Поверхность земли из космоса. Как выглядит земля из разных точек солнечной системы

Увидеть Землю из космоса – незабываемое впечатление. Это нечто успокаивающее, прекрасное и вдохновляющее. Будем надеяться, что в ближайшее время многие, а не только избранные единицы, смогут насладиться видом нашей родной планеты из космоса. Пока у нас нет такой возможности, приходится довольствоваться захватывающими фотографиями вроде тех десяти, что вошли в эту подборку.

(Всего 11 фото)

1. Земля с расстояния в 4 миллиарда миль с борта «Вояджера-1» (светящаяся точка в центре правого блика). Эта фотография – увеличенная часть одного из 16 кадров, составляющих панорамный вид Солнечной системы. (NASA)

2. Самый детализированный вид Земли на 2002 год, собранный командой специалистов из множества кадров, сделанных в течение долгих месяцев. Большинство данных было собрано зондом MODIS с борта исследовательского спутника Терра. (NASA Goddard Space Flight Center Image by Reto Stockli)

3. Восход Земли. Снимок сделан с борта «Аполлона-11» в 1969 году в ходе первого пилотируемого полета и высадки на Луну. (NASA)

4. Первый снимок Земли и Луны в одном кадре. Был сделан аппаратом «Вояджер-1» с расстояния в 11,66 миллиона километров от Земли. (NASA)

5. Линия терминатора на поверхности Земли, снимок сделан во время миссии «Аполлон-11» на Луну. (NASA)

7.Вид Земли и Луны с Марса. Первая в истории фотография Земли с другой планеты, сделанная зондом «Маринер-10». (SA/JPL/Malin Space Science Systems)

8. Восход Земли, вид с темной стороны Луны. Фотография с борта «Аполлона-16», 1972 год. Первые фотографии темной стороны Луны были сделаны советским аппаратом «Луна-3» в 1959 году. Человек впервые увидел ее собственными глазами в 1968 с борта «Аполлона-8». (NASA)

9. Астронавт из экипажа «Аполлона-17» устанавливает флаг на поверхности Луны, 1972 год. Миссия, продлившаяся 504 часа, позволила привезти с Луны 117 кг проб грунта и произвести углубленную геологическую разведку. (NASA)

10. Серп Земли над лунным горизонтом. Фото с борта «Аполлона-15», 1971 год. В ходе этой лунной миссии впервые был использован вездеход MRV, способный развивать скорость до 16 км/ч.

11. Вода повсюду на нашей планете – от земной коры до наших клеток. Вода в океанах и в атмосфере. В виде жидкости или льда она покрывает 75% поверхности планеты. Общий объем воды на Земле оценивается в 1,39 миллиарда кубических километров, и 96,5% от этого объема находится в океанах. (NASA Earth Observatory)

За поверхностью Земли теперь можно осуществлять постоянное наблюдение. Кроме этого открывается доступ к просмотру спутниковых снимков. Среди всего множества приложений для таких действий наибольшую популярность на территории России имеет Гугл планета Земля онлайн в реальном времени.

В качестве основного конкурента можно назвать Яндекс карты. Их разработчиками являются россияне, за счет чего города России проработаны с наибольшей точностью. За счет имеющихся функций, по крупным населенным пунктам можно просмотреть уровень загруженности сети интернет, а также многочисленные геоданные и демографические данные. Гугл предоставляют доступ к трафику, а также все сведения по участкам земли только на территории США.

Онлайн-просмотр Земли со спутника

Гугл Земля онлайн со спутника в реальном времени отображается на сайте производителя. Чтобы плагин полноценно работал, и отображались все основные элементы, рекомендуется воспользоваться интернет-браузером Google Chrome. В некоторых ситуациях достаточно будет произвести обновление страницы, чтобы все открывалось правильно.

В качестве основного достоинства Google Maps можно выделить присутствие разработанного приложения для пользователей, посредством которого можно в любом направлении осуществлять просмотр снимков со спутника. Это предоставляет возможность отойти от классического браузера, а просто скачать заранее приложение и пользоваться всеми его возможностями. К тому же функций и свойств в нем будет гораздо больше. При желании можно открыть трехмерный глобус в виртуальном режиме.

Основные преимущества

Если предварительно скачать Google Earth online, а не осуществлять просмотр карт в интернет-браузере, клиенты получают полный спектр положительных моментов, к числу которых относят:

• Создание скриншотов конкретного места, а также запись видео высокого разрешения.
• Для поиска участка местности или здания достаточно ввести в строку поиска название или конкретные координаты.
• Перемещаться между «любимыми местами», сохранив их предварительно в настройках.
• Чтобы в последующем была возможность работать в программе в оффлайн-режиме, следует произвести предварительную синхронизацию посредством сети интернет.
• От объекта к объекту можно перемещаться авиасимулятором. Эта опция предоставляет все больше удобства для каждого пользователя.
• Кроме земной поверхности можно открывать доступ к иным телам на небесах, как Луна или Марс.

Это только минимальный перечень плюсов, приобретаемых клиентами онлайн карт со спутника.

Режимы просмотра

Как уже говорилось ранее, карты Google доступны не только через интернет-браузер, но и приложение. Посредством плагина можно использовать интерактивные карты в любом веб-браузере. Указанный адрес встраивается в код программы ресурса. При этом отображаться может и вся планета, а также конкретный выбранный регион. В последнем случае придется вводить соответствующие координаты.

Управление осуществляется посредством клавиатуры и мыши. Они друг с другом в сочетании позволяют увеличивать или отдалять масштаб, настраивать курсор во время движения. Кроме этого дополнительно на карте имеются иконки («+», «-»).

Среди режимов просмотра карты выделяются следующие:

• Ландшафт со спутника. Здесь более интересны особенности поверхности планеты.
• Географическая - в виде схемы, позволяющей изучить поступающие снимки подробнее.
• Физическая – отображение улиц с названиями, городов.

Главное требование для стабильной работы и моментальной загрузки карт – высокоскоростное интернет-соединение. Можно также воспользоваться оффлайн-режимом, но и тут первоначально придется воспользоваться интернетом для загрузки.

25 октября 2016 в 16:09

70 лет первой фотографии Земли из космоса

• Фототехника ,
• Космонавтика

Первая фотография Земли из космоса сделана на киноплёнку 24 октября 1946 года с баллистической ракеты «Фау-2»

24 октября 1946 года, задолго до того, как советский «Спутник-1» официально открыл для человечества космическую эпоху, в пустыне Нью-Мексико собралась небольшая поисковая группа американских учёных и солдат. Им поставили задачу найти место падения ракеты «Фау-2» и кассету с 35-миллиметровой плёнкой.

Люди готовились впервые в своей истории увидеть нечто невероятное: как выглядит Земля из космоса.

В тот день баллистическую ракету «Фау-2» запустили со стартовой площадки ракетного полигона Уайт-Сендс (White Sands Missile Range) в Нью-Мексико, США. В отличие от предыдущих запусков ракет Вернера фон Брауна, сейчас «Фау-2» запустили вертикально.

Заряжённая 35-миллиметровой плёнкой кинокамера делала по одному кадру каждые 1,5 секунды. Ракета поднялась на высоту около 105 километров, а затем упала вниз, врезавшись в землю на скорости 150 метров в секунду. Камера была полностью разбита, но сама плёнка в стальной кассете сохранилась нетронутой.

19-летний рядовой армии США Фред Рулли (Fred Rulli) был одним из членов группы , которую отправили на поиски 24 октября 1946 года. На военных участников экспедиции находка не произвела особого впечатления. А вот с учёными творилось нечто невероятное. Когда они нашли стальную кассету нетронутой, их обуял полнейший восторг: «Они прыгали как дети», - вспоминает Рулли. Полнейшее безумие началось, когда плёнку доставили на место запуска, проявили и впервые показали фотографии на экране: «Учёные просто сошли с ума», - констатировал рядовой.

До того момента рекордной фотографией земной поверхности, снятой с самой большой высоты, оставался снимок с американского военного гелиевого аэростата Explorer II, поднявшегося в воздух на 22 066 м в 1935 году. Достаточно высоко, чтобы зафиксировать кривизну земного шара (впервые в истории фотографии кривизну горизонта заснял 31 августа 1933 года воздухоплаватель Александр Даля).

Камера на ракете «Фау-2» побила рекорд более чем пять раз. Люди увидели, как наша светлая планета выглядит на фоне темноты космоса.

«Фотографии впервые показали, как наша Земля выглядит для инопланетян, которые прилетят на космическом корабле», - сказал Клайд Холидей (Clyde Holliday), инженер-конструктор ракетной кинокамеры, в комментарии для National Geographic . В этом журнале вышла статья об уникальной фотосъёмке в 1950 году, когда кадры киноплёнки склеили в единое целое .

Результат монтажа кадров, сделанных во время запуска «Фау-2» 24 октября 1946 года

Это было потрясающее событие.

Инженер Вернер фон Браун (с платочком в кармане пиджака)

Запуск 24 октября 1946 года был одним из множества экспериментов исследовательской программы «Фау-2», проведённых группой инженеров под руководством Вернера фон Брауна, которых после войны перевезли на работу в США в рамках операции «Скрепка» . Для них Объединённое агентство по целям разведки (Joint Intelligence Objectives Agency, JIOA) США создало фиктивные биографии и удалило упоминания о членстве в НСДАП и о связях с нацистским режимом из открытых записей. Широкая публика узнала об этой секретной операции случайно в декабре 1946 года, когда главный инженер-конструктор Вальтер Ридель стал героем опубликованной статьи «Немецкий учёный утверждает, что американская еда безвкусная, а курица похожа на резину».

С 1946 по 1950 годы благодаря запускам «Фау-2» американцы сделали более 1000 снимков Земли с высоты до 160 км.

Знаменитый немецкий инженер Вернер фон Браун начал работать над ракетой с жидким топливом в 1930 году. Ключевое влияние на него оказал профессор Герман Оберт , которого называют одним из шести основоположников современного ракетостроения и космонавтики, наряду с Константином Циолковским , Юрием Кондратюком (а начале ХХ века Кондратюк рассчитал оптимальную траекторию полёта к Луне, которую позже НАСА использовало в лунной программе «Аполлон»), Фридрихом Цандером , Робертом Эно-Пельтри и Робертом Годдардом .

Вернер фон Браун позже вспоминал о своём наставнике: «Герман Оберт был первым, кто, подумав о возможности создания космических кораблей, взял в руки логарифмическую линейку и представил математически обоснованные идеи и конструкции… Лично я вижу в нём не только путеводную звезду моей жизни, но также и обязан ему своими первыми контактами с теоретическими и практическими вопросами ракетостроения и космических полётов».

После запуска первых спутников фотосъёмка Земли стала одной из главных задач государственных, а потом и частных программ. Землю снимали не только со спутников, но и с других космических аппаратов. Например, запущенный 12 сентября 1966 года американский пилотируемый космический корабль «Джемини-11» сделал снимок с высоты 1368 км.

Фотоснимок с «Джемини-11»

Спустя три года, в июле 1969 года, экипаж «Аполло-11» сделал знаменитую фотографию Земли над горизонтом Луны. Снимок сделан с лунной орбиты с расстояния около 400 000 км от Земли.

Фотоснимок с «Аполло-11»

Другой масштаб Земли показан на фотографии, которую снял экипаж «Аполло-15» 26 июля 1971 года.

Фотоснимок с «Аполло-15»

С каждым десятилетием наши космические аппараты всё дальше удалялись в космос, осваивая просторы Солнечной системы. 3 ноября 1973 года НАСА запустило автоматическую межпланетную станцию «Маринер-10» - первый успешный запуск в серии «Маринер». Она стала первой, которая посетила Меркурий 29 марта 1974 года. По дороге к Меркурию аппарат сделал фотографию Земли и Луны с расстояния 2,57 млн км, впервые сфотографировав их вместе.

Пожалуй, самую замечательную фотографию Земли сделал зонд «Вояджер-1» 6 июня 1990 года, спустя десять лет после начала своего путешествия.

Фотография Земли с «Вояджера-1» (расстояние 6,05 млрд км)

Этот снимок вошёл в историю как

На днях NASA объявило о том, что 19 июля находящийся на орбите Сатурна зонд Кассини сфотографирует Землю , которая на момент съемки будет находиться на расстоянии 1.44 миллиарда километров от аппарата. Это не первая фотосессия такого плана, но первая о которой было объявлено заранее. Специалисты NASA надеется, что новое изображение займет почетное место в ряду таких знаменитых снимков Земли. Так это или нет, покажет время, а пока мы можем вспомнить историю фотографирования нашей планеты из глубин космоса.

С давних пор людям всегда хотелось взглянуть на нашу планету с высоты. Появление авиации дало человечеству возможность подняться за облака, а вскоре бурное развитие ракетной техники сделало возможным получение фотографий с поистине космических высот. Первые снимки из космоса (если придерживаться стандартов ФАИ, по которым космос начинается с высоты 100 км. над уровнем моря) были сделаны в 1946 году с помощью трофейной ракеты ФАУ-2.

Первая попытка фотосъемки земной поверхности со спутника была предпринята в 1959 году. Спутник Эксплорер-6 сделал вот эту вот замечательную фотографию. Кстати, после того как миссия Эксплорера-6 была завершена, он еще послужил американской Родине, став мишенью для испытаний противоспутниковых ракет.

С тех пор спутниковая фотография развивилась невероятными темпами и теперь можно найти кучу снимков любых частей земной поверхности на любой вкус. Но абсолютное большинство этих фото сделано с низкой околоземной орбиты. Как же выглядит Земля с более отдаленных дистанций?

Снимка Апполонов

Единственными людьми, которые могли видеть всю Землю целиком (грубо говоря в одном кадре) были 24 человека из экипажей Аполлонов. В наследство от этой программы нам осталось несколько классических снимков.

А вот снимок сделанный с Аполлона-11 , где четко виден земной терминатор (и да, речь не об известном боевике, а о линии разделяющей освещенную и неосвещенную части планеты).

Фото земного серпа над поверхностью Луны, сделанное экипажем Аполлона-15.

Еще один восход Земли, в этот раз над так называемой темной стороной Луны. Фото сделано с Апполона-16 .

"The Blue Marble" - еще одна иконическая фотография, сделанная 7 декабря 1972 года экипажем Аполлона-17 с расстояния примерно 29 тысяч км. от нашей планеты. Это не был первый снимок, где можно было наблюдать полностью освещенную Землю, но он стал одним из самых известных. Астронавты Аполлона-17 пока что являются последними людьми, которые могли наблюдать Землю с такого ракурса. К 40 летию фото, NASA сделала ремейк этого фото , склеив кучу кадров с разных спутников в едином композитном снимке. Существует и российский аналог, сделанный со спутника Электро-М.

Если смотреть с поверхности Луны, то Земля постоянно находится на одной и той же точке неба. Поскольку Аполлоны сажались в экваториальных областях, то для того чтобы сделать патриотическую аватарку, астронавтам пришлось как следует наловчиться.

Снимки с средних дистанций

Помимо Аполлонов, Землю с большого расстояния фотографировал ряд АМС. Вот самые известные из этих снимков

Очень известный снимок Вояджера-1, сделанный 18 сентября 1977 года с расстояния в 11,66 миллиона километров от Земли. Насколько я знаю, это было первое изображение Земли и Луны в одном кадре.

Схожий снимок, сделанный аппаратом Галилео с расстояния 6,2 миллиона километров в 1992 году

Снимок, сделанный 3 июля 2003 года с борта станции Mars Express . Расстояние до Земли - 8 миллионов километров.

А вот самый свежий, но как ни странно худший по качеству снимок сделанный миссией Юнона с расстояния 9,66 миллиона километров. Вот и думай - то ли NASA совсем уж сэкономила на камерах, то из-за финансового кризиса у них поувольнялись все сотрудники, отвечающие за фотошоп.

Снимки с марсианской орбиты

Вот так например Земля и Юпитер выглядели с орбиты Марса. Снимки были сделаны 8 мая 2003 года аппаратом Mars Global Surveyor , находившися на тот момент на расстоянии 139 миллионов километров от Земли. Стоит отметить, что камера на борту аппарата не могла делать цветных изображений, и потому это снимки в искуственных цветах.

Схема месторасположения Марса и планет на момент съемки

А вот так Земля выглядит уже с поверхности красной планеты. Трудно не согласиться с этой надписью.

А вот еще одно изображение марсианского неба. Более яркая точка Венера, менее яркая (на которую указывают стрелочки) - наша родная планета

Кому интересно, очень атмосферное фото заката на Марсе.Чем-то напоминает похожий кадр из фильма Чужой .

Тот самый кадр из Чужого

Снимки с орбиты Сатурна

А вот Земля на одном из снимков, сделанных упомянуым в начале аппаратом Кассини . Сам снимок композитный, и получен в сентябре 2006 года. Его составили из 165 фотографий, сделанных в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре, которые затем склеили и обработали, сделав цвета похожими на натуральными. В отличие от этой мозаики во время съемки 19 июля на Земля и система Сатурна впервые будут сняты в так называемых естественных цветах, то есть такими, каким их увидел бы человеческий глаз. Кроме того, впервые Земля и Луна попадут в объектив камеры "Кассини" с самой высокой разрешающей способностью.

А вот кстати, как выглядит Юпитер с орбиты Сатурна. Снимок разумеется тоже сделан аппаратом Кассини. На тот момент газовые гиганты разделяло расстояние в 11 астрономических единиц.

Семейный портрет "изнутри" Солнечной системы

Данный портрет Солнечной системы был сделан аппаратом MESSENGER , находящимся на орбите вокруг Меркурия в ноябре 2010 года. На составленной из 34 снимков мозаике видны все планеты Солнечной системы, кроме Урана и Нептуна, которые находились слишком далеко, чтобы быть зафиксированными. На снимках можно разглядеть Луну, четыре главных спутника Юпитера и даже кусочек Млечного пути.

Собственно, наша родная планета

В большем разрешении
Схема расположения аппарата и планет на момент съемки

Семейный потрет "снаружи" Солнейной системы

И наконец, отец всех семейных портретов и сверхдальних фотографий - мозаика из 60 фотографий, сделанных все тем же Вояджером-1 между 14 февраля и 6 июня 1990 года. После прохождения Сатурна в ноябре 1980 года аппарат в общем-то бездействовал - других небесных тел для изучения у него не осталось, а до приближения к границе гелиопаузы оставалось еще примерно 25 лет полета.

После многочисленных просьб, Карлу Сагану удалось убедить руководство NASA снова активировать выключенные десятилетие назад камеры корабля и сделать фотографию всех планет Солнечной системы. Заснять не удалось лишь Меркурий (который был слишком близко к Солнцу), Марс (чему опять же, помешал свет от Солнца) и Плутон, который попросту был слишком мал.

Вояджер-1 был выбран потому, что он шел по траектории, которая как-бы приподымала его над плоскостью эклиптики, что позволяло снимать все планеты "сверху".

Такой вид на момент съемок открывался с борта аппарата


Cнимок Солнца и регионов, где находились Земля и Венера

Планеты крупным планом

Cам Карл Саган так высказался об этом фото: "Взгляните ещё раз на эту точку. Это здесь. Это наш дом. Это мы. Все, кого вы любите, все, кого вы знаете, все, о ком вы когда-либо слышали, все когда-либо существовавшие люди прожили свои жизни на ней. Множество наших наслаждений и страданий, тысячи самоуверенных религий, идеологий и экономических доктрин, каждый охотник и собиратель, каждый герой и трус, каждый созидатель и разрушитель цивилизаций, каждый король и крестьянин, каждая влюблённая пара, каждая мать и каждый отец, каждый способный ребёнок, изобретатель и путешественник, каждый преподаватель этики, каждый лживый политик, каждая «суперзвезда», каждый «величайший лидер», каждый святой и грешник в истории нашего вида жили здесь — на соринке, подвешенной в солнечном луче.

Земля — очень маленькая сцена на безбрежной космической арене. Подумайте о реках крови, пролитых всеми этими генералами и императорами, чтобы, в лучах славы и триумфа, они могли стать кратковременными хозяевами части песчинки. Подумайте о бесконечных жестокостях, совершаемых обитателями одного уголка этой точки над едва отличимыми обитателями другого уголка. О том, как часты меж ними разногласия, о том, как жаждут они убивать друг друга, о том, как горяча их ненависть.

Наши позёрства, наша воображаемая значимость, иллюзия о нашем привилегированном статусе во вселенной — все они пасуют перед этой точкой бледного света. Наша планета — лишь одинокая пылинка в окружающей космической тьме. В этой грандиозной пустоте нет ни намёка на то, что кто-то придёт нам на помощь, дабы спасти нас от нашего же невежества.

Земля — пока единственный известный мир, способный поддерживать жизнь. Нам больше некуда уйти — по крайней мере, в ближайшем будущем. Побывать — да. Колонизировать — ещё нет. Нравится вам это или нет — Земля сейчас наш дом".

August 16th, 2016

Фотографии из космоса, публикуемые на сайте NASA и других космических агентств, часто привлекают к себе внимание тех, кто сомневается в их подлинности, — критики находят на изображениях следы редактирования, ретуширования или манипуляций с цветом. Так повелось еще со времен зарождения «лунного заговора», а теперь под подозрение попали снимки, сделанные не только американцами, но и европейцами, японцами, индийцами. Совместно с порталом N+1 разбираемся, зачем вообще обрабатывают космические изображения и могут ли они, несмотря на это, считаться подлинными.

Для того чтобы правильно оценивать качество космических снимков, которые мы видим в Сети, необходимо учитывать два важных фактора. Один из них связан с характером взаимодействия агентств и широкой публики, другой продиктован физическими законами.

Связи с общественностью

Космические снимки — одно из самых эффективных средств популяризации работы исследовательских миссий в ближнем и дальнем космосе. Однако далеко не все кадры сразу оказываются в распоряжении СМИ.

Изображения, полученные из космоса, можно условно разделить на три группы: «сырые» (raw), научные и публичные. Сырые, или исходные, файлы с космических аппаратов иногда бывают доступны всем желающим, а иногда нет. Например, изображения, полученные марсоходами Curiosity и Opportunity или спутником Сатурна Cassini , публикуются практически в режиме реального времени, так что любой желающий может увидеть их одновременно с учеными, изучающими Марс или Сатурн. Необработанные фотографии Земли с МКС выкладываются на отдельный сервер NASA . Космонавты заливают их тысячами, и ни у кого нет времени на их предобработку. Единственное, что добавляют к ним на Земле, это географическую привязку для облегчения поиска.

Обычно за ретушь критикуют публичные кадры, которые прилагаются к пресс-релизам NASA и других космических агентств, — ведь именно они попадаются на глаза пользователям интернета в первую очередь. И при желании там можно найти много чего. И манипуляции с цветом:

Фото посадочной платформы марсохода Spirit в видимом диапазоне света и с захватом ближнего инфракрасного.
(с) NASA/JPL/Cornell

И наложение нескольких снимков:

Восход Земли над лунным кратером Комптона.

И копипасту:

Фрагмент Blue Marble 2001
(c) NASA/Robert Simmon/MODIS/USGS EROS

И даже прямую ретушь, с затиранием некоторых фрагментов изображения:

Высветленный снимок GPN-2000-001137 экспедиции Apollo 17.
(с) NASA

Мотивация NASA в случае со всеми этими манипуляциями проста настолько, что ей готовы поверить далеко не все: так красивее.

Но ведь правда, бездонная чернота космоса выглядит более впечатляюще, когда ей не мешают мусор на объективе и заряженные частицы на пленке. Цветной кадр, и правда, привлекательнее черно-белого. Панорама из снимков лучше отдельных кадров. При этом важно, что в случае с NASA почти всегда можно найти исходные кадры и сравнить одно с другим. Например исходный вариант (AS17-134-20384) и вариант «для печати» (GPN-2000-001137) этого снимка с Apollo 17, который приводят как чуть ли не главное доказательство ретуширования лунных фотографий:

Сравнение кадров AS17-134-20384 и GPN-2000-001137
(с) NASA

Или найти «сэлфи-палку» марсохода, которая «пропала» при создании его автопортрета :

Снимки Curiosity от 14 января 2015, сол 868
(с) NASA/JPL-Caltech/MSSS

Физика цифровой фотографии

Как правило те, кто упрекает космические агентства за манипуляции с цветом, использование фильтров или публикацию черно-белых фотографий «в наш век прогресса цифровых технологий», не учитывают физические процессы получения цифровых изображений. Они полагают, что если смартфон или фотоаппарат сразу выдают цветные кадры, то космическому аппарату это тем более должно быть по плечу, и даже не догадываются, какие сложные операции необходимы, чтобы цветное изображение сразу попало на экран.

Поясним теорию цифрового фото: матрица цифрового аппарата — это, по сути, солнечная батарея. Есть свет — есть ток, нет света — нет тока. Только матрица представляет собой не единую батарею, а множество маленьких батарей — пикселей, с каждого из которых по отдельности считывается выдача тока. Оптика фокусирует свет на фотоматрицу, а электроника считывает интенсивность выделения энергии каждым пикселем. Из полученных данных строится изображение в оттенках серого — от нулевого тока в темноте до максимального на свету, то есть на выходе оно получается черно-белым. Чтобы сделать его цветным, необходимо применить цветные фильтры. Получается, как ни странно, что цветные фильтры присутствуют в каждом смартфоне и в каждой цифровой камере из ближайшего магазина! (Для кого-то эта информация банальна, но, по опыту автора, для многих она окажется новостью.) В случае с обычной фототехникой применяется чередование красных, зеленых и синих фильтров, которые поочередно накладываются на отдельные пиксели матрицы, — это так называемый фильтр Байера .

Фильтр байера наполовину состоит из зеленых пикселей, а красный и синий занимают по одной четверти площади.
(с) Wikimedia

Здесь повторим: навигационные камеры выдают черно-белые изображения потому, что такие файлы меньше весят, а также потому, что цвет там просто не нужен. Научные камеры позволяют извлекать информации о космосе больше, чем способен воспринимать глаз человека, и поэтому для них используется более широкий набор цветовых фильтров:

Матрица и барабан светофильтров инструмента OSIRIS на Rosetta
(с) MPS

Применение фильтра ближнего инфракрасного света, который не виден глазу, вместо красного привело к покраснению Марса на многих кадрах, ушедших в СМИ. Пояснение про инфракрасный диапазон перепечатали далеко не все, что породило отдельную дискуссию, которую мы также разбирали в материале «Какого цвета Марс».

Однако на марсоходе Curiosity стоит фильтр Байера, что позволяет ему снимать в цвете, привычном нашему глазу, хотя отдельный набор цветных фильтров к камере также прилагается.

(c) NASA/JPL-Caltech/MSSS

Применение отдельных фильтров удобнее с точки зрения выбора диапазонов света, в которых хочется посмотреть на объект. Но если этот объект движется быстро, то на снимках в разных диапазонах его положение меняется. На кадрах «Электро-Л» это было заметно на быстрых облаках, которые успевали сдвинуться за считанные секунды, пока спутник меняет фильтр. На Марсе подобное происходило при съемке закатов у марсохода Spirit и Opportunity — у них нет фильтра Байера:

Закат, снятый Spirit в 489 сол. Наложение снимков, снятых с фильтрами на 753 535 и 432 нанометров.
(с) NASA/JPL/Cornell

На Сатурне похожие трудности у Cassini:

Спутники Сатурна Титан (сзади) и Рея (впереди) на снимках Cassini
(с) NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

В точке Лагранжа с той же ситуацией сталкивается DSCOVR:

Транзит Луны по диску Земли на снимке DSCOVR 16 июля 2015 года.
(с) NASA/NOAA

Чтобы получить из этой съемки красивое фото, пригодное для распространения в СМИ, приходится поработать в редакторе изображений.

Есть еще один физический фактор, о котором знают далеко не все, — черно-белые снимки имеют более высокие разрешение и четкость по сравнению с цветными. Это так называемые панхроматические снимки, которые включают в себя всю световую информацию, попадающую в камеру, без отсечения каких-либо ее частей фильтрами. Поэтому многие «дальнобойные» камеры спутников снимают только в панхроме, что для нас означает черно-белые кадры. Такая камера LORRI установлена на New Horizons, камера NAC — на лунном спутнике LRO. Да по сути все телескопы снимают в панхроме, если только специально не применяют фильтры. («NASA скрывает истинный цвет Луны» — вот откуда это пошло.)

Мультиспектральная «цветная» камера, оборудованная фильтрами и имеющая гораздо меньшее разрешение, может прилагаться к панхроматической. При этом ее цветные снимки можно накладывать на панхроматические, в результате чего мы получим цветные снимки высокого разрешения.

Плутон на панхроматических и мультиспектральных снимках New Horizons
(с) NASA/JHU APL/Southwest Research Institute

Такой метод часто применяют при съемке Земли. Если знать об этом, то можно увидеть на некоторых кадрах типичный ореол, который оставляет размытый цветной кадр:

Композитный снимок Земли со спутника WorldView-2
(c) DigitalGlobe

Именно путем такого наложения создавался тот самый впечатляющий кадр Земли над Луной, что выше приведен как пример наложения разных снимков:

(с) NASA/Goddard/Arizona State University

Дополнительная обработка

Часто приходится прибегать к инструментам графических редакторов, когда надо почистить кадр перед публикацией. Представления о безупречности космической техники не всегда оправданны, поэтому мусор на космических камерах — дело распространенное. Например, камера MAHLI на марсоходе Curiosity просто загажена, иначе и не скажешь:

Фото Curiosity с помощью инструмента Mars Hand Lens Imager (MAHLI) в сол 1401
(с) NASA/JPL-Caltech/MSSS

Соринка в солнечном телескопе STEREO-B породила отдельный миф об инопланетной космической станции, постоянно летающей над северным полюсом Солнца:

(с) NASA/GSFC/JHU APL

Еще в космосе нередки заряженные частицы, которые оставляют свои следы на матрице в виде отдельных точек или полос. Чем дольше выдержка, тем больше остается следов, на кадрах появляется «снег», который не очень презентабельно смотрится в СМИ, поэтому его тоже стараются счистить (читай: «отфотошопить») перед публикацией:

(с) NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Поэтому можно сказать: да, NASA фотошопит снимки из космоса. ESA фотошопит. Роскосмос фотошопит. ISRO фотошопит. JAXA фотошопит... Не фотошопит только Национальное космическое агентство Замбии. Так что если кого-то не устраивают изображения NASA, то всегда можно воспользоваться их снимками космоса без каких-либо признаков обработки.