Почему на космических фотографиях не видно звезд

На фотографиях, сделанных с поверхности Луны или околоземной орбиты, небо выглядит сплошь черным и на нем редко когда можно увидеть звезду. Между тем, астронавты их видят регулярно и очень четко, но только при определенных условиях.

Фото космоса с орбиты
Фото космоса с орбиты. Источник: Еol.jsc.nasa.gov

Найдите звезду на фотографии с орбиты

Большинство людей на Земле судят о том, как выглядит космос, по снимкам, сделанным астронавтами во время полета. На них хорошо видно, что небо всегда там темное. Но есть в нем определенная «неправильность». На нем почти никогда не видно звезд.

Отсюда многие делают вывод, что их в космосе вообще не видно, и задаются вопросом: почему? На самом деле звезды астронавты видят каждый день, но они действительно крайне редко попадают на снимки. Чтобы разобраться, почему это так, нужно начать с того, что черное небо не всегда означает возможность увидеть звезды.

На фотографиях космоса обычно не видно ни одной звезды
Типичная фотография космоса, на которой не видны звезды. Источник: Forbes.com

Почему мы не видим звезды днем?

Объяснение нужно начать с вопроса, почему мы на Земле не видим звезды днем. Нет, не потому, что небо в это время слишком светлое. Голубое оно потому, что наша атмосфера частично рассеивает солнечный свет, причем преимущественно с меньшей длиной волн, то есть синюю и фиолетовую часть видимого спектра.

Но ведь цвет неба днем не мешает видеть Луну! Более того, при определенных обстоятельствах на дневном небе можно увидеть невооруженным глазом даже Венеру, Марс и Юпитер (если знать, где их искать). Дело в том, что наши глаза подстраиваются под определенный уровень освещения. И днем солнечный свет просто слишком сильный по сравнению с такими слабыми источниками излучения, как далекие звезды. А наш естественный спутник отражает достаточно света.

В космосе атмосфера не мешает. Потому небо днем так и остается темным. Но уровень освещения в присутствии Солнца или дневной части Земли все равно слишком высокий. И наше зрение продолжает подгонять свою чувствительность под эти условия, вследствие чего на черном небе в таких условиях звезд не видно.

Над освещенной стороной Земли света обычно очень много
Темное небо в космосе не означает, что света не хватает. Источник: www.issnationallab.org

Это сравнимо с ситуацией, когда послезаката выходишь из супермаркета на ярко освещенную автостоянку. Небо над головой вроде бы темное, но при этом увидеть на нем звезды крайне проблематично. Над освещенным Солнцем полушарием Земли все почти то же, но эффект еще сильнее, ведь наша звезда гораздо ярче любой лампы.

Видели ли звезды астронавты Apollo?

С эффектом темного неба, где не видно звезд, столкнулись в свое время астронавты Apollo 11, которые первыми добрались до Луны. На снимках, сделанных ими, журналисты не увидели ни одной звезды, в связи с чем спросили героев по возвращении, видели ли они хотя бы одну во время своей миссии.

Нил Армстронг ответил, что не видели, и объяснил, почему. Все пилотируемые модули прибывали на ту часть Луны, где был день, который на нашем спутнике в среднем длится 14 суток и 18 часов. Лунная ночь показалась специалистам слишком опасной для пребывания человека.

Астронавт Apollo 11 на Луне
Астронавт Apollo 11 на Луне. Источник: www.history.com

К тому же все посадки совершались на видимом с Земли полушарии нашего спутника. Поэтому в небе все время находилось не только Солнце, но и наша планета, которая может отражать почти в сто раз больше света, чем полнолуние.

Правда, после этого Армстронг добавил, что если укрыться в тени лунного модуля, то самые яркие звезды на небе увидеть можно. Еще лучше их было видно из дна какого-то очень глубокого кратера или ущелья, но астронавты таких экспериментов не проводили.

Почему фотографии звезд с орбиты — редкость?

Фотоаппарат работает так же, как человеческий глаз. Только его чувствительность регулируется временем, в течение которого свет, прошедший сквозь объектив, освещает воспринимающий его элемент — фотопленку или ПЗС-матрицу. Он называется выдержкой (экспозицией), и для съемки звезд ночью она должна быть значительно длиннее, чем для съемки предметов и ландшафтов днем. Поэтому камера на борту летящей над освещенной стороной Земли космической станции имеет еще меньше шансов увидеть звезды, чем человеческий глаз.

Фотография со звездами, полученная с большой выдержкой
Фотография со звездами, полученная с большой выдержкой. Источник: NASA

Логично было бы предположить, что если космический корабль или станция находятся над неосвещенной стороной Земли, никаких проблем с наблюдением далеких светил не должно быть. Их действительно хорошо видно, и есть немало фотографий, подтверждающих это.

Проблема только в том, что на большинстве фотографий космоса изображена поверхность Земли, орбитальная станция или другие космические объекты. А их при отсутствии солнечного освещения не видно совсем или очень плохо видно. Поэтому их обычно снимают над дневной стороной. На таких фотографиях никаких светил не наблюдается.

На орбите кроме звезд есть другие интересные объекты
Обычно астронавты фотографируют совсем не звезды. Источник: bbc.com

Кроме всего перечисленного, у космической станции есть собственные фонари, которые освещают ее, когда она пролетает над ночной стороной Земли. Они создают световое загрязнение, подобно огням города, которые мешают нам любоваться звездами прямо с улиц. Поэтому лучше всего смотреть на звезды в космосе при полном отсутствии света. Их в этом случае видно лучше, чем где бы то ни было. Именно поэтому два мощных телескопа Gaia и JWST «прячутся» от Солнца в точке Лагранжа L₂ за Луной. Сделанные ими фотографии далеких космических объектов идеальны.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь:  https://t.me/ustmagazine

Момент старта ракеты Starship в космос удалось заметить с борта МКС
Самые быстрые звезды в Галактике могут быть пилотируемы разумными инопланетянами
Мюонная загадка: найден ключ к пониманию природы космических лучей
Как зелень помогает охлаждать города: свидетельства спутников
Сокровища Млечного Пути: астрофотограф запечатлел 1,4 млн звезд в центре Галактики
Суперкомпьютер NASA создал захватывающую симуляцию внутренних слоев Солнца
Потоп в серверной остановил работу солнечной обсерватории NASA
Контактная двойная звезда бросает вызов представлениям ученых
Миссия NASA к Венере может столкнуться с новыми задержками
NASA «зажгла» рождественский камин ревущими двигателями ракеты SLS