О цвете Луны

При наблюдении Луны с Земли она предстаёт в разных цветах - от насыщенного красного до ярко-серого цвета. Иногда даже её называют голубой.

1. Луна, поднимающаяся над горизонтом (снимок автора).

2. Снимок Луны, находящейся высоко в синем утреннем небе (снимок автора).

Вопрос цвета Луны отнюдь не праздный и имеет непосредственное отношение к так называемым лунным миссиям "Аполлонов", на которых Луна показана исключительно в унылых серых тонах:

3. Снимок AS11-40-5929 миссии Аполлон-11.

"Цементно-подобный" пейзаж настолько однообразный, что нет смысла приводить фотографии других миссий: во всех миссиях "Аполлонов" поверхность Луны имеет одинаковый серый цвет. С тех самых пор Луну и лунный грунт почти всегда изображают в серых тонах. Но так было не всегда! Цитата из книги "Первые итоги определения физико-механических свойств грунтов Луны" (И.И. Черкасов, В.В.Михеев и др., Москва — 197О):

"Астрономические наблюдения за яркостью, окраской, поляризацией и другими особенностями света, отражаемого лунной поверхностью, интенсивные радиолокационные и радиоастрономические исследования проводятся с целью решения вопроса о генезисе, строении и свойствах не только Луны в целом, но и ее поверхностного слоя. Указанные методы позволили к началу исследований лунной поверхности с помощью космических аппаратов считать твёрдо установленными следующие факты.

Лунная поверхность характеризуется низкой отражательной способностью и отражает всего 5—18% солнечного света; цветовые различия на Луне крайне малы. Её поверхность имеет коричневато-серую или черновато-бурую окраску" (выделено мной).

Наблюдения с Земли показывают, что лунный грунт имеет коричневатый или бурый оттенок и что его цвет меняется незначительно.

На своём опыте могу подтвердить - да, Луна имеет преимущественно бурый цвет:

4. Снимок Луны, сделанный с помощью "ультразума" Nikon Coolpix P510 (снимок автора).

Метаданные снимка:

Model: NIKON COOLPIX P510
Date Time: 2014:10:08 22:31:20
Exposure Time: 1/400 sec
FNumber: F5,9
Exposure Program: Manual
ISOSpeed Ratings: 100
35mm equivalent focal Length: 1000 mm

Очевидно, автор вышеупомянутой работы в момент её написания не был знаком со снимками миссии "Аполлон-11", тем не менее, впоследствии видел лунный грунт только в серых тонах. Так, в книге "Грунт Луны" (И.И. Черкасов, В.В.Шварев, Москва — 1975) тот же автор (И.И. Черкасов) в соавторстве с другим пишет:

"Реголит в целом представлял рыхлый разнозернистый темно-серый (черноватый) тонкозернистый порошок с включениями отдельных более крупных зерен, обладающих сильным зеркальным эффектом" (выделено мной) - о реголите, доставленном АЛС "Луна-16".

"Из образца, доставленного "Луной-20", было также отобрано 20г из верхнего слоя глубиной до 100 мм и естественном залегании. От образца "Луны-16" он отличался светло-серым цветом и более мелкозернистым составом" (выделено мной).

Теперь самое время взглянуть на упомянутые образцы:

5. Образец лунного грунта, доставленный аппаратом "Луна-16".

6. Второй образец с аппарата "Луна-16".

7. Образец лунного грунта, доставленный аппаратом "Луна-20".

По завершении в СССР и США "лунной гонки", в отечественных научных публикациях вдруг снова заговорили о буром оттенке лунного грунта ("Лунный грунт из Моря Кризисов". Москва — 1980):

"По окраске в колонке выделяются две зоны, из которых верхней большей части (до 162 см) присущ однородный серый цвет с лёгким коричневатым оттенком. Нижняя зона керна в цветовом отношении отличается заметной неоднородностью и включает несколько различных по интенсивности серого цвета горизонтов, а также резко выделяющийся по глубине 169—171,5 см относительно тонкий (мощностью 2—2,5 см) слой белого материала" (выделено мной).

Любопытно, что к тому времени цветные фотографии Луны были известны уже как 10 лет:

8. Снимок Луны с АМС "Зонд-7".

Предположим, что цвет Луны, видимый с Земли, искажается атмосферой последней (и это действительно так) и что цветная плёнка на АМС "Зонд-7", пропутешествовав в космосе, утратила правильную цветопередачу, но как быть с образцами лунного грунта, имеющими выраженный бурый цвет или оттенок? Быть может, образцы лунного грунта, доставленные АМС "Луна-16" и "Луна-20", так быстро окислились в земной атмосфере, что потеряли первоначальный цвет, который не успели сфотографировать? В статье "Оптические характеристики реголита из Моря Изобилия, Моря Спокойствия и Океана Бурь" (И.И. Антипова-Каратаева, Ю.И. Стахеев, К.П. Флоренский, М.: Наука, 1974, сс. 496-500) проводится сравнение спектров диффузного отражения реголита из различных районов Луны:

Графики показывают, что спектральные зависимости в видимой области света (380-780нм) отличаются мало. Основное отличие - в отражающей способности образцов. Чем выше кривая, тем выше отражающая способность (образец светлее). Образцы №10005 взяты из керна миссии "Аполлон-11" и соответствуют разным его глубинам. Образцы №12028 - из керна миссии "Аполлон-12". Образец "Луна-16-А" изображён на илл. 5. По поводу американских образцов лунного грунта можно заметить, что подавляющее большинство снимков этих образцов, выложенных на сайте НАСА, чёрно-белые и в этом видится определённый умысел, о котором будет сказано ниже:

10. Пример чёрно-белого снимка: образец №10045 миссии "Аполлон-11".

Понятно, что говорить о цвете образцов по таким фотографиям нет смысла. Но у нас есть счастливая возможность увидеть цветные снимки кернов реголита (сыпучего грунта лунной поверхности), а именно тех самых образцов, графики которых приведены на илл. 9:

11. Образец №10005 миссии "Аполлон-11".

Об этом образце известно, что керн доходил до глубины 10см:

Причём видно, что он сохраняет бурый цвет на всю длину, т.е. грунт на поверхности Луны, где производился забор керна, также имел бурый цвет.

12. Образец №12028 миссии "Аполлон-12".

Как и предполагалось, образец №12028 - более светлый (см. илл. 9), нежели образец под номером 10005. Кроме того, образец "Луна-16-А" (график 4) похож на образец №10005 (график 3) и это подтверждает сравнение их снимков:

Но главное - оба образца, безусловно, имеют бурый цвет, объективное свидетельство чего - спектры диффузного отражения, приведённые на илл. 9, указывающее на явное смещение в сторону красного цвета. Их графики спектральных зависимостей демонстрируют рост отражающей способности с ростом длины волны, следовательно в видимом отражённом свете преобладает красная компонента света. Для примера приведу спектр отражения условного образца тёмно-серого цвета:

13. Спектр отражения образца тёмно-серого цвета.

В идеальном случае это - горизонтальная прямая. Представляется невероятным, что авторы книги "Грунт Луны" (см. выше) - И.И. Черкасов и В.В.Шварев - оказались дальтониками, назвав образец "Луна-16-А" тёмно-серым и даже черноватым, и не удосужились ознакомиться с текстом более ранней работы - "Оптические характеристики реголита...", - в которой приведена его спектральная характеристика, объективно свидетельствующая о буром цвете. Не менее удивительным выглядит и тот факт, что почти 2/3 образцов кернов миссий "Аполлонов" имеют бурый цвет или оттенок, а на фотографиях самих миссий поверхность Луны отражена совершенно серой. Данное противоречие должно иметь какое-то объяснение, но сначала обратимся к снимкам китайской миссии "Чанъэ-3", в ходе которой использовалась цифровая фототехника.

В цифровой фотографии цветокоррекция - баланс белого - производится программными средствами. Например, если в кадре есть белый предмет, то и на фото он должен быть белым. Этот критерий используется и для ручной настройки фотоаппарата - берётся эталон белого и фотографируется. Метод работает достаточно надёжно. Если техника вдруг ошиблась, то фото вполне можно исправить вручную, в частности откорректируем снимок посадочной платформы "Чанъэ-3".

Известно, что параболическая антенна платформы имеет белый цвет; воспользуемся этим и заодно посмотрим, каков цвет антенны на снимке:

14. С помощью инструмента "пипетка" определяется цвет параболической антенны.

Хорошо видно, что в RGB триаде имеется перекос в сторону синего цвета, а чтобы получить белый цвет, необходимо выровнять уровни трёх компонент:

15. Скорректированный снимок посадочной платформы "Чанъэ-3".

Снимок после цветокоррекции приобрёл аутентичный вид. Теперь можно определить цвет лунного грунта. Для верности возьмём три точки:

16. Три "пробы" реголита на снимке посадочной платформы "Чанъэ-3".

Образцы грунта во всех трёх точках имеют очевидное преобладание красного цвета (компонента R); даже в серой на вид точке №3 лунный грунт имеет красноватый оттенок. Это полностью согласуется с графиками спектров диффузного отражения реголита на илл. 9.

Цветные снимки китайского аппарата "Чанъэ-3" сразу привлекли внимание своей непохожестью на серые фотографии лунных миссий Аполлонов, при этом "Чанъэ-3" прилунился в довольно тёмном районе видимой Луны - в Море Дождей. Но и там нет унылого "цементно-подобного" грунта.

17. Место посадки аппарата "Чанъэ-3".

Для демонстрации разительного контраста между снимками миссий "Аполлонов" и китайского "Чанъэ-3", совместим фрагменты снимков "AS15-87-11802" и "Чанъэ-3" на илл. 15:

                                  18. Gif-анимация фрагментов двух кадров.

Обе цветные(!) фотографии сняты в похожих условиях: на поверхности Луны и при освещении слева. Камни на китайском снимке более светлые, благодаря чему выглядят рельефно. На снимке "AS15-87-11802" камни угадываются лишь по теням - лунная поверхность выглядит как сплошное серое поле.

Но как так получилось, что в кернах лунного реголита, имеющегося в распоряжении НАСА, бурые образцы составляют подавляющее большинство, а на фотографиях миссий "Аполлонов" реголит всегда серый, что, в свою очередь, противоречит фотографиям "Чанъэ-3"? Ответ напрашивается сам-собой: "удачные" миссии "Аполлонов" происходили не на Луне, а где-то в другом месте, в котором имитировалась лунная поверхность, - очевидно, на Земле. Миссия "Чанъэ-3" оказалась удачной частично, но основное её достижение - получение аутентичного вида лунной поверхности. Но это только часть ответа, т.к., судя по всему, НАСА обладает настоящими образцами лунного грунта, доставленными с Луны. Его, вероятно, не 382 кг - такого количества образцов НАСА никогда не демонстрировало, - но вполне достаточно для проведения исследований в собственных лабораториях США и за их пределами. Как известно, советский лунный грунт добыт автоматическими аппаратами, и это свидетельствует, что наличие лунного грунта не является доказательством пилотируемых миссий к Луне. Очевидно, американский лунный грунт также доставлен на Землю с помощью автоматических станций, что вполне соответствовало уровню техники того времени. С другой стороны, вопрос высадки человека на Луну и возвращения его на Землю не решён и поныне.

Серая Луна в изображении НАСА - естественный результат того, что американские лунные станции ("Рейнджеры", "Сервейеры", "Лунар орбитер" и, вероятно, другие) поначалу снимали Луну в чёрно-белом цвете и у постановщиков шоу с "Аполлонами" не было иного выхода, как имитировать Луну исключительно в чёрно-белых тонах. Поэтому и образцы лунного грунта приходилось снимать на чёрно-белую плёнку (илл. 10), чтобы демонстрировать его общественности - он, дескать, такой же серый, как и Луна на снимках миссий "Аполлонов". При этом цветные снимки кернов никогда особо не афишировались.

С тех пор в массовом сознании закрепился стереотип, что поверхность Луны серая и невзрачная. Поддакивали и в Советском Союзе (см. выше), невзирая на собственные бурые образцы лунного грунта. Причина тому - сговор по "лунной гонке" между СССР и США. Поэтому не удивительно, что и сегодня на лунном орбитальном зонде "LRO" стоит чёрно-белая камера ("LROC") - безусловно, чтобы не возникало лишних вопросов относительно цвета Луны.

Перед великой силой стереотипа не устояли и китайские учёные, пытавшиеся корректировать снимки миссии "Чанъе-3" с целью придания им "аполлоновского стандарта", согласно которому поверхность Луны должна выглядеть серой. Ранее на илл. 14 было уже отмечено, что баланс белого на снимке смещён в сторону синей компоненты. По-видимому, это было сделано намеренно, чтобы нивелировать "избыточные" бурые краски реголита и придать ему серый цвет. Но полностью выполнить эту задачу не удалось, т.к. либо пришлось бы откровенно фальсифицировать снимки, лишая реголит с помощью графического редактора бурого цвета, либо при существенном занижении насыщенности цвета со снимков исчез бы национальный флаг Китая, чего, разумеется, допустить было нельзя. Поэтому на одних снимках миссии "Чанъе-3" искажали баланс белого (илл. 14), а на других максимально, по-возможности, уменьшали насыщенность цвета. В качестве примера последнего - снимок китайского лунохода:

19. Исходный снимок лунохода "Юйту" на поверхности Луны.

Скорректируем баланс белого и повысим насыщенность фотографии, чтобы золотистая фольга приобрела естественный вид, как на илл. 15. Видимо, одной из причин занижения насыщенности цвета фотографии послужила хроматическая аберрация в виде зелёной окантовки кадра, ставшая заметной после коррекции:

20. Фото лунохода "Юйта" после цветокоррекции.

Инструмент "пипетка" рядом с параболической антенной показывает выровненный баланс белого, а ниже - цвет реголита под луноходом "Юйта". Соотношение компонент триады RGB почти в точности соответствует точке №2 на илл. 16. Важно отметить, что снимки на илл.16 и 20 сделаны разными камерами, но в обоих случаях они изображают один и тот же цвет лунного грунта, что свидетельствует о низкой вероятности ошибочной цветопередачи камер.

Заключение

Очевидно в США с самого начала была сделана ставка на автоматические станции, в чём есть несомненный резон - их использование в исследовании космоса намного дешевле, нежели с помощью пилотируемых запусков. Так, в первые годы космической эры США превосходили СССР по количеству запусков в 3-5 раз и только к середине 60-х годов отставание сократилось до 1,5 раз. СССР в первую очередь преследовал пропагандистские цели, что и обусловило первенство в пилотируемых полётах на околоземную орбиту. США, напротив, отдали это направление "Голливуду", чьи достижения в создании космической фантастики хорошо известны (см. фильм "Космическая одиссея 2001 года", съёмки которого начались в 1965 году). Последний красочный фильм "Гравитация", несмотря на ряд замечаний, - лишнее тому подтверждение.

В результате, к середине 70-х годов прошлого века Советский Союз стал непререкаемым лидером в пилотируемых полётах в космос, а США - таким же лидером в области создания и запусков автоматических межпланетных станций. Так, запущенная в 1977 году станция "Вояджер-1" и ныне продолжает путешествие в глубинах космоса, сохраняя полную работоспособность.

Дополнительные материалы по теме

1. Статья Л.Коновалова (доцент кафедры кинотелетехники ВГИК) "Какого цвета Луна?".

2. Статья А.И.Попова (доктор физико-математических наук) "Фальшивый цвет американской «Луны»".

3. Фрагмент фильма "Луна на продажу" / BBC Horizon. "Moon for Sale" (2011).

В этом фрагменте рассказывается о деятельности специального подразделения НАСА ("Office of Inspector General"), занимающееся, кроме всего прочего, выявлением случаев частного владения образцами лунного грунта, т.к. оно в США запрещено федеральным законом.

С чем связаны столь драконовские меры в самой свободной стране мира? При том что ничего подобного не существовало в одной из самых закрытых стран мира - в СССР, - где лунный грунт хранился в обычном сейфе. Выясняется также, что деятельность "криминальной полиции" НАСА распространяется и за пределы США - там, оказывается, ищут следы лунного грунта - образцов "Доброй воли", - подаренных США 135-и странам мира в 70-х годах прошлого века. История одного такого образца хорошо известна:

Фрагмент грунта из коллекции, якобы доставленной на Землю экипажем "Аполлона-11", официально объявлен подделкой - он оказался куском окаменевшей древесины.

"Как сообщает Associated Press, голландские специалисты провели анализ "лунного камня" - предмета, официально, через Госдепартамент, подаренного премьер-министру Нидерландов Виллему Дризу тогдашним послом США в Нидерландах Вильямом Миддендорфом во время визита"доброй воли" в страну астронавтов Нила Армстронга, Майкла Коллинза и Эдвина Олдрина после завершения ими миссии "Аполлона-11" в 1969 году.
Известна дата вручения драгоценного подарка - 9 октября 1969 года. После кончины г-на Дриза ценнейшая реликвия, застрахованная на $500 тыс., стала экспонатом музея Rijksmuseum в Амстердаме.
И лишь теперь исследования "лунного камня" показали, что официально выставленный рядом с полотнами Рембрандта дар США оказался нехитрой подделкой - куском окаменевшей древесины."

Стоило ли НАСА подвергать себя такому риску, имей оно по завершении миссии "Аполлон-11" заявленные 21,55 килограммов лунного грунта? Видимо, подарено много подобных фальшивок, если не все 100%, поэтому НАСА с помощью своей "криминальной полиции" старается исключить возможность повторения конфуза с голландским "подарком".

Причина же запрета оборота в США образцов лунного грунта связана с умилительными рассказами астронавтов, якобы посещавших Луну, о лунных камушках, привезённых оттуда в качестве подарков друзьям и близким. Что может служить более весомым доказательством реальности их миссий? А если таковых не было, то не должно быть и улик - так называемых "подарков". Поэтому был принят соответствующий закон, на страже которого стоит специальное подразделение НАСА. Пример из жизни:

НАСА едва не арестовало престарелую американку, пытавшуюся продать кусочек Луны.

Сотрудники Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НАСА) нашли кусок лунного грунта у престарелой хозяйки маленького кафе на юге Калифорнии. 74-летняя Джоан Дэвис пыталась продать через Интернет фрагмент спутника Земли, чем и привлекла внимание инспекторов, пишут 24 октября американские СМИ.
Однако, несмотря на преклонный возраст американки, сотрудники НАСА тщательно спланировали спецоперацию. После появления в Интернете объявлений Дэвис на встречу с ней под видом покупателя отправился сотрудник НАСА, который выразил заинтересованность в приобретении образца за 1,7 миллиона долларов.
Во второй визит, когда престарелая женщина уже достала кусок Луны, чтобы передать ее «покупателю», в помещение ворвались десятки полицейских, которые схватили 74-летнюю преступницу и изъяли товар. Инцидент произошел в мае текущего года.
Размер кусочка Луны, которым владела американка, не превышал рисового зернышка. Как стало известно, он перешел ей по наследству от мужа, работавшего в НАСА инженером, которому этот кусочек подарил американский астронавт Нил Армстронг еще в 1970е гг.

4. Интервью Нила Армстронга BBC, 1970г.:

В 3:44 по хронометражу Нил Армстронг говорит, что лунный грунт, даже когда его рассматриваешь в руке, имеет угольно-серый цвет, и другого цвета они на Луне не встречали. Однако на илл. 5 можно видеть образец миссии "Аполлон-11", имеющий бурый цвет. Выходит, что в 1970 году Нил Армстронг ещё не знал, какого цвета образцы он "собрал на Луне". 

Источник

P.S.:

- Исторический контекст лунной гонки  

- Аномальные задержки сигнала с Луны