Снимки обратной стороны луны: Уникальное фото: темная сторона Луны на фоне Земли

ПЕРВОЕ ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ЛУНЫ

Родионова Ж.Ф., Шевченко В.В.

7 октября 1959 г. советская автоматическая станция «Луна 3» впервые сфотографировала
западную часть обратной стороны Луны и передала эти снимки на Землю. Таким образом, 1959
год стал началом новой эры в области исследований небесных тел и картографирования Луны.
Фотосъемка продолжалась в течение 40 минут. При разработке оборудования для фотосъемки и
передачи изображений с автоматической станции была создана система ориентации, состоявшая
из оптических и гироскопических датчиков, логических электронных устройств и управляющих
двигателей, разворачивавших станцию в нужном направлении. Фотосъемка осуществлялась
камерой с двумя объективами, имевшими разные фокусные расстояния. Фотопленка проявлялась,
фиксировалась, промывалась и высушивалась автоматическими бортовыми устройствами, а затем
изображение передавалось по команде с Земли на наземные приемные станции (Первое
фотографирование обратной стороны Луны, 1959 г. ). Изображения восточной части видимой
стороны и западной части обратной стороны Луны были переданы на Землю по радиосвязи.

Рис.1. Размещение приборов на автоматической межпланетной станции «Луна 3».

Рис.1. Размещение приборов на автоматической межпланетной станции «Луна 3».

Легендарный конструктор космической техники, соратник и заместитель главного
конструктора Сергея Павловича Королёва, академик Борис Евсеевич Черток в своих
воспоминаниях о событиях далекого октября 1959 года так описывал эпизод получения первых
фотографий обратной стороны Луны (Черток 1996):
«Я пристроился рядом с Богуславским у аппарата открытой записи на электрохимической бумаге.
С приемного пункта докладывали:

— Дальность — пятьдесят тысяч. Сигнал устойчивый. Есть прием!

Дали команду на воспроизведение изображения. Опять ответственность лежит на ФТУ. На
бумаге строчка за строчкой появляется серое изображение. Круг, на котором различить
подробности можно при достаточно большом воображении.

Королев не выдержал и ворвался к нам в тесную комнатку.

— Ну что там у вас? — У нас получилось, что Луна круглая, — сказал я.

Богуславский вытянул из аппарата записанное на бумаге
изображение, показал Королеву и спокойно разорвал. СП даже не возмутился.

— Зачем же так сразу, Евгений Яковлевич? Ведь это первый, понимаешь, первый!

— Плохо, много всякой грязи. Сейчас мы уберем помехи и следующие кадры пойдут нормально.
Постепенно на бумаге появлялись один за другим все более четкие кадры.

Мы ликовали, поздравляли друг друга. Богуславский успокаивал, что на фотопленке, которую
обработаем в Москве, все будет гораздо лучше».

Рис. 2 Снимки обратной стороны Луны, полученные АМС «Луна 3» в 1959 г.

Рис. 2 Снимки обратной стороны Луны, полученные АМС «Луна 3» в 1959 г.

Рис. 2 Снимки обратной стороны Луны, полученные АМС «Луна 3» в 1959 г.

Рис. 3 Первые публикации по материалам съемки АМС «Луна 3» 1959 г. и 1960 г.

Рис. 3 Первые публикации по материалам съемки АМС «Луна 3» 1959 г. и 1960 г.

Рис. 3 Первые публикации по материалам съемки АМС «Луна 3» 1959 г. и 1960 г.

На этих снимках поверхность Луны была запечатлена при освещении солнечными лучами,
падающими при углах наклона близких к 90 градусам. В таких условиях на лунной
поверхности плохо различаются отдельные формы рельефа, но хорошо видны детали альбедо
(темные и светлые участки). К тому же множество помех отобразилось на снимках. Все это
естественно мешало дешифрированию фототелевизионных изображений. Разработка методов
изучения этих снимков, выявление деталей лунной поверхности, а также составление
первой карты обратной стороны Луны были выполнены под руководством Ю. Н. Липского
(Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ) и Н.А.Соколовой
(Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии) в
Москве. Одновременно и независимо такая же работа была осуществлена под руководством
А.В. Маркова (Главная астрономическая обсерватория Академии наук СССР в Пулково) и в
Харькове под руководством Н.П. Барабашова (Астрономическая обсерватория при
Харьковском государственном университете им. А.М. Горького).

Подробное описание аппаратуры, методов получения изображений, дешифрирования снимков и
результатов их обработки приведено в Атласе обратной стороны Луны, 1960 г (Атлас обратной
стороны Луны, 1960). Диаметры оригинальных крупномасштабных и мелкомасштабных изображений
лунного диска, полученных фоторегистраторами на Земле, составляли 25 и 10 мм
соответственно. Были также использованы позитивы на фотобумаге и на фотопленке,
изготовленные на аппаратах, воспроизводящих изображения по сигналам АМС, записанным на
магнитную ленту. На этих позитивах диаметры лунного диска составляли 100 мм для
мелкомасштабных фотографий и около 250 мм – для крупномасштабных. Многократная
повторная запись всех кадров в специально подобранных режимах работы аппаратуры
(фотометрические разрезы) позволила в последующем повысить возможности дешифрирования
изображений московской группой ученых. Метод фотометрических разрезов состоял в
многократном усилении радиотехническими средствами контрастов между имеющимися на
негативе деталями выборочно, по участкам, сходным по своим фотометрическим свойствам.

Рис. 4. Карта обратной стороны Луны 1960 г.

Рис. 4. Карта обратной стороны Луны 1960 г.

Насколько нам известно, в России не было опубликовано своих карт Луны до 1960 года.
Однако, первая в мире «Карта обратной стороны Луны» была составлена и издана в СССР. В
процессе дешифрирования все образования лунного рельефа были разделены на три категории.
К первой из них отнесены образования, имеющие четкие очертания и хорошо различимые на
трех и более кадрах, а также все объекты краевой зоны видимого полушария. Ко второй
категории отнесены образования, заметные только на двух кадрах. К третьей категории —
образования, имеющие нечеткие очертания. Особыми условными знаками на карте выделены
образования более темные и более светлые, чем окружающая местность и лучевые системы. По
известным координатам станции, и ее расстоянию от Луны была построена координатная сетка
во внешней перспективной проекции, использованная для привязки деталей видимой стороны
Луны, чтобы по известным деталям лунной поверхности осуществить координатную привязку
неизвестных до этого образований на обратной стороне Луны. По правилам, принятым
Международным астрономическим союзом, имена лунным образованиям даются в память уже
умерших деятелей науки и техники. Более того, соответствующие структуры МАС не
рассматривают предложения ранее, чем через три года после смерти человека, память о
котором предполагается увековечить. Таким образом, обеспечивается высокая ответственность
при принятии решения. Ведь сохранившиеся со времен Дж. Риччиоли названия просуществовали
уже в течение веков. И те имена, которые помещаются на лунные карты в наши дни, также
останутся в истории человечества навечно.

С.П. Королев по возвращении в ОКБ начал
приглашать к себе астрономов, с которыми рассматривал фотографии и советовался, какие
имена присвоить вновь открытым образованиям на невидимой стороне. Борис Евсеевич Черток в
своей книге пишет: «Королев был стратег. Он спешил взять инициативу в свои руки, опасаясь,
что ее захватят в будущем, те, кто получит лучшие снимки. Надо взять все, что можно от
каждого космического успеха.

27 октября в газетах была опубликована фотография
обратной стороны Луны. Казалось триумф был полный. Но с присвоением имен получилась
осечка. Вмешался ЦК КПСС, и столь ответственная работа была поручена специальной комиссии
президиума Академии наук. После долгих споров предложения о наименованиях были переданы в
ЦК для одобрения. Там не спешили… Решение президиума Академии после всех согласований
было опубликовано только 18 марта 1960 года. В первоначальном проекте наименований не
было Курчатова. После его смерти в феврале Келдыш и Королев добились включения его в
список. Теперь его имя на карте Луны соседствует с Джордано Бруно.»

XI-ая Генеральная ассамблея МАС, состоявшаяся в 1961 г. в г. Беркли (США), Резолюцией № 2
Комиссии 16 утвердила первые 18 названий объектов на обратной стороне Луны (Resolutions
Adopted at the GeneralAssemblies). Таблица 1 представляет собой фотокопию страницы материалов
XI-ой Генеральной ассамблеи МАС, на которой приведен указанный список.

Таблица 1 (Transactions of the International Astronomical Union, 1961).

Снимки, полученные с борта АМС «Луна-3», позволили обнаружить разветвленную
лучевую систему кратера Джордано Бруно, сложную структуру дна кратера Циолковский,
показать вновь обнаруженные светлые лучевые системы. Интересно отметить, что контур
западной границы образования, названного на этой карте Морем Мечты, является западным
краем бассейна, названного на современных картах бассейном Южный полюс — Эйткен. На карте
также выделены образования более темные относительно окружающего вала кратеров.
Поскольку, как было указано выше, первая карта обратной стороны Луны была построена в
ортографической проекции, и центральным меридианом был выбран меридиан +120°, Море
Краевое, Море Смита и Море Гумбольдта, рассоложенные в либрационной зоне, показаны с
наименьшими искажениями. Название Море Москвы (в латинском варианте Mare Moscoviense
), официально утвержденное на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза
в августе 1961 года, нарушало сложившийся десятилетиями порядок именования лунных морей
на видимой стороне Луны. Моря обычно называли или различными душевными состояниями (Море
Спокойствия, Моря Ясности, Море Мечты и пр. ) или связанными с водой словами (Море
Влажности, Море Волн, Море Паров и пр.). Многие споры по поводу этого названия удалось
остановить французскому астроному Одуену Дольфюсу, который сумел успокоить
астрономическое сообщество и остановить диспут, заметив, что «Москва — это, по сути, тоже
душевное состояние»

Диаметр полушария Луны на карте составил 34,76 см. Координатная сетка проведена
через 10 градусов. Карта, помещенная в Атласе обратной стороны Луны,
была разделена на четыре части, которые составлены с перекрытием между ними.
Исходным материалом для восточной части видимой стороны (западной части карты)
использована карта Уилкинса (Wilkins 1958). В этой зоне показаны Море Гумбольдта, кратеры
Эндимион и Клеомед, Море Змеи, Море Кризисов, Море Краевое, Море Смита, Море Волн, Море
Пены, Море Изобилия, кратеры Лангрен, Венделин, Петавий, Море Южное. Детали обратной
стороны Луны, впервые увиденные землянами, показаны на ней условными знаками, их
координаты определены в единой селенографической системе координат. На
обратной стороне показаны кратеры: Джордано Бруно, Максвелл, Ломоносов, Эдисон,
Жолио-Кюри, Жюль Верн, Герц, Попов, Лобачевский, Пастер, Цзу Чун-чжи, Менделеев,
Циолковский, Склодовская-Кюри, Курчатов, а также Море Москвы, Море
Мечты, Залив Астронавтов. Светлому протяженному образованию, которое по аналогии с
некоторыми деталями рельефа видимого полушария было идентифицировано, как горная
структура, было дано название Хребет Советский. Однако, последующие съемки при различных
условиях освещения не подтвердили наличие в этом
месте горного хребта и название удалили из списков наименований. Также
в современной номенклатуре не сохранилось название Залив Астронавтов, хотя
соответствующее морфологическое образование более поздними съемками было подтверждено.

Для сравнения на рис. 5 приведены карта отражательной способности сфотографированной области,
построенная пулковскими астрономами, и карта обратной стороны Луны, составленная по
материалам АМС «Луна 3» в Аризонском университете (Whitaker 1963).

Рис.5. Карты обратной стороны Луны, составленные по снимкам АМС «Луна 3» (слева — в
Пулковской обсерватории, справа в Аризонском университете США, 1963 г.)

Рис.5. Карты обратной стороны Луны, составленные по снимкам АМС «Луна 3» (слева — в
Пулковской обсерватории, справа в Аризонском университете США, 1963 г.)

Рис.5. Карты обратной стороны Луны, составленные по снимкам АМС «Луна 3» (слева — в
Пулковской обсерватории, справа в Аризонском университете США, 1963 г.)

Рис.6. Карта Обратной стороны Луны, составленная по снимкам АМС «Луна 3» методом светотени
(ЦНИИГАи К и ГАИШ , 1963 г.) и современный снимок КА « Лунар Реконнеисенс орбитер».

Рис.6. Карта Обратной стороны Луны, составленная по снимкам АМС «Луна 3» методом светотени
(ЦНИИГАи К и ГАИШ , 1963 г.) и современный снимок КА « Лунар Реконнеисенс орбитер».

Рис.6. Карта Обратной стороны Луны, составленная по снимкам АМС «Луна 3» методом светотени
(ЦНИИГАи К и ГАИШ , 1963 г.) и современный снимок КА « Лунар Реконнеисенс орбитер».

Большой популярностью в шестидесятые годы прошлого столетия пользовался Глобус
Луны, составленный по материалам съемки АМС «Луна 3» ЦНИИГАиК и ГАИШ в 1961 г ..

Рис. 7. Карта сегментов первого глобуса Луны с изображением
части обратной стороны, сфотографированной АМС «Луна 3». Оригиналы этого глобуса использовались
также для создания глобусов в разных странах.

Рис. 7. Карта сегментов первого глобуса Луны с изображением
части обратной стороны, сфотографированной АМС «Луна 3». Оригиналы этого глобуса использовались
также для создания глобусов в разных странах.

Рис. 8. Первый Глобус Луны (1961 г.) с изображением части
обратной стороны и глобус, изданный по нашим оригиналам за рубежом в 1963 г.

Рис. 8. Первый Глобус Луны (1961 г.) с изображением части
обратной стороны и глобус, изданный по нашим оригиналам за рубежом в 1963 г.

Рис. 8. Первый Глобус Луны (1961 г.) с изображением части
обратной стороны и глобус, изданный по нашим оригиналам за рубежом в 1963 г.

Интересно отметить, что зарубежные глобусы Луны продавались на
аукционах. В интернете можно найти такие публикации, как приведенный ниже материал.

Rare Moon globe, yet without Moon back, listed is the «limit of the photographed area with the
automatic interplanetary station (Lunik 3) on 7/10/1959» and the «evening border at the shooting time,»
also the «point of impact of the Soviet cosmic rocket (Lunik 2 ) on 09.13.1959.

Рис. 9. Сотрудники ГАИШ Липский Ю.Н. (стоит) Ситник Г.Ф,
Псковский Ю.П., Григорьева Н.Б. рассматривают первый глобус Луны, на котором отображена часть
обратной стороны, сфотографированная АМС «Луна 3» (1961 г.).

Рис. 9. Сотрудники ГАИШ Липский Ю.Н. (стоит) Ситник Г.Ф,
Псковский Ю.П., Григорьева Н.Б. рассматривают первый глобус Луны, на котором отображена часть
обратной стороны, сфотографированная АМС «Луна 3» (1961 г. ).

В заключение можно отметить, что Море Москвы оказалось уникальным местом.
Современные исследования (Pieters et al, 2011)
показали например, что в южном и северном районах моря найдены базальты с высоким
содержанием алюминия. В молодых базальтах (2,7-1,2 млрд. лет) в западной части Моря Москвы
обнаружены участки с высоким содержанием окислов железа и титана. Детальный анализ всего
бассейна Моря Москвы показал наличие минералов: ортопироксена, оливина и шпинели, богатой
магнием. Высокая концентрация розовой шпинели была выявлена в двух участках Моря Москвы.
Некоторые разновидности шпинели считаются драгоценными минералами.

Использованная литература:

Атлас обратной стороны Луны (1960) под редакцией
Н.П. Барабашова, А.А. Михайлова, Ю.Н. Липского.. Изд-во Академии наук СССР. Москва 1960,
149 с. 30 рисунков.

Линдер И.(1961) .Симпозиум «Луна». Наука и жизнь №3. 1961, с.
16-32.

Михайлов А. А., Страут Е.К. (1968). Исследования Луны. В кн. Успехи СССР в
исследовании космического пространства 1957-1967. Изд. «Наука», Москва, 1968, с. 250-268.

Первое фотографирование обратной стороны Луны, 1959.

Черток Б. (1996). Ракеты и люди. Книга 2, 1996, 448с.

Шевченко В.В. (1986) Исследования обратной стороны
Луны. В кн. Комплексные исследования Луны. Изд. МГУ. 1986, с. 3-16

Pieters C. M.
et al. (2011) Mg&spinel lithology: A new rock type on the lunar farside. JGR, v.116,
p.1-14

Transactions of the International Astronomical Union, 1961, p.234-238

Whitaker E.A. (1963) Evaluation of the soviet photographs of the moon’s far side. In
G.P. Kuiper&B. Middlehurst (Eds.) The Moon meteorites and comets (p.123) Chicago: The
University of Chicago Press.

Wilkins H.P. (1958) Map of the Moon.

Как делали фотографии невидимой стороны Луны

Тысячи лет человек глядит на Луну, но по прихоти гравитации видит лишь одну ее сторону. Во все века ученые мужи строили гипотезы, а фантасты до последнего времени рисовали яркие картины из жизни «селенитов». Но как только в руках оказался подходящий инструмент, человечество не преминуло взглянуть на «темную сторону» Луны.

Игорь Афанасьев

Первые попытки фотографирования Селены, как и вообще все первые космические миссии, носили ярко выраженный характер «космической гонки» между США и СССР. В августе-сентябре 1958 года американцы первыми попытались отснять поверхность Луны с близкого расстояния, отправив в космос первые маленькие и несовершенные зонды Pioneer.

Увы, из-за неполадок ракет-носителей ни один из этих аппаратов не вышел на расчетную траекторию. Тем не менее, надо полагать, именно информация о подготовке американских миссий послужила мощным стимулом для С.П. Королева и его соратников.

Спустя два года после триумфа первого спутника, утром 4 октября 1959 года в Советском Союзе был произведен запуск автоматической межпланетной станции (АМС) «Луна-3» («изделие Е-2А»). Примерно через трое суток, 7 октября, в промежутке между 6:30 и 7:10 по московскому времени станция выполнила фотографирование невидимой стороны Луны и передала снимки по телевизионному каналу на Землю. Все причастные к этому событию смогли внести в свой актив очередную «несомненную победу в космосе»: Советский Союз в шестой раз опередил Соединенные Штаты, запустив вслед за первым спутником, первым животным в космосе, первой тяжелой автоматической лабораторией на орбите, первой искусственной планетой и первым попаданием в соседнее небесное тело первый объект, который смог сфотографировать сторону нашего естественного спутника, навсегда скрытую от прямого человеческого взора. Между тем успех «Луны-3» был далеко не только пропагандистским. За ним стояли основательные научные и инженерные разработки в таких областях, как баллистика космических аппаратов, системы управления, оптика, телекоммуникации, не говоря уже о ракетной технике.

АМС «Луна-3» массой 278,5 кг представляла собой герметичный контейнер диаметром 1,2 м и длиной 1,3 м (без антенн). Внутри корпуса размещались элементы телефотоаппаратуры, аккумуляторы системы электрообеспечения, различные датчики.
Радиотехнический комплекс обеспечивал измерение параметров движения станции, передачу на Землю телевизионной и научной телеметрической информации, а также прием управляющих команд. Часть систем располагалась снаружи корпуса станции. Управление бортовой аппаратурой производилось как по радиолинии с Земли, так и от программных бортовых устройств.
Станция имела автоматическую систему терморегулирования, открывающую жалюзи и сбрасывающую избытки тепла в космос, когда температура внутри станции повышалась более чем до +25°С. При снижении температуры жалюзи закрывались.
Бортовая аппаратура запитывалась электроэнергией от аккумуляторов и солнечных батарей, расположенных на корпусе станции.

Спланированное чудо

Несомненно, сложнейшей задачей был расчет траектории полета. Поскольку фотографирование лунной поверхности предполагалось выполнить при пассивном баллистическом пролете (средства активной коррекции траектории тогда еще не были освоены), расчет и последующая реализация траектории должны были вестись с высочайшей точностью. На выбор схемы полета влияло множество факторов. Среди них основными были требования необходимой ориентации, освещенности и удаления от лунной поверхности в момент съемки, энергетические возможности ракеты-носителя и географическое положение места старта. Кроме того, форма траектории должна была обеспечить «сброс» информации в момент, когда станция находилась на малом расстоянии от Земли: требовалось в минимально возможный промежуток времени получить с территории Советского Союза максимальный объем информации.

Схема полета предусматривала облет Луны по сильно вытянутой эллиптической траектории, апогей которой находился вблизи границы сферы действия Земли. Если бы не принималось никаких дополнительных мер, станция вернулась бы к Земле и сгорела в атмосфере уже при завершении первого витка и сколько-нибудь длительные исследования пространства между Луной и Землей стали бы невозможны. Дело в том, что, хотя ракета почти сообщала «Луне-3» вторую космическую скорость по величине (примерно 11,14−11,15 км/с), направление вектора было далеко от горизонтального. В результате без учета внешних возмущений от Луны и Солнца и получалась незамкнутая эллиптическая траектория. Эта неприятность была обусловлена тем, что разрабатываемая ракета-носитель при старте с территории СССР не могла придать АМС вторую космическую скорость для полета к Луне, расположив вектор строго по горизонтали. Кстати, дополнительной неприятностью была ограниченная масса полезного груза: слишком велики были гравитационные потери при прямой схеме разгона.

Первые изображения обратной стороны Луны принимались временным пунктом измерения и управления в Крыму на горе Кошка вблизи Симеиза. Резервный пункт располагался на Камчатке. Как известно, сразу после запуска «Луны-3» руководители советской космической программы С.П. Королев и М.В. Келдыш, главный конструктор комплекса «Енисей» И.Л. Валик и их соратники и помощники отправились в Симеиз в ожидании первых результатов. Часы тянулись очень напряженно. По воспоминаниям очевидцев, когда на экранах мониторов появилось пятно – снимок Луны, сделанный с Земли и впечатанный на бортовую фотопленку в качестве теста – у всех присутствующих вырвался вздох облегчения!

Положение мог бы поправить старт к Луне с промежуточной орбиты спутника Земли. Но он требовал двукратного включения двигателя последней ступени. Увы, такой возможности у советских ракетчиков еще не было. В 1959 году красивое решение нашли баллистики, предложившие «подкорректировать» траекторию с помощью… самой Луны- за счет ее гравитационного поля. Траектория была рассчитана так, чтобы в некоторый момент, когда станция двигалась уже достаточно медленно, на нее «налетела» сфера действия Луны. При этом лунная гравитация существенно меняла орбиту АМС, которая в конечном итоге стала искусственным спутником Земли. Таким образом, в этой миссии впервые был использован гравитационный маневр, в результате выполнения которого «Луна-3» вместо положенной недели просуществовала в космосе полгода, до 20 апреля 1960 года.

Лунный «Енисей»

Фотографирование Луны производилось в специально выбранный момент. Он не совпадал с точкой наибольшего сближения с Луной: основным требованием было обеспечение ориентации АМС так, чтобы запечатлеть на фотопленке возможно большую часть невидимой стороны нашей небесной соседки в условиях необходимой освещенности. В систему ориентации станции входили оптические и гироскопические датчики, логические электронные устройства и управляющие двигатели. Она была включена по сигналу с Земли в тот момент, когда АМС лежала на линии Луна — Солнце, то есть когда по отношению к «Луне-3» естественный спутник Земли находился в фазе полнолуния.

Система ориентации остановила беспорядочное вращение, которое зонд получил при отделении от последней ступени носителя. Затем датчики нащупали Солнце и сориентировали зонд на светило, соответственно направив объективы фотоаппаратуры на Луну. Съемка велась с выдержками 1/200, 1/400, 1/600 и 1/800 аппаратом с двумя объективами, которые имели фокусные расстояния 200 и 500 мм. Расстояние от центра Луны при этом составляло 65200−68400 км. Кстати, время запуска АМС, траектория полета и время съемки были подобраны с учетом того, чтобы фотографии запечатлели и некоторую часть поверхности нашей спутницы, видимую с Земли. Это было нужно для «привязки» снимков к уже известным лунным объектам. Примерно 70% отснятой поверхности приходилось на обратную сторону Луны, а оставшаяся часть представляла собой западный край лунного полушария, наблюдаемого с Земли. Кроме того, наличие фрагментов видимой стороны Луны подтверждало подлинность снимков — во времена холодной войны и безудержной пропаганды это было нелишним.

Для съемок во Всесоюзном научно-исследовательском институте телевизионной техники (ВНИИТ, Ленинград) была создана специальная фототелевизионная аппаратура «Енисей». Луну снимал пленочный фотоаппарат, экспонированная фотопленка обрабатывалась на борту станции автоматически. Полученные кадры сканировала телекамера, которая могла работать в «медленном» и «быстром» режимах. Последний служил для передачи снимков со станции вблизи Земли (на расстоянии 40 000 — 50 000 км), первый — на больших удалениях. Для приема сигналов, переданных АМС, служили два типа наземной аппаратуры: «Енисей-I» для «быстрого» и «Енисей-II» для «медленного» режима передачи. Приемные наземные комплексы изготавливались как в стационарном, так и в автомобильном вариантах.

При «быстром» режиме частота строчной развертки составляла 50 Гц, а время передачи полного кадра — 15 с. В «медленном» режиме длительность строки равнялась 1,25 с, а время передачи кадра достигало получаса. Разрешение — примерно 1000 элементов в строке.

Для фотографирования использовалась «трофейная» кинопленка АШ («американские шарики») шириной 35 мм, на истории появления которой стоит остановиться отдельно. Как известно, в середине и во второй половине 1950-х над Советским Союзом стаями летали американские разведывательные аэростаты с фотоаппаратурой. Часть из них была сбита или просто приземлилась на территории нашей страны. Так или иначе, в Академии имени А.Ф. Можайского, с которой сотрудничал ВНИИТ, оказались американская аппаратура и пленка. И когда выяснилось, что ни одна отечественная пленка не отвечает требованиям, предъявляемым к фотографированию Луны, вспомнили о пленке с «шариков». По воспоминаниям ветеранов тех событий, пленка втайне от начальства была нарезана, отперфорирована и. .. применена на «Луне-3». Так соперник по космической гонке невольно помог советскому триумфу.

Для контроля качества полученных кадров на фотопленку заранее наносились испытательные знаки, часть из которых проявлялась еще на Земле. Другая часть знаков, копии которых хранились на Земле, проявлялась на борту станции.

Моря и цирки

По многим причинам качество полученных снимков было посредственным, но оказалось достаточным для понимания морфологии невидимой стороны Луны. В частности, было выявлено, что «темная сторона» более гористая, а «морей» на ней очень мало. Помимо Краевого Моря, Моря Смита, Южного Моря, начинающихся на видимой стороне, а также Моря Мечты, других «водоемов» не выявлено, за исключением поверхностей больших цирков.

Научный результат миссии был важным, но не единственным. Советские ученые и инженеры смогли испытать трехступенчатую ракету-носитель, изучив динамику ее конструкции. Важно и то, что пуск прошел точно в расчетное время, а траекторию полета станции удалось выдержать с высокой точностью. Впервые были проведены сеансы дальней космической связи. Полет «Луны-3» заложил основы советской школы создания межпланетных зондов и ознаменовал ее первый крупный успех.

Обратная сторона Луны

С Земли мы никогда не видим обратную сторону Луны. Естественный спутник нашей планеты привязан к своей орбите приливами, а это означает, что Луна всегда обращена к нам одной и той же стороной. Но как выглядит обратная сторона Луны, и есть ли большая разница между ближней и дальней стороной?

Бурное происхождение Луны как продукта столкновения между протоземлей и телом размером с Марс около 4,5 миллиардов лет назад в настоящее время является широко принятой гипотезой.

После того, как обломки объединились в два (возможно, три) тела, гравитационное притяжение Земли заставило зарождающуюся Луну привязаться к нашей планете, оставив одну и ту же сторону обращенной к нам.

Поэтому на протяжении большей части истории человечества Луна хранила в себе тщательно охраняемый секрет: никто не знал, на что похожа обратная сторона.

Чтобы узнать больше о лунных науках и наблюдениях, прочитайте наш путеводитель по наблюдению за Луной днем, узнайте, из чего состоит Луна, и о том, что лежит в основе науки о суперлунии.

Четыре вида полусферы Луны, созданные на основе изображений, сделанных Лунным разведывательным орбитальным аппаратом НАСА. Предоставлено: NASA/GSFC/Университет штата Аризона

В то время как 35% обращенного к Земле полушария Луны покрыто морской лавой, очень мало расплавленного материала попало на поверхность на дальней стороне после ее образования, поэтому лунные моря составляют всего лишь 1%.

Считается, что это связано с тем, что кора на дальней стороне толще (возможно, в два раза толще, чем на ближней стороне), возможно, из-за медленной аккреции спутника-компаньона после удара.

Эта теория, похоже, подтверждается открытием на противоположной стороне бассейна Южный полюс-Эйткен возрастом 3,9 миллиарда лет, шириной более 2400 км и глубиной около 13 км. В дальнем полушарии преобладают ударные кратеры всех размеров.

Вопреки обычному соглашению об именах Международного астрономического союза, многие объекты на обратной стороне Луны сохраняют русские названия, данные им советскими учеными.

Многие из них были названы в честь известных астрономов, например, эти 5 женщин-астрономов, в честь которых названы лунные кратеры.

Вид на Южный полюс Луны с центром в бассейне Эйткен, полученный лазерным альтиметром Лунного орбитального разведывательного аппарата. Предоставлено: NASA/Goddard

Фраза «темная сторона Луны» может вызывать у поколения бэби-бумеров приятные воспоминания об оригинальном прог-рок-альбоме Pink Floyd, но в астрономическом контексте она часто используется для обозначения (ошибочно) Луны. дальняя сторона. Как и термин суперлуние, эта фраза может вызвать небольшое недовольство у некоторых астрономов!

Эта фраза несколько неуместна, поскольку обратная сторона Луны проходит через тот же цикл освещения, что и фазы Луны, наблюдаемые в полушарии, обращенном к Земле.

Технически дальняя сторона — это «темная сторона» в момент полнолуния. Единственные места на поверхности Луны, постоянно погруженные в тень, — это несколько глубоких кратеров на северном и южном полюсах.

К 1959 году российская космическая техника достигла уровня полета на Луну. Зонды «Луна-1» и «Луна-2» поразили цель (на самом деле «Луна-2» врезалась в поверхность), а «Луна-3» была предназначена для съемки невидимой до сих пор стороны Луны.

В памятном эпизоде ​​передачи «Ночное небо », транслировавшейся 26 октября 1959 года, Патрик Мур объявил об успехе советской миссии, показав в прямом эфире первые фотографии обратной стороны Луны в тени.

Снимки «Луны-3» были грубыми по сегодняшним меркам, но они показали, что «темная сторона» поразительно отличается во многих отношениях.

Российский зонд «Луна-3» сделал первый снимок обратной стороны Луны 7 октября 1959 г.68.

Все шесть последующих пилотируемых посадок на Луну происходили на стороне, обращенной к Земле, хотя геолог, ставший астронавтом Харрисон Шмитт из Аполлона-17 активно лоббировал миссию к заполненному лавой дальнему кратеру Циолковского.

Больше похожего на это

На сегодняшний день наши лучшие виды Луны получены с зонда Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

Мультиспектральные снимки лунной поверхности с высоты около 50 км означают, что Луна наконец-то раскрывает свои секреты в беспрецедентных подробностях, прокладывая путь для постоянного присутствия человека.

Если вы хотите сами сделать снимки лунной поверхности, прочитайте наше руководство о том, как фотографировать Луну.

Обратная сторона Луны, увиденная астронавтами Аполлона-8 во время их эпической миссии. Предоставлено: NASA

Радиоастрономам приходится нелегко в 21 веке. Глобальное распространение мобильных телефонов, микроволновых печей, телевизоров и радаров порождает электромагнитный «смог», который часто мешает (а иногда и стирает) слабые сигналы с расстояния в миллиарды световых лет, которые они хотят изучать.

К сожалению, это сражение, которое радиоастрономы часто проигрывают, поэтому они обращают свое внимание на Луну.

Радиотелескоп, расположенный на ближней стороне Луны, был бы явным улучшением, но, учитывая возможность строить более крупные (и, следовательно, более чувствительные) радиотелескопы в более низкой поверхностной гравитации Луны, электрические помехи человека были бы слишком очевидны даже с четверть миллиона километров.

Однако на обратной стороне Луны любая радиоантенна будет защищена от электромагнитных помех почти 3500 км камня

Холодная лунная ночь, длящаяся две недели, также позволяет легко держать чувствительные детекторы в очень холодном состоянии.

Аде Эшфорд — астроном и научный журналист. Эта статья впервые появилась в октябрьском выпуске журнала BBC Sky at Night Magazine за октябрь 2013 года.

Самый первый снимок обратной стороны Луны, сделанный 60 лет назад

в Астрономия, История, Фотография | 5 ноября 2019 г. Оставить комментарий

888

АКЦИИ

Шестьдесят лет назад человечество впервые увидело обратную сторону Луны, названную так потому, что обращена от Земли. (И, как астрономы, такие как Нил Деграсс Тайсон, уже давно стараются указать поклонникам Pink Floyd, что это не «темно».) Первая фотография, сделанная Советским Союзом, сегодня может выглядеть не очень, особенно по сравнению с высокой Цветные изображения высокого разрешения, отправленные с самой поверхности китайским зондом «Чанъэ-4» ранее в этом году. Но с техникой конца 1950-х годов, даже технология, которой командовала тогдашняя советская космическая программа, тот факт, что она вообще была взята, кажется не чем иным, как чудом. Как они это делают?

«Эта фотография была сделана советским космическим кораблем «Луна-3», который был запущен через месяц после того, как космический корабль «Луна-2» стал первым искусственным объектом, упавшим на поверхность Луны», — объясняет астроном Кевин Хейнлайн в недавней ветке Twitter. . «Луна-2 последовала за «Луной-1», первым космическим кораблем, вышедшим за пределы геостационарной околоземной орбиты». Луна-3 была разработана для фотографирования Луны, что вряд ли можно назвать простой задачей: «Чтобы делать снимки, вы должны быть устойчивыми по трем осям. Вы должны сделать фотографии удаленно. И вы должны каким-то образом перенести эти фотографии обратно на Землю». Первый трехосный стабилизированный космический корабль, когда-либо отправленный в миссию, «Луна-3» «должен был использовать небольшой фотоэлемент для ориентации на Луну, чтобы теперь, когда он стабилизировался, он мог делать снимки. Что он и сделал. На ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ ФИЛЬМЕ».

Даже те из нас, кто десятилетиями снимал на пленку, стали считать удобство цифровой фотографии само собой разумеющимся. Но вспомните все хлопоты традиционной фотографии, а затем представьте, что вы заставляете робота выполнять их в космосе. Однажды сделанные фотографии Luna 3 «были перемещены на небольшой ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД, ЧТОБЫ ИХ ПРОЯВИТЬ И ВЫСУШИТЬ». (Другими словами, «В «Луне-3» было небольшое 1-часовое фото».) Затем они перешли к «устройству, которое пропускало сквозь них электронно-лучевую трубку, как в старом телевизоре, к устройству, которое регистрировало яркость и преобразовывало это к электрическому сигналу». Вы можете прочитать о том, что произошло тогда, более подробно на сайте «Чертовски интересно», где Алан Беллоуз описывает, как космический корабль отправлял «информацию о светлоте и темноте построчно с помощью частотно-модулированного аналогового сигнала — по сути, факса, отправленного по радио».

Таким образом, советские ученые могли «получать один фотокадр каждые 30 минут или около того. Из-за расстояния и слабого сигнала первые полученные изображения не содержали ничего, кроме статики. При последующих попытках в последующие дни на распечатках термобумаги на советских станциях прослушивания стал разрешаться нечеткий пятнистый белый диск». Когда фотографии Luna 3 стали четче, они показали, как выразился Хейнлайн, что «обратная сторона Луны была ТАКОЙ СТРАННОЙ И ДРУГОЙ» — например, покрытой кратерами, которые стали ее визуальной подписью.