Люди на Луне - Виталий Юрьевич Егоров

панорамная фотосъемка местности. С каждой высадкой число таких панорам росло, и на некоторых снимках в кадр попадало Солнце. Как оказалось, солнце в съемке лунных астронавтов отличается от того солнца, что снимали во время околоземных полетов кораблей Gemini («Джемини») во второй половине 1960-х годов или снимают с современной Международной космической станции. «Лунное солнце» окружено характерным ореолом, тогда как у «орбитального солнца» он отсутствует. Подобное явление вызывает ощущение, что лунная съемка проводилась в среде, где есть рассеяние света, например в атмосфере.

Чтобы разобраться в причинах появления ореола вокруг «лунного солнца», необходимо учесть технические различия между съемкой из космоса и с поверхности, а также особенности лунных условий.

Солнце, снятое с Луны экипажем Apollo 17 (слева) и с околоземной орбиты экипажем Gemini 6 (справа). NASA

Модель Hasselblad Data Camera с поляризационным фильтром (слева) и без него. Hasselblad, NASA

В программе Apollo во время выходов на поверхность использовалась специально подготовленная Hasselblad Data Camera с объективом Zeiss Biogon f/5.6–60 мм. Эта камера редко использовалась для съемки с орбиты. Если же ознакомиться с техническим описанием камеры на сайте NASA, то встречается упоминание поляризационного фильтра, который мог применяться астронавтами. Может ли такой фильтр привести к возникновению подобного эффекта на снимках?

Фотографы используют поляризационные фильтры как раз с целью избавления от лишних бликов, но такие фильтры требуют дополнительной работы, поскольку их эффективность зависит от положения относительно источника света. Видимо, поэтому такие фильтры не пользовались популярностью у астронавтов – на Луне у них работы хватало и без этого. На многочисленных снимках с поверхности, где видны камеры в руках командира и пилота лунного модуля, не наблюдается фильтров на объективах.

Если поляризационные фильтры были необязательным атрибутом, то другая модификация камеры, способная влиять на качество съемки, была на всех экземплярах Hasselblad Data Camera Apollo. Это так называемая пластина Réseau (от французского «сетка»), благодаря которой на всех снимках с поверхности Луны видны характерные черные крестики. Для ученых такие метки (их называют «фидуциальные маркеры» или «опорные точки») важны как средство определения ошибок в размещении пленки в фотокамере или ошибок сканирования пленки. Если на итоговом изображении расстояние между метками везде равное, значит, печать прошла без ошибок. Для остальных же эти крестики просто любопытная деталь изображения, сохраняющая романтику лунных экспедиций на заре космонавтики.

Лунные камеры Hasselblad без поляризационных фильтров в руках астронавтов разных экипажей Apollo. NASA

Чтобы создать такую сетку на всех снимках, в камеры устанавливалось дополнительное стекло, на которое и были нанесены эти крестики. Стекло практически прижималось к пленке, поэтому кроме опорных крестиков на него наносили электропроводящее покрытие, чтобы пленка от трения в вакууме не электризовалась и возникающие искры не засветили ценные кадры. Судя по обычным лунным кадрам, стекло и покрытие никаким образом не снижали качество изображений. Однако избыток яркого солнечного света мог привести к дополнительному рассеянию на стекле и его покрытии.

К сожалению, пока мы не имеем возможности перепроверить гипотезу о влиянии пластины Réseau или объектива Zeiss Biogon на фотографии Солнца с Луны. В орбитальных полетах эти камеры Солнце не снимали, а с Луны больше никто, кроме астронавтов Apollo, не фотографировал его. На современных китайских снимках автоматических станций можно найти лишь единичную панорамную серию с Солнцем в кадре, но там слишком сильная засветка, чтобы сказать однозначно, виден ореол или нет.

Съемка эффекта свечения лунного горизонта (Lunar Horizon Glow) автоматическими станциями Surveyour. NASA

Хотя возможна и сугубо лунная причина появления такого эффекта – окружающая среда. Даже если сравнивать с условиями на Земле, газовая атмосфера нашей планеты сама по себе не создает подобных ореолов вокруг Солнца и Луны. И для них существует специальный термин – «галó». Земное гало – это атмосферное явление, возникающее, когда солнечный свет проходит через тонкие облака мельчайших кристаллов льда на высоте 5–10 км. Шестиугольная структура кристалла воды приводит к тому, что земное гало имеет угловой диаметр 22 градуса, а на снимках астронавтов Apollo солнечный ореол имеет диаметр примерно 24,5 градуса.

Хотя привычной для людей атмосферы у Луны нет, но она не окружена абсолютным вакуумом. Впервые этот факт смогли подтвердить в ходе программы автоматических станций NASA Surveyor. Оказалось, что на границе между освещенной и теневой сторонами Луны, если смотреть из тени, наблюдается свечение над горизонтом.

Подобное явление описывали и астронавты из экспедиций Apollo 15 и Apollo 17. Впоследствии красивый снимок свечения лунного горизонта удалось сделать при помощи звездного датчика лунного зонда NASA Clementine в 1990-е годы.

Ночная сторона Луны, звезды и Венера в съемке автоматической межпланетной станции Clementine. NASA

Свечение лунного неба регистрировалось и советскими «Луноходами». Этот эффект вызван мелкими пылевыми частицами, которые находятся в окололунном пространстве и рассеивают солнечный свет.

Сегодня ученые рассматривают несколько гипотез о причинах таких «пылевых бурь». Малый зонд LADEE NASA в 2014 году обнаружил, что удары микрометеоритов и межпланетной пыли о поверхность Луны способны поднимать асимметричные облака сильно разреженной пыли вокруг естественного спутника Земли. А в наземных экспериментах ученые подтвердили возможность электризации и перемещения лунной пыли под действием солнечного ультрафиолетового излучения и солнечного ветра.

Эффект гало вокруг отражения солнечного света от теплоизоляции лунного модуля Apollo 11. NASA

Любопытно, что Солнце в кадрах экспедиций Apollo оказывалось только в момент более низкого положения к горизонту. Позже оно поднималось выше, и на панорамы попадали только лучи боковой засветки. Именно в таком, близком к горизонту положении светила, когда лучи проходят наибольший путь вдоль поверхности, лунная пыль способна оказать наибольший рассеивающий эффект. Если бы кому-то из астронавтов перед взлетом с Луны удалось снять солнечный диск, то мы могли бы сравнить эффект гало раннего утра и ближе к полудню и определить, причастна ли к нему лунная пыль.

Эффект «лунного гало» на снимках астронавтов Apollo 12, 14, 15 и 17. Во всех случаях сохраняется равный диаметр внутреннего и внешнего ореола. NASA

Впрочем, более вероятной причиной «лунного гало» на снимках астронавтов Apollo остаются особенности оптики применяемых камер: либо объектива Zeiss Biogon, либо пластины Réseau, либо их сочетание. Подтверждением тому может быть похожее гало от блестящего элемента теплоизоляции Apollo 11.

Солнце в