Почему не видно звезд в космосе?
Глядя на красочные фотографии нашей прекрасной Земли, сделанные космонавтами с борта Международной космической станции, вы наверняка замечали, насколько черное небо над нашей планетой. Как любили говорить раньше, небо на снимках «черное, как смоль». Но удивительным образом на небе совершенно не видно звезд!
Например, как на этом фото:
Почему на этом и других подобных снимках Земли из космоса не видно звезд? Фото: Scott Kelly/NASA
Почему же звезды не видны в космосе?
На самом деле звезды видны в космосе прекрасно — лучше, чем с Земли! Во всяком случае, в космосе атмосфера не мешает наблюдениям — звезды не мерцают, не переливаются разными цветами, не мигают и не дрожат, а светят ровным, спокойным светом. Если бы мы с вами сейчас вдруг перенеслись в космос, то картина, открывшаяся нам за стеклом скафандра, была бы невероятно красива и величественна: мы увидели бы почти 10 тысяч звезд, Млечный Путь, кольцом опоясывающий небо, несколько звездных скоплений и даже ближайшие галактики. И для этого не нужно было бы ждать погоды, взбираться в горы, укрываться от городской засветки в лесах и пустынях…
Что касается фотографий, то дело тут вот в чем. Если вы попробуете сфотографировать ночное небо на смартфон, то результат вас разочарует: у матрицы вашего телефона не хватит чувствительности, чтобы отобразить небо в полной красе. Чтобы получить красивую фотографию звездного неба, на котором отобразились бы даже самые тусклые звезды, нужно снимать с большой экспозицией. Говоря проще, нужно на протяжении долгого времени держать затвор фотокамеры открытым, чтобы накопить свет от звезд. Если же сделать моментальный снимок неба, то на нем вряд ли проявится хотя бы одна звезда.
Но именно это мы и наблюдаем на фотографиях Земли из космоса! Наша планета очень яркая, и для того, чтобы не засветить фотографию, космонавты снимают ее с очень короткими экспозициями. Из-за этого звезды просто не успевают проявиться на черном небе!
Фотография ночной стороны Земли. Пролетая над южным полушарием нашей планеты, японский астронавт Кимия Юи сфотографировал Млечный Путь и две яркие звезды. Это альфа и бета Центавра. Пониже их можно заметить и созвездие Южного Креста. Фото: Kimiya Yui/JAXA
Но есть и другие снимки нашей планеты из космоса — а именно снимки ночного полушария Земли! Чтобы на них что-либо проявилось, например, грозы и молнии или освещенные города, экспозиция должна достигать нескольких секунд. При такой выдержке на фотографиях легко проявляются и звезды!
В качестве примера предлагаю вам красивый видеоролик, смонтированный из множества фотографий Земли, сделанных с борта Международной космической станции. Автор видео выстроил длинную цепочку фотографий, а затем запустил ее со скоростью 24 кадра в секунду, так, чтобы мы увидели не отдельные кадры, а самый настоящий фильм.
В этом фильме показаны и дневные, и ночные виды нашей планеты. Вы сами можете убедиться, что на ночных снимках звезды проявляются отлично!
Источник
Почему с Земли звезды видны, а из космоса нет
Этот несложный вопрос породил нечто вроде теории заговора и вот сегодня я готов открыть страшную тайну и дать исчерпывающий ответ на вопрос — почему же на космических снимках с орбиты Земли, часто совсем не видно звезд
Почему на фотографиях Земли из космоса нет звезд?
С детских лет я обожаю наблюдать звездное небо и конечно же не мог не подметить любопытную особенность: если смотреть на небо ночью, оно, конечно, полно звезд… Но их никогда не было также много, как на профессиональных фотографиях из книг или в кинофильмах!
Все мечтали увидеть такое небо… а дело-то только в выдержке и экспозиции!
Сначала я думал – дело в нашем “скучном северном” небе, однако, как оказалось в итоге – небо было совершенно не при чем. Когда много лет спустя мне посчастливилось побывать очень далеко от крупных городов и поселков, оказалось, что даже “скучное северное” небо просто сияет как алмазное покрывало – как выяснилось, свет звезд в родных местах, просто “глушил” городской смог.
Невольно в такие минуты задумывавшийся – эх, а вот бы поглядеть на звезды даже не из земной глуши, а с орбиты нашей планеты. Уж там-то точно не будет мешать никакой смог и даже атмосферная рефракция не встанет на пути! Вот уж какая красота откроется глазу…
…но почему же тогда, взглянув на “космические” фотографии, невольно ловишь себя на мысли: эй, а где же звезды?
В самом деле, фотографии с борта МКС показывают сияющую всеми оттенками голубого Землю, а вокруг неё – только черную и непроглядную космическую мглу. Нет никакого “алмазного покрывала”, звезд в космосе не видно!
Почему с Земли звезды видны а из космоса нет?
Типичная картина: Земля в иллюминаторе видна, а звезд совсем не видно!
Почему не видны звезды при съемке на смартфон… и с борта МКС?
Как оказывается, дело не только в атмосферных помехах. Как рассказывают космонавты – звезды видны в космосе прекрасно, гораздо лучше, чем с Земли! Звезды не мерцают, не переливаются разными цветами, не мигают и не дрожат, а светят ровным, спокойным светом. Млечный Путь и на земле поражает воображение, а уж при наблюдении из космоса он виден гораздо четче, хорошо видны несколько звездных скоплений и даже ближайшие галактики.
Но все это богатство доступно только человеческому глазу и вот почему.
Проведите небольшой опыт – возьмите свой телефон с фотокамерой, найдите на небе несколько ярких звезд и попробуйте сфотографировать их. Скорее всего вместо “красивостей” вы увидите в итоге “размытости” – звезды превратились в едва различимые точки, а возможно совершенно пропали с фотографии.
Дело в том, что у матрицы вашего телефона не хватит светочувствительности, чтобы отобразить небо в его полной красе. Да, как не кажутся всемогущими достижения цивилизации, они все же пасуют перед самым обычным человеческим глазом.
Чтобы получить красивую фотографию звездного неба, на котором отобразились бы даже самые тусклые звезды, нужно снимать с большой экспозицией. Говоря проще, нужно на протяжении долгого времени держать затвор фотокамеры открытым, чтобы “накопить” на матрице свет от звезд. Если же сделать моментальный снимок неба, то на нем вряд ли проявится хотя бы одна звезда.
Ту же самую особенность работы фототехники мы и наблюдаем на фотографиях Земли из космоса!
Просто на фоне далеких звезд наша “близкая” планета выглядит настолько ярко, что делай ты “орбитальный” фотоснимок с экспозицией достаточной для съемки звезд, Земля выглядела бы просто белым пятном портящим снимок. Соответственно, желая получить качественное фото нашей планеты, у вас нет другого выбора, кроме съемки с короткой экспозицией. Но при этом звезды просто не успеют “засветится” на матрице камеры и Земля “повиснет в пугающей пустоте” космоса.
Когда Земля не «засвечивает» снимок, звезды прекрасно видны с орбиты (обратите внимание на формирование грозового фронта!)!
Как убедится, что звезды в космосе действительно есть, и съемки Земли в “черном космосе” не являются монтажом? Да проще простого – смотрите на снимки ночной Земли. Как видите, на таких снимках звезды прекрасно видны – Земля больше не “засвечивает” кадр и даже при съемке с нормальной экспозицией все прекрасно видно.
Источник
Почему на фотографиях из космоса не видно звезд?
В сегодняшней статье мы решили разобрать один из самых распространенных вопросов. Почему почти на всех фотографиях сделанных из космоса не видно звезд?
Если мы посмотрим на фотографии ночного неба сделанные с Земли, то мы увидим кучу звезд, но например на фотографиях с Луны, с Международной космической станции или даже на снимках космических аппаратов небо абсолютно черное. Почему так происходит?
Некоторые люди связывают это с постановкой, якобы это все снимают в каком-нибудь павильоне и они просто забыли добавить звезды в кадр. Но давайте отложим теории заговора и попробуем найти этому другое объяснение.
Например МКС. На фотографии ниже мы не увидим звезд, но стоит обратить внимание, что космонавт освещается Солнцем. «Дневные» снимки делаются на короткой выдержке из-за чего матрица фотоаппарата просто не успевает собрать свет от дальних звезд, так как они намного тусклее нашего Солнца.
Чтобы сделать хорошие снимки при дневном освещении нужно выставить короткую выдержку или светочувствительность. Это правило работает и на Земле и в космосе.
Что касается съемок ночного неба с Земли, то думаю вы уже поняли, что такие фотографии возможны только благодаря большой выдержке и минимальном световом загрязнении.
Если мы захотим сфотографировать например Луну на большой выдержке, то у нас получится заснять звезды, но увы мы испортим фотографию нашего спутника, так как собрали от него слишком много света.
На самом деле можно и с Луны заснять звезды. Давайте возьмем фотографию космического аппарата «Клементина» на котором отчетливо видны звезды. Этот кадр был сделан с ночной стороны Луны.
Здесь мы можем увидеть некую лунную зарю, что на самом деле является солнечным светом, который рассеивается облаками пыли зависшими над Луной. Еще один яркий источник света (справа) это Венера.
В итоге ответ на вопрос оказался очень простым и совсем необязательно придумывать заговоры мирового правительства.
Спасибо за внимание! Если вы заметили ошибку в тексте, то, пожалуйста, сообщите о ней в комментариях, там же можете предложить тему для следующей статьи : )
Источник
Почему на снимках из космоса не видно звёзд?
Посмотрите в небо ночью из тёмного места, и вы увидите на нём бесчисленное количество звёзд. Почему же тогда их нет на космических фотографиях? Почему на чёрном небе Луны на снимках станций нет звёзд? Давайте разбираться.
Ответ: звёзды всё ещё там, но они слишком тусклы, чтобы проявляться.
Я могу проиллюстрировать это примером из повседневной жизни. Я уверен, что все, кто читает эту статью, совершали ошибку, снимая знакомого человека на фоне ярко освещённого окна. Всё, что вы сможете увидеть на вашем фото при этом – это силуэт, в то время как лицо человека будет представлять из себя безликую тень. Его лицо всё ещё на месте, конечно! Оно просто недостаточно ярко освещено, чтобы проявиться на фотографии.
Те же причины, которые могут сделать ваши случайные снимки плохими, влияют и на снимки, сделанные в космосе. Давайте поговорим о трёх деталях, которые влияют на различимость на фотографиях любых объектов, будь то звезда, планета или человек: о чувствительности камеры, времени сбора света и её динамическом диапазоне.
Насколько чувствительна ваша камера?
Сколько света необходимо собрать, чтобы ваша камера увидела его источник? Некоторые камеры имеют диафрагму, которая позволяет регулировать количество света, которое поступает в камеру. Человеческий глаз делает тоже самое постоянно и автоматически, сужая и расширяя зрачок в зависимости от освещения. Если вы выйдете с яркого света на тёмную площадку ночью, вы тоже не увидите звёзд сразу. Но постепенно ваши глаза расширят зрачки, и вы начнёте видеть всё более и более тусклые звёзды.
Большинство современных камер могут регулировать диафрагму подобным образом. Однако готовя космические миссии учёные вместо этого рассчитывают тот уровень света, при котором камера будет работать в ходе её научной миссии, и создают её диафрагму с учётом этого, чтобы она соответствовала тому уровню освещения, с которой ей придётся столкнуться. Это может быть проблемой, если ваш космический аппарат может столкнуться с широким диапазоном яркости своих целей, но вы заставляете вашу камеру работать в научных целях и не волнуетесь, если снимки могут получиться не очень красочными. Зонд OSIRIS-REx, чья камера MapCam разработана для изучения цветов очень тёмного астероида, оказалась не способна смотреть на Землю без появления на снимках артефактов от ярких облаков в верхней части снимка.
Но при этом снимки астероида Бенну камерой MapCam выглядят нормально, так как эта камера спроектирована на съёмку именно его (обратите внимание на то, что вы не видите звёзд на обоих снимках).
Снимок от 17 декабря 2018 года с экспозицией 9,3 миллисекунды при дистанции около 12 км, в тот момент когда зонд удалялся от астероида.
Как долго ваша камера собирает свет?
Большая экспозиция снимка позволяет собирать больше света и обнаруживать более слабые объекты, чем при короткой экспозиции. У времени экспозиции нет аналогии в человеческом зрении – мы можем увидеть больше, долго вглядываясь в объект, но это не совсем тоже самое. Фотографии ночного неба, наполненного звёздами – это всего долгая экспозиция, часто занимающая несколько минут. Короткие экспозиции не улавливают слабых звёзд. Снимок ниже сделан с минутной экспозицией. То, что выглядит на нём как солнечный свет на горах, на самом деле свет Луны.
Фотографии астронавтов на Луне делались при условиях ярко освещённой лунной поверхности и белых скафандров. Их экспозиция была слишком коротки, чтобы звёзды могли проявиться на них.
Космические камеры могут иметь широкий диапазон настроек времени экспозиции. Камера LORRI зонда «Новые горизонты», для примера, может делать снимки с экспозицией от 1 микросекунды до 30 секунд. Её короткие экспозиции использовались при пролёте Юпитера, который был во много раз ярче Плутона. Длинные экспозиции использовались для съёмки более слабых объектов – небесных тел из пояса Койпера.
Это другой весьма распространённый вопрос, который мы получаем о космических снимках: как камеры могут делать фотографии столь далеко от Солнца, когда объекты выглядят такими тусклыми?
Ответ: мы отправляем чувствительные камеры и, если надо, делаем длительные экспозиции.
Вояджер-2 показал хороший пример того, что случается если отправить недостаточно чувствительную камеру. Спроектированная для наблюдений Юпитера и Сатурна, его камера с трудом могла различать объекты в относительно тёмных условиях Нептуна.
Это лучшие снимки Протея (спутника Нептуна) сделанные Вояджером-2. Первый малый снимок был сделан через прозрачный фильтр с 3,84-секундной выдержкой, а 3 других – через фиолетовый, зелёный и синий фильтры с экспозицией в 15,36 секунд. Больший снимок был сделан с экспозицией в 1,92 секунды и уровень света на нём столь низок, что на нём трудно различить детали спутника.
Какой динамический диапазон у вашей камеры?
Способна ли ваша камера видеть как тускло освещённые, так и хорошо освещённые объекты? Или же она быстро перегружается более яркими элементами прежде чем успевает обнаружить более тусклые детали? Здесь наши глаза обычно работают лучше, чем камеры. Когда мои друзья сидят напротив окна, я прекрасно вижу их лицо, потому что мои глаза способны различать детали как в тени, так и на свету. Это отчасти связано с тем, что мои глаза не неподвижны, когда я смотрю на моё окружение. Мои глаза постоянно корректируют фокус и диафрагму, когда смотрят в окно и лица друзей. Мой мозг строит композитный снимок на основе всей этой информации, делая вид этой сцены более детальным, чем любой мгновенный снимок глаз. Затем я достаю камеру и делаю фотографию, и она выглядит ужасно.
Но подождите, современные цифровые камеры делают подобный же трюк, который выполняют человеческий глаз и мозг. В камере моего телефона есть функция HDR, что означает «высокий динамический диапазон». Когда я снимаю в режиме HDR, камера в реальности делает пару снимков (один с длинной экспозицией и один с короткой) и объединяет их на участках с более подходящей экспозицией, показывая как детали за окном, так и черты моих друзей.
Космические камеры обычно имеют больший динамический диапазон, чем потребительские камеры, так что они способны запечатлеть относительно тёмные и яркие объекты на одном снимке. Может быть трудно оценить, сколько деталей может быть обнаружено на затенённых участках космических снимков, потому что наши повседневные дисплеи не способны передавать такой динамический диапазон. Но вы можете поиграться с яркостью и контрастностью снимков, чтобы обнаружить скрытые детали на них. Посмотрите на два нижеприведённых снимка от зонда «Розетта», снявшего комету Чурюмова-Герасименко. Эти изображения сделаны из одного и того же снимка и тех же самых данных, но с изменённой яркостью, что позволяет дисплею компьютера отобразить малую разницу в слабо освещённых пикселях.
Источник