В таких условиях отцы-основатели Королевского общества Брункер и Морей вполне могли приписать авторство некоторых известных им сведений об устройстве Солнечной системы вымышленным английским самородкам.

Любопытно, что после измерений Кассини и Рише (о них речь ниже) англичане решили исправить хорроксовские 33 млн. км на 95. Коллерстром пишет, что Гевелий якобы перепутал цифры и опубликовал для параллакса Солнца значение 41'' (отвечающее 33 млн.км ) вместо 14'' (95 млн.км ). Будто бы потому, что не был морально готов к столь радикальному увеличению размеров Солнечной системы! Дескать, в утерянной рукописи были более правильные 14'' - несмотря на то, что метод, приписываемый Хорроксу-Крабтри вряд ли можно назвать вполне научным.

В-третьих, в 1672 астрономическую единицу измерили Кассини и Рише. Они одновременно наблюдали за Марсом на фоне звёзд из двух удалённых друг от друга пунктов земной поверхности (Кассини был в Париже, Рише - во французской Гвиане) в момент наибольшего приближения Марса к Земле.  Кассини и Рише получили 140 млн.км., оценив ошибку своих измерений в 30%; Лакайль в 1752 подтвердил результаты Кассини.

Это сейчас историки науки умиляются: дескать, иезуитский астроном Кассини ещё в 1672 определил расстояние от Земли до Марса (и, стало быть, до Солнца) с точностью аж 7%! А в XVIII веке у астрономов и прочих не было особых оснований доверять именно Кассини. Во-первых, Кассини много чудачил: отвергал не только закон всемирного тяготения, но и первый закон Кеплера (он предлагал заменить эллипсы кривыми, получившими впоследствии название овалов Кассини); также он ошибочно считал Земной шар вытянутым, а не сплюснутым эллипсоидом, имел и другие заблужения. Во-вторых, с иезуитами многие держали ухо востро, тем более, что пост директора Парижской обсерватории принадлежал семье Кассини вплоть до 1793, и каждый из потомков выдающегося астронома  старался отстаивать заблуждения своих предков (а Лакайль, заметим, был обязан своим положением Кассини-сыну). В-третьих, результаты Кассини очень уж сильно расходились с Хорроксом и Аристархом. Впрочем, сэр Исаак Ньютон в конце концов поверил результатам Кассини: если в первом издании "Начал" (1687) приводится значение параллакса Солнца, отвечающее расстоянию до Земли в 33 млн.км., то во втором - уже 133 млн.км..

Впрочем, англичане время от времени вполголоса замечают, якобы их королевский астроном Флемстид измерил астрономическую единицу, наблюдая за Марсом одновременно с Кассини и независимо от него; правда, в детали этой истории стараются не вдаваться и подробностей этих измерений не афишируют.

В общем, к 1750-м с достоверными сведениями о расстоянии до Солнца и ближайших планет было негусто.

Вспомним ещё, что в XVIII веке мореплаватели только начали осваивать просторы Тихого океана и трансатлантическую работорговлю, человечество только-только почувствовало конечность Земного шара. Можно  пофантазировать насчёт того, что горячие головы стали мечтать о (воздушных-эфирных) кораблях на Марс и Венеру и покорении тамошних аборигенов.

Так или иначе, монархи Англии, Франции, России, Дании профинансировали ряд экспедиций в 1761 и 1769 для наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца. Наблюдения проводились по методике Галлея, который извлёк уроки из своих наблюдений Меркурия, предсказал прохождение Венеры по Солнцу в 1761 и 1769 и написал соответствующее руководство. Надо сказать, что к 1750-м вскрылись многие ошибки Кассини (насчёт формы Земли, формы земной орбиты, декартовых вихрей), а авторитет Галлея вырос вследствие предсказанного им появления кометы в 1758 году. Основой метода Галлея было одновременное наблюдение Венеры из двух удалённых друг от друга точек Земли.

Ошибка измерений 1761-69 годов составила всего 2-3% (повысить точность мешала атмосфера Венеры), а многочисленность экспедиций послужила гарантией достоверности. Мечты о космических экспедициях (если таковые имелись) пришлось отбросить. Астрономическая единица была наконец-то измерена, и теперь можно было судить, кто из предшественников подошёл к истине наиболее близко. 

Более точные измерения стали возможны лишь в начале прошлого века, после открытия в 1898 астероида Эрос, который подходит к Земле в 2,5 раза ближе Марса. И лишь во второй половине ХХ века, благодаря развитию радиолокации, астрономическая единица была измерена с впечатляющей точностью: 149597870691 метр.

Более точное измерение вряд ли уже имеет смысл, ожидать прогресса в этом направлении не следует. Однако в следующем году следует ожидать прохождения Венеры по диску Солнца (6 июня) и соответствующей активности британских учёных по пропаганде достижений мифических гениев старой доброй Англии.