Видно ли с поверхности Луны звездное небо — что сказал «Луноход-2»?
К большому сожалению, в последнее время ходит много разговоров о том, были американцы на Луне или нет? Один из аргументов, который предъявляют сторонники теории лунного заговора, является яко бы тот факт, что на фотографиях высадки астронавтов не видно звезд.
Вопрос конечно же интересный и требующий всестороннего разбирательства.
Есть два способа найти истину в том, видели ли американские астронавты звезды или нет.
Первый способ, это спросить у самих астронавтов, побывавших на Луне. Второй вариант: узнать, что на этот счет думала советская космонавтика. А думала она много и еще больше исследовала. Мы же поступим грамотно и объективно, т.е. рассмотрим оба способа.
В 50-60 гг прошлого века, была популярна идея создания на Луне больших астрономических лабораторий, мотивируя это тем, что притяжение в 1/6 земной, позволит на Луне создать огромные телескопы, а отсутствие атмосферы избавит от проблемы рефракции и потребности в юстировке телескопов.
Действительность оказалась несколько иной. Так, выяснилось, что в условиях лунного дня, несмотря на отсутствие атмосферной оболочки, звезды недоступны наблюдению невооруженным глазом.
Что говорили американские астронавты?
По отзывам американских астронавтов, условия наблюдения неба на дневной стороне Луны примерно такие же, как в ясную ночь на Земле для человека, находящегося на ярко освещенном прожекторами поле стадиона.
Глаза (и фото-видеокамеры) на Луне настолько ослеплены ярким светом Солнца, что звезд практически не видно. Мешает и свет, отраженный лунной поверхностью. Глаз и объектив (камеры конца 60х гг. без дополнительных светофильтров) не в состоянии адаптироваться, приспособиться к резкой смене световых контрастов. Чтобы защититься от ярких солнечных лучей, приходится пользоваться плотным светофильтром, а сквозь такой светофильтр ни одной звезды увидеть нельзя.
Однако с помощью телескопов и других специальных приборов (фильтров), защищенных от постороннего света, звезды на Луне можно наблюдать и в дневное время, как в прочем и на Земле.
Что изучала советская космонавтика?
Советский человек на Луну так и не ступил, зато отправил два лунохода. Для более детального изучения условий лунных астрономических наблюдений были проведены специальные исследования на советской автоматической передвижной лунной лаборатории «Луноход-2».
С этой целью он был оборудован специальным прибором –астрономическим фотометром, разработанным и изготовленным на крымской обсерватории АН СССР и предназначенный для измерения яркости неба в видимых УФ лучах.
Прибор был установлен на «Луноходе» таким образом, что его оптическая ось всегда была направленна в зенит лунного неба. Были также приняты меры, препятствующие попаданию в фотометр света, рассеянного выступающими деталями «Лунохода». Включение и выключение прибора осуществлялось с помощью радиокоманд, подаваемых с Земли. Результаты измерений передавались в Центр управления с помощью телеметрии.
За время начиная с момента посадки «Луноход-2» т.е. с 16 января по 20 марта 1973г. было проведено 12 сеансов связи с фотометром: 9 из них в условиях лунного дня, 2 во время лунной ночи и 1 в сумерки, вскоре после того, как диск Солнца скрылся за лунным горизонтом.
В итоге проведенных измерений были получены несколько неожиданные результаты. Оказалось, что свечение как дневного, так и ночного неба на Луне и в видимых, и в особенности в УФ лучах заметно выше ожидавшегося.
Изучение характеристик этого свечения в зависимости от высоты Солнца на лунном небе показало, что оно может быть вызвано рассеянными в окололунном пространстве частицами лунной пыли.
В связи с этим ученые высказали предположение, что вокруг Луны существует разреженный рой пылевых частиц, образованный в результате бомбардировки лунной поверхности метеоритами.
Подобные частицы рассеивают не только солнечный свет, но и свет Земли. Дело в том, что наша планета на лунном небе – это светило, примерно в 40 раз более яркое, чем полная Луна в небе Земли.
В свете этих исследований, возможность эффективных телескопических наблюдений на Луне, которые хотел осуществить советский союз, оказались проблематичными. Эти же исследования дают объяснение тому факту, что американские астронавты не видели звезд, а используемые ими телекамеры не обладали возможностью запечатлеть их в столь неблагоприятной световой обстановке.
Источник
Олимпиадные задания по астрономии с решениями
Задания для школьного тура Всероссийской олимпиады школьников по астрономии с подробными решениями
Задания для 11 класса с решениями
1. В известном романе английского фантаста Герберта Уэллса «Машина времени» первый в истории литературы путешественник во времени рассказывает: «Наконец, более чем через 30 миллионов лет, огромный красный купол Солнца заслонил собой десятую часть неба… Местами виднелись пятна снега, ужасный холод окружал меня.»
Какие ошибки (с астрономической и физической точек зрения) допустил автор?
2. Какая энергия поступает за 1 минуту от Солнца в озеро площадью 100 м 2 в ясную погоду, если высота Солнца над горизонтом 30 градусов, а атмосфера пропускает 80% излучения? (Солнечную постоянную принять равной 1,36 кВт/м 2 )
3. Чему равна плотность Луны, если ее масса в 81 раз, а радиус в 4 раза меньше, чем у Земли? (Луну и Землю считать шарами)
4. На каком расстоянии (в парсеках) от центра галактики находится в проекции на небо сверхновая звезда, если красное смещение в ее спектре 10 000 км/с, а видимый диаметр галактики 2′ ? (Постоянную Хаббла принять равной 100 км/(с* Мпк))
5. Звездой какой величины будет выглядеть Солнце с Сириуса, параллакс которого равен 0,37′′, если видимая с Земли звездная величина Солнца составляет -26,8 m ?
6. После многовекового полета космическому кораблю наконец посчастливилось отыскать в просторах Вселенной звезду, имеющую планету. Двигатели космического корабля по-прежнему работали отлично, а вот приборы, находившиеся на корабле, за долгое время перелета почти все вышли из строя. Остались лишь часы и хронометры. Могут ли космонавты со столь скудным оборудованием определить среднюю плотность вещества этой планеты?
Сделайте необходимые математические преобразования.
7. Видны ли с Луны те же созвездия (и видны ли они так же), что и с Земли? Ответ обоснуйте.
Источник
2. Рельеф Луны
К настоящему времени на Луне побывало несколько экспедиций космонавтов США, благополучно вернувшихся на Землю. Они ходили и даже ездили на специальном вездеходе по поверхности Луны, устанавливали и оставляли на ней разные аппараты, в частности сейсмографы для регистрации «лунотрясений», и привезли образцы лунного грунта. Образцы оказались очень сходными с земными горными породами, но у них обнаружили и ряд особенностей, свойственных лишь лунным минералам. Советские ученые получили пробы лунных пород из разных мест при помощи автоматов, которые по команде с Земли брали пробу грунта и возвращались с ней на Землю. Более того, на Луну посылались советские луноходы (автоматические самоходные лаборатории, рис. 51), выполнившие много научных измерений и анализов грунта и прошедшие по Луне значительные расстояния — несколько десятков километров. Даже в тех местах лунной поверхности, которые с Земли выглядят ровными, грунт изобилует воронками и здсыпан камнями всевозможной величины. Луноход «шаг за шагом», управляемый с Земли по радио, передвигался с учетом характера местности, вид которой передавался на Землю по телевидению. Это величайшее достижение советской науки и человечества важно не только как доказательство неограниченных возможностей человеческого разума и техники, но и как прямое исследование физических условий на другом небесном теле. Оно важно и тем, что подтверждает большинство выводов, которые астрономы делали лишь из анализа света Луны, приходящего к нам с расстояния 380 000 км.
Изучение лунного рельефа и его происхождения интересно и для геологии — Луна как бы музей древней истории ее коры, так как вода и ветер ее не разрушают. Но Луна — это не совсем мертвый мир. В 1958 г. советский астроном Н. А. Козырев заметил в кратере Альфонс выделение газов из лунных недр.
В формировании рельефа Луны, по-видимому, принимали участие и внутренние, и внешние силы. Роль тектонических и вулканических явлений несомненна, так как на Луне есть линии сброса, цепочки кратеров, огромная столовая гора со склонами такими же, как и у кратеров. Имеется сходство лунных кратеров с лавовыми озерами Гавайских островов. Менее крупные кратеры образовались от ударов больших метеоритов. На Земле есть также ряд кратеров, образованных при падении метеоритов. Что касается лунных «морей», то они, по-видимому, образованы проплавлениями лунной коры и излияниями лавы вулканов. Конечно, на Луне, как и на Земле, основные этапы горообразования происходили в далеком прошлом.
Многочисленные кратеры, обнаруженные на некоторых других телах планетной системы, например на Марсе и Меркурии, должны иметь такое же происхождение, как и лунные. Интенсивное кратеро- образование, по-видимому, связано с малой силой тяжести на поверхности планет и с разреженностью их атмосферы, мало смягчающей бомбардировку метеоритами.
Советские космические станции установили отсутствие у Луны магнитного поля и поясов радиации и наличие на ней радиоактивных элементов.
1. Видны ли с Луны те же созвездия (видны ли они так же), что и с Земли?
2. На краю Луны видна гора в виде зубца высотой 1″. Рассчитайте ее высоту в километрах.
3. Используя формулы (§ 12.2), определите диаметр лунного цирка Альфонс (в км), измерив его на рисунке 47 и зная, что угловой диаметр Луны, видимый с Земли, составляет около 30′, а расстояние до нее около 380 000 км.
Источник
Видны ли звезды космонавтам?
Рассматривая снимки Земли с Международной космической станции, можно заметить, что всюду планета располагается на абсолютно черном фоне. Куда же деваются все звезды, которые с земной поверхности видны невооруженным глазом и видны ли они космонавтам?
Почему не видно звезд на фото с МКС?
Ответ на этот вопрос наверняка не удивит тех, кто разбирается в искусстве фотографии. Любой фотоаппарат освещен светочувствительным элементом. У современных устройств его функции выполняет матрица. Яркость снимка зависит от количества фотонов света, которые попали на этот элемент.
Фото ночного неба с длинной выдержкой
Чтобы сделать качественный снимок, фотографу необходимо отрегулировать несколько параметров. Одним из них является выдержка (составляющая экспозиции). Это отрезок времени, в течение которого свет попадает на светочувствительный элемент при открытом затворе фотоаппарата. Соответственно, чем больше выдержка, тем ярче получится фото.
У камеры есть параметр – динамический диапазон. Устройство имеет определенный предел чувствительности относительно воспринимаемого черного и белого света. Другими словами, если на элемент попадет слишком много фотонов света (больше, чем может воспринять камера), участок на фото получится засвеченным и наоборот.
Эти особенности фотосъемки напрямую связаны со снимками с МСК. Чтобы получить качественное фото Земли с освещенной Солнцем стороны, выдержка должна быть короткой, практически мгновенной, поскольку наша планета при этом очень яркая. Соответственно звезды, находящиеся на значительном расстоянии, издают слишком слабый свет, чтобы камера уловила его.
Фото Земли из космоса
Для съемки непосредственно звезд требуется длительная выдержка, чтобы элемент накопил достаточное количество света. При этом в кадре не должно быть других объектов, в частности Земли. В противном случае на фото они будут выглядеть сплошными белыми пятнами. Одновременно с Землей звезды могут попадать на фото в том случае, если она фотографируется с неосвещенной стороны – когда для нас наступает ночь.
То же самое касается попыток сфотографировать с земной поверхности ночное небо – Луну и звезды. Спутник затмевает своим светом все остальные объекты, поэтому на снимках они не отображаются.
Чтобы наблюдать за различными небесными телами и фиксировать их, ученые разрабатывают специальные технологии. Они позволяют либо создать искусственное затмение для слишком яркого источника, либо «обнулить» его свечение. Первая технология успешно используется космическим аппаратом SOHO, который ведет наблюдения за Солнцем с 1995 г. На фотографиях с этой обсерватории видны объекты до 6-й звездной величины.
Видят ли звезды космонавты?
Космонавтам звезды видны даже лучше, чем с поверхности Земли. Они горят ярким немерцающим светом. В пределах Млечного Пути можно отчетливо рассмотреть отдельные звездные скопления.
Единственное условие – МКС не должна освещаться солнечным светом, так как в данном случае происходит тот же эффект, что и на Земле днем. Солнце затмевает звезды для наших глаз. Но в отличие от земной поверхности, где свет рассеивается атмосферой, в открытом космосе достаточно заслонить светящиеся объекты и звезды снова станут различимыми.
Самая яркая звезда – Сириус
Почему человеческие глаза могут различать Луну и звезды одновременно, а фотокамеры – нет? Дело в том, что у зрения имеется более широкий диапазон между максимально черным и белым цветом. Можно сказать, что наши глаза чувствительнее.
Космонавты видят звезды и более отчетливо, чем наблюдатели с поверхности Земли, если космическая станция находится в тени нашей планеты. Если же она освещается солнечным светом, то для улучшения видимости достаточно заслонить яркий объект.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Рассматриваем следы американцев на Луне: виден ли посадочный модуль?
Довольно-таки популярный вопрос по типу «А почему Хаббл видит Плутон, но не видит Аполлон» уже всем поднадоел, и пора с ним разобраться раз и навсегда. Почему нельзя просто направить телескоп на Луну и посмотреть командный модуль и другие следы миссий? На Земле столько огромных телескопов, больших, чем телескоп имени Хаббла, но может быть, фотографии не делают специально?
Сухие цифры
Главной проблемой телескопов является их разрешающая способность. Чем больше диаметр линзы – тем большую кратность можно достичь, сохраняя резкость изображения. Разрешающая способность измеряется в угловых градусах, минутах и секундах. Человеческий глаз способен различать объекты размером в 1 угловую минуту: к примеру, диск Луны имеет диаметр 30 угловых минут. Наш глаз может различить футбольный мяч с расстояния 800 м, но дальше мы его не увидим – понадобится оптический прибор. Также мы можем увидеть МКС – ее диаметр также равняется 1 угловой минуте. Чтобы рассчитать приблизительную разрешающую способность телескопа или бинокля, требуется 116 разделить на диаметр главного зеркала в миллиметрах. Так мы узнаем предельную разрешающую способность в угловых секундах: например, мой 120-миллиметровый рефрактор способен увидеть 0,97 угловую секунду. Телескоп им. Хаббла – 0,05 угловой секунды (а это мяч с расстояния примерно 1000 км), а создаваемый сегодня Чрезвычайно большой телескоп (ELT) с диаметром зеркала 39,3 м способен различить 0,003 угловой секунды (мяч с расстояния 16-17 тыс км).
Так увидит ли космический телескоп им. Хаббла Аполлон?
Проверяем: Луна имеет диаметр 1800 угловых секунд, телескоп видит 0,05 уг.сек, а значит способен различить объекты в 36000 меньшие диска (ок. 100м) – большего он не увидит. VLT способен увидеть 28м объекты на Луне, но из-за дисперсии атмосферы этот показатель ухудшается примерно в 4-5 раз. Отсюда следует, что детали Аполлонов не различить, и даже если мы их увидим, то доказать, что это они – не сможем.
А как насчет окололунных спутников?
Окололунные зонды по типу LRO, который находится на высоте 100 км над поверхностью, также делают фотографии, но их камеры обладают небольшим фокусным расстоянием: можно разглядеть лишь объекты размером в 1 метр и более, что, конечно, намного лучше, чем HST, но деталей все равно не видно. Американский зонд рассмотрел не только модуль, луноход и оборудование, но и следы астронавтов, пятна грунта от взлета и посадки, тени лунного модуля.
Российский микроспутник
Группа российских энтузиастов во главе Виталия zelenykot Егорова объявила о создании микроспутникка, который пролетит мимо Луны и запечатлеет следы Аполлона: уже собрано 1,5 млн рублей. Аппарат планируют запустить на Союзе.
Почему китайский луноход не обнаружил следов Аполлона на Луне?
В Рунете сидят очень безграмотные (или жадные на хайп) журналюги (не все), которые вбросили фейк про отсутствие следов Аполлонов на Луне. Китайская лунная программа, насчитывающая 4 спускаемых аппарата Чанъэ и два лунохода Юту в течение нескольких лет посещала Луну, но на обратной стороне!
Несколько зарубежных ресурсов решили «подшутить» и написали об этом новость в разделе Юмор. Российские СМИ, видимо, не знают слова Humor, посему решили отнести данное к серьезному заявлению, что оклеветало не только США, но и Китай. Ближайшая к Аполлону посадка была совершена Chang’e 3 в 780 километрах от последнего, а луноход никогда бы до того не добрался – задача миссии была совсем другая. И к тому же, в Китае люди умные, нечего им глупостями заниматься, да что-то доказывать.
Будущее
В недалеком будущем (ближайшие 20 лет) мы сумеем доказать или опровергнуть теорию лунного заговора стопроцентно. В этом нам поможет не только строящийся ELT, но и полеты на Луну (в том числе пилотируемые). Доказательства будут предоставлены в современном формате, в обертке из фольги, и, наконец, все решится раз и навсегда.
Мыслите критически, занимайтесь астрономией, счастливо!
Источник