Почему же на одних снимках звезды видны, а на других – нет? Почему кто-то в космосе видит звезды, а кто-то – нет?

Ответ кроется в разнице яркости Солнца и звезд, а также условий наблюдения и съемки.

Впервые этот эффект описал Юрий Гагарин во время своего полета в космос. Его наблюдения зафиксированы в стенограмме его рапорта с орбиты.

На солнечной стороне:

А сейчас через иллюминатор «Взор» проходит солнце. Немножко резковат его свет. Вот солнце уходит из зеркал. Небо, небо черное, черное небо, но звезд на небе не видно. Может, мешает освещение. Переключаю освещение на рабочее. Мешает свет телевидения. Через него не видно ничего.

Открыл светофильтр «Взор». Вижу горизонт, горизонт Земли выплывает. Но звезд на небе не видно. Земная поверхность, земную поверхность видно в иллюминатор. Небо черное, и по краю Земли, по краю горизонта такой красивый голубой ореол, который темнее по удалению от Земли.

На ночной стороне:

Внимание, вижу горизонт Земли. Очень такой красивый ореол. Сначала радуга от самой поверхности Земли, и вниз такая радуга переходит. Очень красивое, уже ушло через правый иллюминатор. Видно звезды через «Взор», как проходят звезды. Очень красивое зрелище. Продолжается полет в тени Земли. В правый иллюминатор сейчас наблюдаю звездочку, она так проходит слева направо. Ушла звездочка, уходит, уходит… Внимание, внимание: десять часов, девять минут, пятнадцать секунд. Вышел из тени Земли.

С тех пор ничего не изменилось – с ночной стороны Земли или Луны можно спокойно наблюдать и фотографировать звездное небо. На дневной стороне мешает яркий свет, к которому адаптируются наши глаза, и приходится настраивать фототехнику.

В случае космического полета ночным временем считается момент нахождения наблюдателя в тени космического тела. Вне земной атмосферы «ночью», подходящей для наблюдения звезд, может считаться любая тень, даже от космического корабля, при условии, что в поле зрения наблюдателя или в объектив фотокамеры или телескопа не попадает прямой или отраженный солнечный свет.

Звездное небо, наблюдаемое экипажем МКС на теневой стороне околоземной орбиты. NASA

На околоземной орбите полярные сияния, свет городов, вспышки молний, кометы, планеты и звезды видны ночью – когда тень Земли перекрывает солнечный свет. Для съемки звезд в ночное время лучше всего подходит светосильный объектив, т. е. тот, который может захватить и сфокусировать на пленку или фотоматрицу много фотонов света. Также современные фотокамеры позволяют настраивать светочувствительность фотоматрицы на высокие значения ISO 24000 или даже больше. В 1970-е у фотографов был гораздо более скромный выбор пленки светочувствительностью от 32 до 250 единиц. Цветная пленка камер Hasselblad астронавтов Apollo имела светосилу 64–160 единиц, т. е. пленка была рассчитана исключительно для дневной съемки в условиях яркого освещения.

Даже если взять несветосильный объектив и пленку с низкой светочувствительностью, звезды все равно можно снять, если выставить длинную выдержку. Чем дольше мы проецируем свет через объектив на фотоматрицу или фотопленку, тем менее яркие источники света мы сможем снять. Но все старания пропадут впустую, если в кадре окажется сильный источник света: он просто засветит весь кадр.

Космонавт Роскосмоса Олег Кононенко, освещенный солнцем на фоне черного неба. Роскосмос

Ярким источником света может быть не только Солнце. Это и освещенная солнечным светом лунная поверхность, и Земля, и освещенные Солнцем космические корабли и станции и космонавты с астронавтами. Поэтому, даже если на дневном кадре черное небо, вовсе не обязательно там будут звезды. К тому же в космосе – хоть на околоземной орбите, хоть на Луне – солнечный свет еще ярче привычного нам на Земле, примерно на 30 %.

В условиях яркого освещения, наоборот, необходимо сокращать светосилу объективов, уменьшать светочувствительность и сокращать выдержку. Это лишит возможности запечатлеть слабые источники света, такие как звезды, зато позволит снять ярко освещенные объекты.

Венера (точка в центре), увиденная и сфотографированная во время выхода на поверхность Луны экипажа Apollo 14. NASA

Все высадки по программе Apollo проходили в утреннее время суток, когда Солнце освещало поверхность под острым углом. Вся фототехника настраивалась на соответствующие условия, и подбиралась фотопленка для дневной съемки с низкой светочувствительностью. Астронавты снимали фотокамерами, закрепленными на груди, поэтому не могли использовать длинную выдержку для съемки звезд.

Несмотря на все сложности, астронавты Apollo неоднократно проводили астрономические наблюдения.

Лунному модулю Apollo 14 удалось попасть на серию фотографий вместе с Землей и Венерой. Также экипаж Apollo 16 смог сфотографировать с поверхности Луны восходящую над горизонтом планету Венера – третий по яркости объект лунного и земного небосвода. Хотя ее яркость сильно уступает Солнцу или Земле в лунном небе и она больше похожа на очень яркую звезду, но ни одна звезда не сравнится с Венерой в яркости.

Западная часть созвездия Лебедь, туманность Северная Америка (вверху справа), туманность Вуаль (внизу справа) в съемке Far Ultraviolet Camera/Spectrograph с поверхности Луны экипажем Apollo 16. NASA, Thomas Bohn

Юпитер, часть созвездия Стрелец и зодиакальный свет в съемке Apollo 17 с окололунной орбиты. NASA

Экспедиция Apollo 16 была подготовлена более основательно для астрономических наблюдений. В ходе этой высадки на Луну астронавты доставили телескоп, который регистрировал ультрафиолетовый свет от звезд и околоземной среды – плазмосферы. Данный эксперимент носил название Far Ultraviolet Camera/Spectrograph. Подробнее о нем рассказывается в главе «Какой фототехникой пользовались на Луне?».

Астронавты Apollo 17 провели свою съемку звезд во время орбитального полета вокруг Луны. Для астрономической съемки использовали камеру Nikon F с объективом 55 мм и черно-белой пленкой Kodak 3414. Камеру закрепили у иллюминатора командного отсека. Астронавты экспериментировали с выдержкой и вели съемку ночного неба со звездами, зодиакального света, окололунной среды и лунного терминатора (границей между освещенной и теневой сторонами Луны). Им пришлось устанавливать длительную выдержку – от 2 до 40 секунд, и при этом удалось снять только самые яркие звезды. На снимках различимы привычные созвездия, которые позволяют определить направление камеры и участок орбиты космического корабля во время съемки.

Также астронавты Apollo 17 проводили съемку астрономических объектов при помощи ультрафиолетового спектрометра, размещенного на командном модуле. Во время полета с Луны на Землю были получены спектры скоплений галактик Волос Вероники и Девы.

ЭКСПЕРИМЕНТ

Почувствовать себя лунным астронавтом и сфотографировать поверхность Луны, а также попытаться снять звезды может любой желающий. Для этого потребуется фотоаппарат с расширенными ручными настройками и