Люди на Луне - Виталий Юрьевич Егоров

Самостоятельное исследование еще до LRO провели ученые Японии. Они использовали стереосъемку космического аппарата Kaguya. Трехмерную модель Луны, полученную благодаря стереосъемке Kaguya, сравнили со снимками астронавтов первой экспедиции в горную местность – Apollo 15. Результат сравнения вполне нагляден: пейзажи гор совпали.

Более высокое качество спутниковых снимков доступно благодаря зонду NASA LRO. Можно увлекательно провести время, прослеживая следы астронавтов и сверяя спутниковые снимки с обликом Луны, видимым на фотографиях, сделанных астронавтами Apollo.

Могли ли в 1960-е снять все лунные панорамы автоматическими станциями и почему качество лунных фотографий Apollo такое высокое?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Нет, не могли. Пленочные кадры астронавтов Apollo 1960–1970-х годов по ряду параметров превышают даже современные снимки луноходов и космонавтов на МКС.

Астронавты Apollo прислали множество красочных фотопанорам и отдельных снимков лунных пейзажей. Если сравнивать американские лунные снимки с кадрами советских и китайских луноходов, то становится очевидным сходство облика лунной поверхности. До первых высадок на естественный спутник Земли человек иначе представлял себе его «внешность». В иллюстрациях фантастических произведений и кинофильмов середины прошлого века преобладают острые формы рельефа – высокие горные пики, которые возможны, по мнению художников, в условиях низкой лунной гравитации и при отсутствии атмосферной эрозии. В действительности оказалось, что эрозия поверхности Луны все же есть, только вызвана падением на высоких скоростях мелких метеоритов и кометной пыли. Лунные просторы за миллиарды лет оказались серьезно сглажены постоянным воздействием из космоса. Значит, нельзя сымитировать облик поверхности Луны, не посмотрев на оригинал.

Кадр из фильма 1968 года «2001 год: Космическая одиссея» Стэнли Кубрика: острые пики гор, которые на Луне не встречались в местах посадки Apollo. 2001: A Space Odyssey

Сейчас нам уже известно, что пейзажи, запечатленные на фото- и кинопленке астронавтами Apollo, соответствуют реальному рельефу местности в местах посадок. Это известно благодаря современным данным орбитальных космических аппаратов Индии, Китая, Японии и США.

Но, чтобы увидеть лунные пейзажи, не обязательно отправлять на Луну человека. Так, Советский Союз начиная с 1966 года публиковал лунные панорамы, которые снимались автоматическими межпланетными станциями «Луна-9» и «Луна-13», а позже – «Луноход-1» и «Луноход-2». Сегодня панорамы «Луноходов» доступны на сайте Лаборатории сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ РАН). Снимки советских «Лун», как орбитальных, так и с поверхности, можно найти на сайте американского энтузиаста космонавтики Дона Митчелла (Don P. Mitchell).

NASA точно так же начинало покорение поверхности Луны с автоматических аппаратов. Зонды серии Surveyor («Сервейер») запускалась на Луну в 1966–1968 годах, и пять запусков из семи были удачными. В их задачу входила мягкая посадка, изучение грунта и получение панорамных снимков. Surveyor 3 высадился в Океане Бурь, куда позже прилетел Apollo 12.

Выходит, даже в 1960-х годах Луну с поверхности фотографировали без прямого участия человека. И раз так, можно ли считать фотографии, привезенные астронавтами Apollo, доказательством их полетов? Чтобы ответить на этот вопрос, следует узнать разницу в технологиях получения изображений и сравнить результаты пилотируемых и беспилотных полетов.

Автоматические межпланетные станции 1960-х годов использовали несколько способов получения и передачи изображения на космические расстояния. В Советском Союзе этим занимались во Всесоюзном научно-исследовательском институте телевидения в Ленинграде, затем работы перенесли в НИИ-885 в Москве. В Ленинграде делали камеру «Енисей», которая впервые показала человечеству обратную сторону Луны с космического аппарата «Луна-3». Камера была пленочной, и на борту «Луны-3» происходили все процессы проявления, закрепления и сушки пленки. Затем пленка сканировалась: электронно-лучевая трубка и фотоэлектронный умножитель преобразовывали изображение в электрические сигналы, и затем информация передавалась по радиосвязи. Сам аппарат «Луна-3», вероятнее всего, сгорел в плотных слоях атмосферы Земли. Схожий принцип съемки использовали американские аппараты Lunar Orbiter. В обоих случая пленка использовалась как долговременный носитель информации, необходимый для съемки с быстро перемещающихся аппаратов.

В последующие годы панорамные камеры для «Лун» и «Луноходов» создавали в НИИ-885. Их камера уже не требовала фотопленки, но нуждалась в большом запасе времени на каждую панораму, которую получали построчным сканированием местности – до 100 минут на одну панораму. Фотоумножитель преобразовывал поступающие в камеру фотоны света в электрические сигналы, которые передавались на Землю по радиосистеме и записывались на магнитные пленки на принимающих станциях.

Другая технология, которая применялась для быстрой передачи изображения на Землю, – телевидение. Малокадровая система передачи информации «Луноходов» осуществлялась технологией видикона. На создание одного кадра камере требовалось от 3 до 20 секунд. Похожая технология использовалась в американских автоматических станциях Surveyor, там на построение одного кадра уходило от 20 до 61 секунды.

В обоих случаях – что с фотоумножителем, что с видиконом – технология получения изображений значительно уступает качеству пленочной фотографии. Даже современная цифровая фотография не способна конкурировать с пленкой по числу точек изображения (пикселей). К примеру, в программе Apollo использовалась цветная пленка SO-368, Kodak Ektachrome MS для камер Hasselblad, она имела разрешение 63 пары линий на миллиметр, что дает 7560×7560 для кадра шириной 6×6 см, или 57,15 мегапикселя. Для сравнения: современная цифровая камера Hasselblad 907X, выпущенная специально к 50-й годовщине первой пилотируемой посадки на Луну, имеет среднеформатную матрицу с разрешением 50 мегапикселей.

Луна в съемке пленочной камеры «Зонда-8». USGS, МИИГАиК

Этот показатель в несколько раз превосходит характеристики камер китайского лунохода Yutu (2013 год) или марсохода Curiosity («Кьюриосити», 2012 год), у камер которых размер матрицы не превышает 5 мегапикселей.

Поэтому даже современные снимки поверхности Луны, полученные китайскими зондами, уступают по качеству пленочным американским кадрам 1960–1970-х годов. Если бы сегодня космонавты или астронавты высадились на Луну и использовали самые современные зеркальные цифровые фотокамеры, то они также не смогли бы превзойти съемку Apollo по некоторым показателям.

В то же время пленка имеет главный недостаток, который не позволяет эффективно использовать ее в космосе: необходимость возвращения на Землю. Можно сканировать и на борту, как в случае с Lunar Orbiter, но наземные сканеры лучше, поэтому оптимальный способ применения пленки – доставить ее до фотолаборатории на Земле.

Советские беспилотные космические аппараты «Зонд-6» и «Зонд-8», совершившие облеты Луны, несли возвращаемый отсек, где располагалась фотолаборатория. Фактически это были испытания кораблей для будущих пилотируемых полетов, но, пока технология была сырой и риск запуска космонавтов слишком высок, запускались научные приборы и эксперименты. В их числе были и пленочные фотокамеры, которые возвращались на Землю. Благодаря им советская космонавтика смогла получить свои цветные фотографии Земли с лунопереходной орбиты и