Люди на Луне [litres] - Виталий Юрьевич Егоров

Исходя из этой упрощенной формулы можно определить возможности некоторых телескопов:

● Любительский телескоп с зеркалом диаметром 20 см – разрешение 0,6 угловой секунды (футбольный мяч с расстояния 100 км).

● Космический телескоп Hubble диаметром 2,4 м – разрешение 0,05 угловой секунды (футбольный мяч с расстояния примерно 1000 км).

● Очень большой телескоп (Very Large Telescope, VLT) в Чилийских Андах с зеркалом в 8 м – разрешение 0,015 угловой секунды (футбольный мяч с расстояния примерно 3300 км, без учета атмосферы).

● Строящийся Чрезвычайно большой телескоп (Extremely Large Telescope, ELT) с зеркалом диаметром 39,3 м – разрешение 0,003 угловой секунды (футбольный мяч с расстояния примерно 16 500 км, без учета атмосферы).

Угловое разрешение – характеристика телескопа или другой оптики, например фотообъектива или микроскопа. Если же мы говорим об итоговых снимках, то к ним применима уже характеристика линейного разрешения. Линейное разрешение исчисляется в привычных мерах расстояния: километрах, метрах, сантиметрах. В этих единицах отображается размер наименьших различимых на фотографии объектов. То есть у камеры с фиксированным угловым разрешением на снимках будет меняться линейное разрешение пропорционально расстоянию: при сокращении расстояния между объективом и объектом съемки вдвое линейное разрешение уменьшается также вдвое. Например, с высоты 100 км у камеры NAC LRO линейное разрешение будет 1 м, а с высоты 50 км – 0,5 м. При этом обычно говорят «разрешение растет», имея в виду, что на одном и том же участке можно рассмотреть больше мелких деталей. Встречается также обозначение линейного разрешения в метрах на пиксель, но такое понятие больше подходит для обсуждения характеристики фотографической матрицы.

КАКОЕ ЛИНЕЙНОЕ РАЗРЕШЕНИЕ БУДЕТ У HUBBLE НА ЛУНЕ?

Если угловой диаметр Луны 30 угловых минут, значит, в нем 1800 угловых секунд, а главная камера Hubble имеет угловое разрешение 1/20 угловой секунды. Значит, он различит объекты размером до 1/36 000 от диаметра спутника Земли. Разделим диаметр Луны 3474 км на 36 000 и получим размер чуть меньше 100 м. Это размер наименьших деталей поверхности Луны, которые способен рассмотреть Hubble при среднем расстоянии от Земли до Луны, т. е. его линейное разрешение.

Если подобный расчет мы повторим для 8-метрового Very Large Telescope, то получим линейное разрешение 28 м, мельче которых он ничего не увидит на Луне. Но наземному телескопу мешает атмосфера, поэтому даже с использованием адаптивной оптики результат будет хуже. Фактическая детализация VLT – около 130 м на Луне. Именно поэтому космический Hubble так важен для астрономии.

О том, что Hubble и другие телескопы могут рассмотреть на Луне, мы и поговорим в этой части.

Если даже большой телескоп с Земли не может показать нам лунную поверхность достаточно четко, то можно сделать его меньше, но разместить ближе к объекту наблюдения. После программы Apollo к Луне запускались космические аппараты Японии, США, Европы, Китая, Индии, Израиля. Многие из них несли на борту фотокамеры или телескопы для наблюдения за поверхностью.

Непосредственно следы людей и луноходов, лунные модули и оборудование сумел рассмотреть только один аппарат – американский LRO. Японская и индийская автоматические станции хотя и не имели достаточной разрешающей способности своих камер, но смогли увидеть признаки лунных посадок – пятна грунта, разбросанного лунными модулями при посадке и взлете, тень лунного модуля, наиболее вытоптанные астронавтами участки поверхности и др.

Когда-нибудь в будущем появится возможность и самостоятельно слетать на окололунную орбиту. В XXI веке как минимум две космические компании предлагали туристический полет до Луны и обратно, без посадки. Это российская ракетно-космическая корпорация «Энергия» и американская компания SpaceX. При цене билета от $70 до $120 млн можно слетать и посмотреть на Луну самому. Только, чтобы увидеть следы, потребуется хороший телескоп, так как даже с орбиты расстояние до поверхности – несколько десятков километров. Посадка туристического корабля будет стоить намного дороже, и пока никто не готов обеспечить такой полет.

Хотя не обязательно тратить $120 млн на туристический полет, когда можно запустить туда спутник или луноход. Это будет дешевле, хотя и ненамного.

В 2015 году группа российских энтузиастов и молодых инженеров космической отрасли объявила о проекте создания микроспутника, который сможет добраться до Луны и с орбиты рассмотреть следы. Они собрали 1,5 млн рублей на разработку спутника при помощи краудфандинга, но, чтобы создать настоящий космический аппарат, им потребуется в тысячу раз больше, и пока инвестора не нашлось, поэтому нам придется ждать их старта.

В 2007 году компания Google объявила конкурс Google Lunar X Prise, по условиям победитель получал $25 млн за успешную доставку на Луну небольшого лунохода, который пройдет 500 м и передаст не менее 500 мегабайт данных на Землю. Десятки команд со всего мира решили участвовать в гонке, финал ожидался в 2015 году, но в 2018 году компания Google вышла из конкурса, не дождавшись финалистов. Техническая задача оказалась сложнее, чем многие ожидали, и дороже, чем обещанный приз. Лишь одна команда – израильская – довела проект до запуска, но их космический аппарат Beresheet при посадке разбился о поверхность Луны.

Тем не менее несколько команд продолжили свою деятельность и после конкурса. Немецкая команда PTScientist разрабатывает посадочную платформу и луноход и планирует зарабатывать на доставке грузов на Луну. Целью первого запуска они выбрали место посадки одного из Apollo. Луноход должен высадиться в районе прилунения Apollo 17, подойти на расстояние 100 м к лунному роверу LRV, на котором катались астронавты, и с расстояния 200 м взглянуть на оставшуюся нижнюю ступень посадочного модуля. NASA попросило не подходить ближе, чтобы сохранить неприкосновенность исторических следов Харрисона Шмитта и Юджина Сернана.

Автор главы – астроном-любитель, инженер-робототехник, выпускник факультета прикладной информатики Кубанского государственного университета Артем Зубко

Прогуливаясь морозным зимним утром или жарким летним вечером, мы часто видим бледно-желтый или пепельно- серый диск того, что называют Луной. Нам про нее говорят с детства, показывают фотографии и рисунки в школьных учебниках, иногда мы видим ее по телевизору. Пожалуй, каждый знает, что это древний спутник Земли, что он обращается вокруг нашей планеты и что