к быстрой деградации орбиты и падению зонда за считанные недели или месяцы. Чтобы предотвратить столкновение, окололунному аппарату приходится корректировать орбиту и расходовать на это топливо. После исчерпания запасов топлива низкоорбитальный полет вокруг Луны также длится недолго.
Работа SMART-1, Chang'e 1, Chandrayaan-1 и Kaguya примерно так и проходила: успешная картография и другие исследования на орбитах 100 км и выше; снижение и частичная картография с более высоким разрешением; непродолжительная работа на низкой орбите около 50 км и выход из строя или падение. Исключением стала только автоматическая межпланетная станция Chang'e 2, которая сначала вышла на эллиптическую орбиту 15–100 км, проработала там менее года и покинула ее, вообще улетев от Луны. Орбита американского LRO вытянута, в обычном режиме максимальное сближение с поверхностью Луны составляет 20 км в районе южного полюса, а удаление – 160 км.
Все эти подробности необходимо знать, чтобы понять, почему этим космическим аппаратам не удалось увидеть отчетливо следы людей. Аппарат NASA LRO создавался на предприятиях, которые имеют богатый опыт разработки и производства межпланетных космических аппаратов и научных приборов к ним. Научная программа LRO была рассчитана на три года, хотя он успешно проработал уже десять лет. За последние 20 лет NASA успешно запустило к Луне пять космических аппаратов, а к Марсу шесть. Часть технологий использовалась в обоих направлениях, в том числе и камеры.
Еще одно преимущество NASA, которое помогает получать больше данных с Луны, – система дальней космической связи (Deep Space Network, DSN). Антенны этой системы расположены в Калифорнии, Испании и Австралии, поэтому NASA может поддерживать связь со своими межпланетными аппаратами круглые сутки. У других же стран принимающие станции стоят на их территории, поэтому связь может длиться не более 8–10 часов в сутки. То есть один и тот же космический аппарат мог бы передать в два-три раза больше данных, в том числе фотоснимков, но не может это сделать из-за наземных ограничений.
LRO оснастили двумя наборами камер с разным типом оптики. Широкоугольная камера (Wide angle camera, WAC) охватывает поле зрения в 60 градусов, что с высоты 50 км позволяет получать снимки полосы поверхности шириной 100 км и разрешением 100 м. Это хорошо подходит для быстрой картографии нашего спутника, но не позволяет рассмотреть следы людей. LRO сумел получить полную карту Луны своей широкоугольной камерой примерно через год с начала научной программы.
Для самой высокодетальной съемки на LRO предусмотрена еще одна камера – узкоугольная (Narrow angle camera, NAC). А точнее, это две одинаковые камеры, которые совместили, чтобы они захватывали больше поверхности за один проход орбитального аппарата. Пара NAC с высоты 50 км захватывает полосу поверхности шириной всего 5 км, зато видит с разрешением 0,5 м. Несколько лет пришлось копить снимки камеры NAC, чтобы осмотреть практически всю Луну в высоком разрешении.
NAC LRO в процессе подготовки к полету к Луне. NASA
Конструкция камеры NAC LRO отличается от обычной фотокамеры. Как и многие околоземные спутники для съемки поверхности Земли, NAC использует технологию «пушбрум». С такой технологией космический аппарат не делает отдельные полноформатные кадры, к которым мы привыкли, а сканирует узкой линейкой светочувствительных элементов подобно тому, как обычные офисные сканеры проводят светочувствительной линейкой над бумагой. Сканирующая линейка – это длинная и узкая фотоматрица, делающая множество снимков с короткой выдержкой, которые потом объединяются в протяженные фотопанорамы, такие панорамы было бы сложно получить одним кадром привычной камеры.
В стремлении рассмотреть самые мелкие детали LRO несколько раз совершал орбитальные маневры, чтобы 20-километровая нижняя точка орбиты проходила над местами посадки Apollo 17 и «Лунохода-2». К сожалению, разрешение снимков удвоить не удалось, несмотря на сокращение расстояния. Кадры с низкой орбиты получились «сжаты» высокой скоростью проносящейся под камерой поверхности. После обработки кадры показали изделия человеческих рук на Луне с разрешением 0,35–0,40 м. Этого оказалось достаточно, чтобы рассмотреть лунный автомобиль LRV.
Сейчас LRO продолжает накапливать данные о Луне, уточняет прежние результаты, регистрирует немногочисленные изменения поверхности. Все современные аппараты, которые совершают посадку на Луну или разбиваются о ее поверхность, также удостаиваются внимания LRO. Запаса топлива должно хватить еще на несколько лет, поэтому он еще немало сможет рассказать о нашем естественном спутнике.
Место посадки Apollo 11 в разное время суток, снятое утром, в полдень и вечером камерой NAC LRO. NASA
Что особенно важно, все фотографии LRO имеются в открытом доступе, и любой желающий может их изучать через интернет. Так, например, российские ученые смогли рассмотреть следы советских луноходов и уточнить дальность пробега каждого из них. Также можно изучать и следы, оставленные людьми в ходе программы Apollo. Снимки LRO позволяют рассмотреть тропинки, протоптанные астронавтами, следы роверов LRV, оставленное оборудование и разбросанный мусор. Многократная съемка в разное время суток позволила рассмотреть тень установленных флагов, которые сохранились до настоящего времени. Астронавт Apollo 11 Эдвин Олдрин сообщал, что видел, как струя реактивных газов во время старта с Луны сбила установленный флаг, и NAC LRO смогла это подтвердить.
Похожие обнародованные архивы имеются и для европейских, японских, китайских и индийских данных по Луне, однако для их получения требуется регистрация на сайтах и специальное программное обеспечение для работы со снимками. В работе серверов с научными материалами индийцев и китайцев неоднократно замечены сбои: они бывают недоступны по несколько дней или недель.
Почему качество спутниковых снимков Луны не лучше спутниковых снимков Земли или Марса?
КРАТКИЙ ОТВЕТ: Качество снимков определяется научными задачами, и съемка следов человека на Луне изначально не ставилась перед LRO. Его камера в несколько раз меньше тех, что снимают Землю или Марс. Кроме того, качеством съемки LRO пожертвовали ради увеличения площади снимаемой поверхности Луны, что позволило создать полную карту в самом высоком качестве.
Лучшим подтверждением реальности полетов людей на Луну являются их следы, оставленные полвека назад в реголите естественного спутника Земли. Правда, увидеть их – непростая задача. Луна находится слишком далеко, чтобы рассмотреть с Земли какие-либо признаки посещения человека.
Снимки Луны с самым высоким разрешением удалось сделать космическому аппарату NASA Lunar Reconnaissance Orbiter. LRO удалось рассмотреть места посадок Apollo и почти всех автоматических станций США, СССР и Китая, а также места падения аппаратов Европы, Индии и Израиля.
К сожалению, разрешающей способности в 0,5 м оказалось недостаточно, чтобы рассмотреть отдельные следы астронавтов, хотя протоптанные ими тропинки видны достаточно ясно. Конечно, хотелось бы рассмотреть еще лучше свидетельства такого выдающегося достижения человека, как шаги по Луне, но научные задачи LRO выходили
