Почему Земля на снимках с Луны такая маленькая, хотя она намного больше?
Решил написать короткую заметку, так как разом пришло сразу несколько сообщений в чат примерно одного содержания:
«Как же так выходит, что на фото миссий «Аполлон» Земля такая маленькая, ведь её диаметр в 4 раза больше, чем у Луны?»
В целом, мне казалось, что, если человек задаётся каким-либо вопросом, он способен найти ответ. Но создаётся впечатление, что частенько ответ человеку не нужен, так как он хочет продолжать верить в то, во что уже поверил.
Тем не менее, ответ на этот вопрос довольно прост. Линейный размер объекта на фотографии зависит и от расстояния до объекта, и от параметров объектива, с помощью которого производилась съёмка. То есть, чтобы понять, какой будет выглядеть Земля на фото, нужно знать, расстояние до неё в этот момент, чем снимали и размер не кадрированного снимка.
Не сто́ит забывать и о том, что на Луне нет атмосферы, играющей роль линзы.
В целом, чем длиннее фокусное расстояние, тем крупнее будет объект на фото при съёмке на том же расстоянии до него. Именно поэтому нет никакого смысла в сравнении снимков, сделанных в различных условиях с применением различных объективов.
Так, к примеру, на сайте NASA есть снимки, сделанные спутником DSCOVR (Deep Space Climate Observatory), расположенном в Точке Лагранжа L1 примерно в 1,5 млн. км от Земли.
Вот здесь подробности о телескопе, с помощью которого получен этот снимок, а здесь можно понаблюдать за нашей планетой.
Астронавты имели при себе новейшую камеру Hasselblad 500EL Data Camera со специально разработанным для NASA объективом Zeiss Biogon f/5.6 60 мм. Ширина плёнки, за вычетом перфорации, составляла 53 мм. Угловой размер Земли, радиус которой 6,4 тыс. км., при среднем расстоянии 384,5 тыс. км., будет равен 1,9 градуса (2arctg(6,4/384,5)).
Угол обзора камеры получается около 50 градусов, то есть Земля должна занимать около 3,8% кадра, что мы и видим на снимках миссий «Аполлон».
Помимо прочего, надо понимать, что фото в целом не передаёт размер так, как мы его воспринимаем собственным взглядом. Самый банальный пример — во время полнолуния сделайте фото Луны на свой смартфон . Похоже это на то, что вы видите?
Оригиналы фото можно посмотреть, например, здесь . Фотографией я увлекаюсь исключительно в качестве хобби (да и далеко не основного), так что конструктивная критика приветствуется.
Подписывайтесь на S&F , канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
Источник
Как выглядит Земля из разных точек Солнечной системы
На днях NASA объявило о том, что 19 июля находящийся на орбите Сатурна зонд Кассини сфотографирует Землю, которая на момент съемки будет находиться на расстоянии 1.44 миллиарда километров от аппарата. Это не первая фотосессия такого плана, но первая о которой было объявлено заранее. Специалисты NASA надеется, что новое изображение займет почетное место в ряду таких знаменитых снимков Земли. Так это или нет, покажет время, а пока мы можем вспомнить историю фотографирования нашей планеты из глубин космоса.
С тех пор спутниковая фотография развивилась невероятными темпами и теперь можно найти кучу снимков любых частей земной поверхности на любой вкус. Но абсолютное большинство этих фото сделано с низкой околоземной орбиты. Как же выглядит Земля с более отдаленных дистанций?
Фото земного серпа над поверхностью Луны, сделанное экипажем Аполлона-15.
«The Blue Marble» — еще одна иконическая фотография, сделанная 7 декабря 1972 года экипажем Аполлона-17 с расстояния примерно 29 тысяч км. от нашей планеты. Это не был первый снимок, где можно было наблюдать полностью освещенную Землю, но он стал одним из самых известных. Астронавты Аполлона-17 пока что являются последними людьми, которые могли наблюдать Землю с такого ракурса. К 40 летию фото, NASA сделала ремейк этого фото, склеив кучу кадров с разных спутников в едином композитном снимке. Существует и российский аналог, сделанный со спутника Электро-М.
Если смотреть с поверхности Луны, то Земля постоянно находится на одной и той же точке неба. Поскольку Аполлоны сажались в экваториальных областях, то для того чтобы сделать патриотическую аватарку, астронавтам пришлось как следует наловчиться.
В большем разрешении
Схема расположения аппарата и планет на момент съемки.
В большем разрешении
Семейный потрет «снаружи» Солнейной системы
И наконец, отец всех семейных портретов и сверхдальних фотографий — мозаика из 60 фотографий, сделанных все тем же Вояджером-1 между 14 февраля и 6 июня 1990 года. После прохождения Сатурна в ноябре 1980 года аппарат в общем-то бездействовал — других небесных тел для изучения у него не осталось, а до приближения к границе гелиопаузы оставалось еще примерно 25 лет полета.
После многочисленных просьб, Карлу Сагану удалось убедить руководство NASA снова активировать выключенные десятилетие назад камеры корабля и сделать фотографию всех планет Солнечной системы. Заснять не удалось лишь Меркурий (который был слишком близко к Солнцу), Марс (чему опять же, помешал свет от Солнца) и Плутон, который попросту был слишком мал.
Cам Карл Саган так высказался об этом фото:
«Взгляните ещё раз на эту точку. Это здесь. Это наш дом. Это мы. Все, кого вы любите, все, кого вы знаете, все, о ком вы когда-либо слышали, все когда-либо существовавшие люди прожили свои жизни на ней. Множество наших наслаждений и страданий, тысячи самоуверенных религий, идеологий и экономических доктрин, каждый охотник и собиратель, каждый герой и трус, каждый созидатель и разрушитель цивилизаций, каждый король и крестьянин, каждая влюблённая пара, каждая мать и каждый отец, каждый способный ребёнок, изобретатель и путешественник, каждый преподаватель этики, каждый лживый политик, каждая «суперзвезда», каждый «величайший лидер», каждый святой и грешник в истории нашего вида жили здесь — на соринке, подвешенной в солнечном луче.
Земля — очень маленькая сцена на безбрежной космической арене. Подумайте о реках крови, пролитых всеми этими генералами и императорами, чтобы, в лучах славы и триумфа, они могли стать кратковременными хозяевами части песчинки. Подумайте о бесконечных жестокостях, совершаемых обитателями одного уголка этой точки над едва отличимыми обитателями другого уголка. О том, как часты меж ними разногласия, о том, как жаждут они убивать друг друга, о том, как горяча их ненависть.
Наши позёрства, наша воображаемая значимость, иллюзия о нашем привилегированном статусе во вселенной — все они пасуют перед этой точкой бледного света. Наша планета — лишь одинокая пылинка в окружающей космической тьме. В этой грандиозной пустоте нет ни намёка на то, что кто-то придёт нам на помощь, дабы спасти нас от нашего же невежества.
Земля — пока единственный известный мир, способный поддерживать жизнь. Нам больше некуда уйти — по крайней мере, в ближайшем будущем. Побывать — да. Колонизировать — ещё нет. Нравится вам это или нет — Земля сейчас наш дом».
Источник
Фото: Вид на Землю с Луны Статьи редакции
Автор: Геннадий Заволокин
18 декабря NASA опубликовало на своём официальном сайте снимок, сделанный аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), с 2009 года занимающимся изучением Луны. На этой фотографии видна Земля над пустынной лунной поверхностью.
LRO оснащён камерами для изучения мелких деталей поверхности спутника, и для получения этой фотографии Земли специалисты NASA совместили несколько кадров, сделанных 12 октября.
При этом цвета на снимке переданы только приблизительно, так как человеческий глаз различает больше оттенков, нежели снимающая в низком разрешении широкоугольная камера аппарата. За чёткость изображения отвечала длиннофокусная камера, делающая чёрно-белые фотографии.
Специалисты NASA признали, что это «может ввести в заблуждение в чисто научном смысле», но подчеркнули, что они стремились создать фотографию, наилучшим образом представляющую то, что мог бы увидеть исследователь, находясь на борту космического аппарата.
Издание The Verge сравнило изображение со знаменитым снимком «Восход Земли» («Earthrise»), снятым ещё экипажем облетавшего Луну корабля «Аполлон-8» в 1968 году. При этом в действительности увидеть «восход» Земли, находясь на поверхности Луны в одной точке, невозможно, так как она всегда обращена к планете одной и той же стороной.
В NASA свежий снимок сравнили с другой знаменитой фотографией — «Голубой шар» («Blue Marble»), сделанной астронавтом Харрисоном Шмиттом во время миссии «Аполлона 17» в 1972 году.
Источник
Учёный-планетолог показал, как Земля видна с Луны и как Луна видна с Земли (фото + видео)
Разглядывать Луну через телескоп, фотографию или просто лежа в открытом поле — волшебная возможность, которая нам, землянам, доступна. Хотя многим из нас наверняка хотелось бы взглянуть на Землю с точки зрения Луны, реальность пока такова, что частные поездки на Луну ещё не организуются. Однако кое-что узнать о ней можно уже сейчас благодаря рационализаторскому мышлению учёного-планетолога Джеймса О’Донохью ( James O’Donoghue ).
фото: скриншот с YouTube
О’Донохью, который раньше работал научным сотрудником в Центре космических полётов имени Годдарда в NASA, в настоящее время живёт в Японии и работает в японском космическом агентстве JAXA. Один из его последних проектов представляет собой коллекцию изображений лунной топографии, из которой он создал компьютерное отображение того, как бы Земля выглядела с Луны.
Конечным результатом стало видео с высоким разрешением, показанное через призму спутника Земли. На видео изображена расположенная бок о бок перспектива Земли и Луны, какими они видны друг другу в течение апреля 2020 года. Каждый кадр видео представляет собой совокупность 15-минутного отснятого времени.
Итак, вот как Земля выглядит с Луны и как Луна выглядит с Земли, апрель 2020 год (показаны точные фазы и вращения):
Источник
Почему Земля на фото с Луны такая маленькая? Вычисляем истинный размер
Многие сторонники лунного заговора считают, что размер Земли на снимках с Луны (в частности, на этом) явно занижен. Ну что ж, давайте посчитаем, каким он должен быть на самом деле. Для начала определим, каков угловой размер Земли для наблюдателя, находящегося на Луне. Расстояние от Луны до Земли равно 384,5 тыс. км. Радиус Земли — 6,4 тыс. км. Значит, угловой диаметр будет равен 2arctg(6,4/384,5) = 1,9 градуса.
Для того, чтобы понять, какую часть кадра на фото должна занимать таким образом Земля, осталось понять, какой угол обзора отображался на фото астронавтов. Мы знаем, какие в фотоаппаратах использовались размер плёнки (70 мм) и объектив (60 мм). Значит, половина высоты кадра равняется 70/2 = 35 мм. И угол обзора, который попадает во всю высоту кадра, таким образом, равен 2arctg(35/60) = 60,5 градусов.
Приведу схему, по которой видно, почему в расчётах берётся именно удвоенный арктангенс половины кадра.
F = BC — фокусное расстояние. AD — высота кадра (в данном случае, равна ширине плёнки 70 мм). X = AB — половина высоты. β — угол обзора, помещающийся в высоту плёнки. α — очевидно, половина этого угла. X/F = tg(α) по определению тангенса. Соответственно, β = 2arctg(X/F).
Итого, зная угловой размер Земли и угол обзора фотоаппарата, получаем, что диаметр Земли на фото должен занимать 1,9/60,5 = 3,1% высоты кадра.
UPD. В комментариях верно заметили, что часть плёнки занимает перфорация, а сам размер кадра чуть меньше. Покажем, что это не сильно влияет на итоговый результат. Судя по снимкам плёнки (есть в комментах; точной информации со ссылками не нашёл, может, кто-нибудь знает?) размер кадра составлял 55 мм. Значит, угол обзора был равен 2arctg(55/(2*60)) = 49,2 градуса, а размер Земли должен составлять 1,8/49,2 = 3,7% высоты кадра (или ширины: снимок квадратный).
А теперь померяем, какую долю высоты кадра Земля занимает на фото с Луны. Я вооружился сантиметром и насчитал высоту кадра 13,7 мм, а диаметр Земли 0,7 мм (на экране компьютера). Вы можете замерить у себя, сами величины могут быть разные (у всех мониторы разного размера), но соотношение будет примерно одинаковое.
Итак, Земля занимает 0,7/13,7 = 5,1% от кадра. Вот так-то, мы получили, что Земля на фото не только не меньше, но даже больше, чем должна быть! Но это как раз объяснить просто: наверняка фото по краям (скорее всего сверху) было обрезано, ведь там только темнота (при такой выдержке камеры никаких звёзд не видно).
Напоследок, для неверующих людей, бонусом, так сказать, фото Луны с Земли, сделанное лично мною этим вечером на смартфон. Увы, была облачность и Луна вышла довольно нечёткой. Но вы сами видете, насколько Земля на фото американцев больше, и при этом занимает вовсе не пол-неба, как уверяют конспирологи.
Источник