Невероятные фотографии далекого космоса (20 фото). Получена самая далекая в истории космическая фотография Связи с общественностью

30 лет назад весь мир с большим интересом наблюдал за тем, как пара космических странников пролетала мимо Сатурна, передавая обворожительные снимки планеты и его спутников.

Эд Стоун — научный руководитель проекта Вояджер, одной из самых грандиозных миссий НАСА, вспоминает, как он впервые увидел петли в одном из узких колец Сатурна. Это был день, когда космический аппарат Вояджер-1 совершил ближайший пролет у гигантской планеты, 30 лет назад. Ученые собирались перед телевизионными мониторами в рабочих офисах Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, и каждый день, в течение этого пьянящего периода пролета, корпели над потрясающими изображениями и другими полученными данными.

Космический аппарат НАСА Вояджер-1 сделал этот снимок, во время самого близкого пролета Сатурна. Он показал петли в одном из узких колец Сатурна (слева). Изображения с космического аппарата Кассини (справа), наконец, позволили ученым понять, как спутники Сатурна Прометей и Пандора формируют перекрученную форму кольца.

Доктор Стоун обратил свое внимание на зубчатое, многожильное кольцо, сегодня известное как кольцо F. Бесчисленные частицы, составляющие широкие кольца, находятся на почти круговой орбите около Сатурна. Таким образом, это был один из сюрпризов, так как кольцо F, обнаружили всего за год до пролета космических аппаратов НАСА Пионер-10 и -11.

«Было ясно, что Вояджер показывает нам совершенно другой Сатурн», сказал Стоун, в настоящее время работающий в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Снова и снова, космический аппарат показывал столько неожиданных вещей, часто на их осмысление уходило много дней, месяцев и даже лет.

Кольцо F было лишь одним из многих странных вещей, обнаруженных при тесном сближении Вояджера с Сатурном, которое произошло 12 ноября 1980 года, для Вояджера-1, и 25 августа 1981 года, для Вояджера-2.Вовремя пролета Вояджера были найдены шесть маленьких лун и изучен загадочный Энцелад, поверхность которого указывала на какую-то геологическую активность.

Невероятная шестигранная структура, вокруг северного полюса Сатурна, была впервые обнаружена на снимках Вояджера 2 (слева). Кассини получил фотографии шестиугольника в более высоком разрешении. Снимки показывают, что шестиугольник является удивительно стабильной волной в одном из струйных течений атмосферы планеты.

Изображения с двух космических аппаратов также показали грандиозные бури, охватывающие атмосферу планеты, которые не были видны наземными телескопами.

Атмосфера Титана

Ученые использовали данные Вояджеров чтобы решить давний спор о том, есть ли у Титана толстая или тонкая атмосфера. Чуткие приборы установили, что спутник Сатурна — Титан был атмосферой, содержащей густую дымку из углеводородов в обогащенной азотом атмосфере. Открытие привело ученых к мысли о существовании морей из жидкого метана и этана на поверхности Титана.

Это изображение с Вояджера 1 показало, что Титан — спутник Сатурна, окутан дымкой из углеводородов в азотной атмосфере и натолкнуло астрономов на мысль о морях из жидкого метана и этана на поверхности Титана. Кассини успешно подтвердил эту теорию, прислав радиолокационное изображение озера, названного Онтарио (справа) и снимки других озер из жидких углеводородов на Титане.

«Когда я оглядываюсь назад, я понимаю, как мало мы на самом деле знали о Солнечной системе до полета Вояджеров», добавил Стоун.

Анимация из радиолокационных снимков показывающая озера на поверхности Титана.

На самом деле, полеты этих космических разведчиков вызвало множество новых вопросов, ради решения которых впоследствии, еще один космический аппарат НАСА — Кассини, был направлен для решения этих тайн. В то время как Вояджер-1 должен был пролететь примерно в 126 тысячах километров выше облаков Сатурна, Вояджер-2 пролетел всего в 100 800 километрах от облачного слоя, однако Кассини спускался еще ниже.

Космический корабль НАСА Вояджер был первым, кто получил изображения спутника Сатурна — Энцелада крупным планом (слева). Космический аппарат Кассини впервые, в 2005 году, обнаружил струи водяного пара, бьющие из ледяной луны — Энцелада (справа), это решило вопрос о поверхности луны, в геологическом плане.

Благодаря длительному времени работы Кассини вокруг Сатурна, ученые обнаружили разгадки многих тайн увиденных Вояджером.

Ледяные гейзеры Энцелада

Кассини обнаружил механизм, который объясняет постоянно обновляющийся ландшафт на Энцеладе — тигровые полосы, трещины из которых бьют струи водяного пара и органических частиц. Исследования Кассини показало, что спутник Титан действительно имеет стабильные озера жидких углеводородов на поверхности и весьма похож на Землю, в раннем периоде ее развития. Данные аппарата Кассини также решили, как две маленькие луны, обнаруженные Вояджерами — Прометей и Пандора — воздействуют на кольцо F, которое имеет странную перекрученную форму.

Галерея захватывающих снимков межпланетного аппарата Кассини

Для полноты ощущений, смотрите в полноэкранном режиме (квадратик справа вверху).

«Кассини обязана аппаратам Вояджер своими многочисленными открытиями», говорит Линда Спилкер, ученый проекта Кассини Лаборатории реактивного движения, начавшая свою карьеру, работая с 1977 по 1989 год. «Данные Кассини, мы все еще сравниваем с результатами Вояджера и гордо опираемся на это наследие».

Шестиугольник Сатурна

Но Вояджеры оставили еще немало тайн, которые Кассини еще не решил. Например, ученые впервые заметили шестиугольную структуру на северном полюсе Сатурна, на изображениях Вояджеров.

Кассини получил фотографии северного шестиугольника в более высоком разрешении. Эти данные рассказывают ученым о удивительно стабильной волне в атмосфере планеты, которая поддерживает шестиугольник Сатурна вот уже 30 лет.

Спицы в кольцах

Ученые впервые увидели эти облака мельчайших частиц, известных как «спицы» в изображениях космических аппаратов Вояджер НАСА. Считается что спицы вызваны электростатически заряженными мельчайшими частицами, которые поднимаются выше плоскости кольца, но ученые до сих пор выясняют, как частицы получают этот заряд.

Еще большее недоумение, вызвали несколько клиновидных, облаков мельчайших частиц, которые обнаружили в кольцах Сатурна. Ученые окрестили их «спицы», потому что они похожи на велосипедные спицы. Команда Кассини искала их, с тех пор как космический корабль впервые прибыл к Сатурну. Во время равноденствия на Сатурне, солнечный свет подсветил кольца с ребра и спицы проявились в наружной части кольца В Сатурна. Ученые Кассини все еще проверяют свои теории о том, что же может быть причиной этих странных явлений.

Будущее аппаратов Voyager

Сегодня, космические аппараты Вояджер по-прежнему, как пионеры, путешествуют к краю нашей Солнечной системы. Мы не можем ждать от этих космических аппаратов исследования настоящего межзвездного пространства, но данные о галиопаузе они передают вполне успешно. Планируется что энергии их радиоизотопных генераторов хватит еще до 2030 года, а потом безжизненные корабли, по инерции, будут лететь в космическом пространстве, до встречи с какой-либо звездой.

Изображение Вояджера-1 (слева) показывает конвективные облака на Сатурне, снятые в 1980 году. Изображение Кассини (справа) от 2004 года, показывает шторм в атмосфере гиганта под названием Дракон, который был мощным источником радиоизлучения, обнаруженного Кассини. Это радиоизлучение очень похоже на всплески радиоизлучения порожденного молниями на Земле. В 2009 году Кассини прислал фотографии мигающих молний в атмосфере Сатурна.

Вояджер-1 был запущен 5 сентября 1977 года, и в настоящее время находится на расстоянии около 17 миллиардов километров от Солнца. Это самый дальний космический корабль. Вояджер-2, был запущен 20 августа 1977 года, в настоящее время находится на расстоянии около 14 миллиардов километров от Солнца.

Ролик сделанный из изображений, полученных космическим аппаратом Кассини, показывает ураганы и бури, которые циркулируют вокруг северного полюса планеты.

Вояджеры были построены в JPL, которой управляет Калифорнийский технологический институт. Миссия Кассини-Гюйгенс является совместным проектом НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства. JPL также управляет Кассини, а орбитальный аппарат и его две бортовые камеры были спроектированы, разработаны и собраны в JPL.

Видео показывающее открытия Кассини сделанные в течении 15 лет работы

Вот таким ученые впервые «увидели» Марс

51 год назад, 14 июля 1965 года, космическая станция Mariner 4 приблизилась к Марсу и впервые за всю историю человечества сделала несколько снимков другой планеты. Для фотографирования пришлось использовать большую аналоговую камеру, которая была смонтирована в нижней части аппарата. После того, как камера фотографировала, изображение отправлялось в виде цифрового кода на Землю. После получения этого кода на Земле его нужно было пропустить через декодировщик. Работа этого устройства занимала несколько часов.

Но это были первые в истории человечества изображения Марса, и сотрудники NASA не хотели ждать. Поэтому было решено декодировать изображение своими силами, вручную.

Поскольку код оттенков черного и белого цветов для получаемого кода был известен, специалисты приняли решение раскрасить полученное сообщение карандашами, с цветами от желтого до коричневого. Поэтому получилось так, что первое в мире изображение Марса было не фотографией, а раскрашенным вручную эскизом.

Увеличенный участок изображения

На снимке показан участок поверхности Марса вблизи экватора. С этого ракурса изображение выглядит так, словно его получили, находясь на поверхности Красной планеты. Но на самом деле «склон» в середине кадра - это округлый край планеты. Вот черно-белое изображение, которое дает понять реальное положение аппарата.

Mariner 4 - автоматическая межпланетная станция. Она предназначалась для проведения научных исследований Марса с пролётной траектории, передачи информации о межпланетном пространстве и о пространстве около Марса. Предусматривалось получение снимков поверхности и проведение эксперимента по радио-затмению планетой сигнала со станции для получения информации об атмосфере и ионосфере. Головная организация по проектированию, изготовлению и испытаниям - Лаборатория реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory или JPL). Разработка отдельных систем выполнялась различными промышленными организациями и высшими учебными заведениями.

Так выглядели Mariner 3 и 4. Внизу - не пушка, как может показаться, а видеокамера (Изображение: NASA)

Этот аппарат стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки другой планеты с близкого расстояния и передал их на Землю. Mariner 4 сделал 21 полную фотографию Марса и 1 неполную. Неполная фотография была получена из-за того, что Марс закрыл аппарат, радиосвязь с Землей прервалась. Это произошло с 14 на 15 июля.

Как и в случае с Венерой, снимки атмосферы и поверхности которой человечество смогло получить через несколько лет после сближения Mariner 4 с Красной планетой, фотографии Марса позволили перейти от домыслов о строении поверхности к фактам и теориям. Миф о каналах на поверхности Марса , невольными авторами которого являются астрономы Джованни Скиапарелли и Персиваль Лоуэлл, существовал очень долгое время. Он послужил причиной того, что ученые и обыватели долгое время считали каналы творением рук марсиан. Скиапарелли, наблюдая за Марсом, назвал обнаруженные линии итальянским словом «canali», которое обозначает любые протоки (как естественного так и искусственного происхождения), и может переводиться на английский как «channels», «canals» или «grooves» (каналы, искусственные каналы или борозды). При переводе его работ на английский использовалось слово «canals», употребляемое в английском языке для обозначения каналов искусственного происхождения. Сам он в последствии не уточнял, что именно имел в виду. Но уже мало кто подвергал сомнению обитаемость Марса: кто-то ведь должен был создать эти каналы планетарного масштаба.

Созданная в 1962 году специалистами военно-воздушных сил США карта Марса демонстрировала наличие каналов на его поверхности. Эта карта использовалась NASA для планирования маршрута Mariner. Прямоугольниками отмечены места, сфотографированные камерами Mariner 4

Но аппарат не увидел никаких каналов - ни рукотворных, ни природных. Фотографии и данные, предоставленные инструментами станции показали, что Марс - это сухая и холодная планета с температурой поверхности ниже нуля по Цельсию. Планету пронизывает космическое излучение - у нее нет ионосферы для защиты от частиц высокой энергии. Mariner 4 не нашел никаких следов присутствия цивилизации на Марсе. Поэтому в 1965 году миф о наличии каналов на поверхности планеты удалось развеять.

Сейчас, спустя полвека, у человека достаточно инструментов для изучения Марса. На его поверхности трудятся Curiosity и Oppotunity. На орбите находится сразу несколько космических аппаратов, включая Mars Reconnaissance Orbiter и Mangalyaan. Все это позволяет тщательно изучать Марс, делая интересные открытия. Например, орбитальные аппараты помогли узнать о периодическом появлении жидкой воды на поверхности Красной планеты.

Начало этому изучению положил Mariner 4. Его 50-летний юбилей совпал с датой пролета станции New Horizons мимо Плутона.

Всего полвека назад ученые разрисовывали полученные из космоса закодированные изображения карандашами.А сейчас астрономы получают детальные изображения удаленных от Земли объектов, таких, как Плутон и комета Чурюмова-Герасименко, Харон и Церера. Интересно, что будет еще через 50 лет?

Как и обещал в комментариях к моей публикации "Почему марсоходы на Марсе!", где задавались вопросы по поводу космических фотоснимков, фотографий космических объектов, по самой склейке фотографий и о том, как делают марсоходы "селфи", подготовлен данный материал.

Итак: "Поехали!"))

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. (с) NASA/Goddard/Arizona State University

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 :

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.

Фильтры на мачтовой камере марсохода Curiosity (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:

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.

Большинство космических аппаратов дистанционного зондирования заняты изучением процессов, происходящих на поверхности Земли , наподобие того как большинство телескопов астрономического назначения изучают лишь небесные тела за пределами Земли . Однако в некоторых случаях спутники для наблюдения за поверхностью Земли перенацеливаются для фотографирования других космических аппаратов, так же как и наземные астрономические инструменты. Большинство этих случаев связаны с необходимостью сбора дополнительной информации об аварийном космическом аппарате , либо с необходимостью изучения секретных военных спутников . В этом обзоре я решил рассмотреть опубликованные снимки таких наблюдений.

Тот факт, что обычные спутники дистанционного зондирования могут фотографировать не только поверхность Земли , наглядно показал первый коммерческий спутник высокого разрешения - Ikonos-2 . Этот аппарат отметился фотографированием Луны и системы Юпитера . Фотографирование космических аппаратов с борта других космических аппаратов представляет собой значительно более сложную задачу, так как оба участника съемки движутся с космическими скоростями. В 20 веке об этой возможности ходили только смутные предположения насчет военных спутников, лишь в 21 веке были опубликованы первые фотографии подтверждающие, что это действительно возможно.

12 апреля 2012 года неожиданно была потеряна связь с самым дорогостоящим европейским спутником Envisat (его разработка обошлась ЕКА в 3 млрд. долларов). Этот спутник массой в 8 тонн проработал около 10 лет. Для того чтобы лучше понять причины выхода из строя этого аппарата, европейское космическое агентство использовало другие свои спутники оптического наблюдения для фотографирования спутника Envisat . Уже 15 апреля спутник Plеiades 1A , предназначенный для фотографирования поверхности Земли с разрешением в 0.7 метров на пиксель с высоты в 700 км с помощью 0.7-метрого телескопа получил удивительные по качеству снимки спутника Envisat с расстояния в 100 км:

Для сравнения солнечная батарея спутника обладает размером 14 на 5 метров. Одновременно с этим достижением был опубликован ещё один снимок Plеiades 1A другого европейского спутника Spot-5 :

На этом снимке хорошо видна солнечная батарея, состоящая из пяти секций. Эта особенность является типичной для первых спутников программы Spot :

При этом интересно отметить, что корпус спутника Spot-5 является наиболее крупногабаритным среди любого из спутников программы Spot :

Другим ярким примером возможности космической фотосъемки стали снимки на марсианской орбите, полученные с помощью аппарата Mars Global Surveyor . На этом зонде была установлена камера Mars Orbiter Camera , позволяющая получать снимки марсианской поверхности с разрешением в 1.4 метра на пиксель с высоты в 380 км. 35-см телескоп этой камеры использовался не только для фотографирования поверхности Марса , но и его спутников, а так же Земли с Луной :

В апреле 2005 года камера была использована для фотографирования других орбитальных зондов на марсианской орбите. Для Марс Одиссея было получено два снимка с расстояния в 90 и 135 км (хотя при этом отмечается, что аппараты могут сближаться до 15 км):

Разрешение этих снимков лучше одного метра на пиксель, по времени их разделяет всего 7.5 секунд. Для фотографирования была использована следующая схема:

Описание того, что видно на снимках:

Так же эта камера сфотографировала 20 апреля 2005 года и европейский зонд Марс Экспресс с расстояния в 250 и 350 км:

Из-за высоких взаимных скоростей на снимке аппарат вытянулся в полосу длиной в 15 метров и шириной в 1.5 метра. Схема габаритов аппарата:

Через 1.5 года, 2 ноября 2006 года связь с Mars Global Surveyor была внезапно потеряна. Для того чтобы выяснить, что случилось с 10-летним аппаратом, NASA решило использовать свой новейший и самый совершенный марсианский зонд - MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) . На MRO установлена камера HiRES , представляющая собой 0.5-метровый телескоп, и способна получать снимки марсианской поверхности с разрешением в 0.3-метра на пиксель. Снимки системы Земля-Луна с помощью HiRES :

Спустя несколько дней после потери MGS (Mars Global Surveyor) камера HiRES попыталась сфотографировать сломавшийся зонд. С расстояния в 150 км разрешение снимков должно было достичь 10 см на пиксель. Однако к удивлению специалистов на снимках ничего не было обнаружено, вероятно, MGS в ходе аварии перешел на другую орбиту.

Впрочем, ближайший родственник MRO - зонд LRO смог отметиться похожим снимком. Только не на марсианской, а на лунной орбите. На этом зонде установлена камера LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera), которая представляет собой 30-см телескоп, способный получать снимки лунной поверхности с разрешением в 0.5 метров на пиксель с высоты в 50 км. Снимок Земли во время солнечного затмения 21 августа 2017 года:

С другой стороны наземные оптические телескопы способны обнаруживать космические аппараты до значительно больших дистанциях. Так аппарат OSIRIS- Rex (с размерами 2.44 х 3.15 метров) был обнаружен Большим бинокулярным телескопом (LBT) за 20 дней до пролета Земли в 2017 году. В этот момент станция обладала видимым блеском в 25 звездных величин, и находилась в 12 млн. км от Земли .

Некоторые другие известные снимки спутников с наземных телескопов:

Вот уже целый месяц прошёл с того момента, как отправился в свой полёт космический аппарат Parker Solar Probe. Сейчас известно, что каждый из его четырёх приборов, входящих в полезную нагрузку, увидел “первый свет”. Эти ранние наблюдения пока ещё не являются важными научными событиями, но показывают, что каждый из приборов аппарата работает хорошо. Инструменты работают в связке для измерения электрических и магнитных полей Солнца, частиц Солнца и солнечного ветра, а также для получения изображений окружающей среды вокруг космического аппарата.

«Все инструменты передали данные, которые не только служат для калибровки, но и фиксируют всплески того, что мы ожидаем измерить вблизи Солнца, чтобы решить тайны солнечной атмосферы и короны», - Нур Рауафи, научный сотрудник проекта Parker Solar Probe в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Первое условное сближение миссии с Солнцем состоится в ноябре 2018 года, но даже сейчас приборы могут собирать данные о том, что происходит в солнечном ветре, находясь всё ещё ближе к Земле. Предлагаем вашему вниманию краткий обзор этих результатов.

WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe, Оптический телескоп для получения изображений солнечной короны и гелиосферы)

Фактически, WISPR является единственным прибором на аппарате, который покажет самый понятный для всех результат - изображения в видимом диапазоне. Он позволит ясно, но очень недолго, наблюдать солнечный ветер изнутри короны. Прибор состоит из двух телескопов и расположен за теплозащитным экраном между двумя антеннами из комплекта приборов FIELDS. Чтобы сохранить их в безопасности, телескопы были укрыты защитным экраном во время старта.

WISPR был включён в начале сентября 2018 года и уже передал на Землю тестовые изображения для калибровки, полученные при закрытом защитном экране. 9 сентября 2018 года его створки были раскрыты, что позволило аппаратуре сделать первые изображения во время своего путешествия к Солнцу.

Правая сторона этого изображения - от внутреннего телескопа WISPR - имеет 40-градусное поле зрения. Левая сторона изображения от внешнего телескопа WISPR, который имеет 58-градусное поле зрения. Источник: NASA/Naval Research Laboratory/Parker Solar Probe

Расс Говард, главный исследователь программы WISPR из Военно-морской исследовательской лаборатории, изучил изображения, чтобы определить, что инструмент видит по сравнению с тем, что ожидалось, используя в качестве гидов различные небесные ориентиры.

«Существует очень характерное скопление звёзд на перекрытии двух изображений. Самой яркой является звезда Антарес, которая находится в созвездии Скорпиона примерно в 90 градусах от Солнца», - сказал Говард.

Солнце, не видимое на этом изображении, находится далеко справа от края изображения. Планета Юпитер также видна на изображении. Она была захвачена внутренним телескопом WISPR - это яркий объект чуть правее центра в правой части изображения.

«Левая сторона фотографии показывает красивое изображение Млечного Пути, глядя на галактический центр».

Время экспозиции, то есть время, в течение которого свет попадал на открытую матрицу для получения этого изображения, является интервалом, который можно сократить или удлинить, чтобы сделать изображение темнее или ярче. Во время этой съёмки время экспозиции было минимальным, и на то есть причина:

“Мы намеренно выставили короткую экспозицию, потому что в случае, если здесь было что-то очень яркое, когда мы впервые включили камеру, этот объект попросту засветил бы всё”.

По мере приближения космического аппарата к Солнцу его ориентация будет меняться, как и изображения WISPR. С каждой новой орбитой вокруг Солнца WISPR будет захватывать изображения структур, вылетающих из его короны. И, в то время, как другие измерения ранее были сделаны приборами на расстоянии одной астрономической единицы, WISPR будет работать намного ближе к Солнцу, сократив это расстояние примерно на 95 процентов. Это существенно увеличивает способность видеть то, что происходит в этом регионе с гораздо меньшим масштабом, чем когда-либо прежде, получая новые изображения нетронутой ранее солнечной короны.

ISʘIS (Integrated Science Investigation of the Sun, Исследование электронов, протонов и тяжёлых ионов)

Источник: NASA/Princeton University/Parker Solar Probe

ISʘIS (произносится как “исис”, аббревиатура просто включает в себя символ Солнца) измеряет частицы высоких энергий, связанные с солнечной активностью, то есть вспышками и коронарными выбросами массы. (Другой набор инструментов миссии, SWEAP, фокусируется на низкоэнергетических частицах, которые составляют солнечный ветер.) ISʘIS состоит из двух инструментов, которые покрывают ряд энергий для этих активных частиц: EPI-Lo фокусируется на нижней границе энергетического спектра, а EPI-Hi измеряет более активные частицы. Оба прибора собирали первые данные в условиях низкого напряжения, вследствие чего учёные смогли убедиться, что детекторы работают как положено. Когда Parker Solar Probe приблизится к Солнцу, они будут полностью включены в работу для измерения частиц в его короне.

Данные от EPI-Lo слева показывают фоновые космические лучи - заряженные частицы, которые пришли в нашу Солнечную систему из других частей галактики. По мере того как на EPI-Lo будет подаваться большее напряжение, а зонд повернётся к Солнцу, прибор станет больше измерять те частицы, которые относятся уже к солнечном ветру.

Справа данные от EPI-Hi, которые показывают концентрации частиц водорода и гелия. Ближе к Солнцу учёные ожидают наблюдать гораздо больше таких частиц, наряду с более тяжёлыми элементами, а также некоторые частицы с гораздо более высокими энергиями, особенно во время событий их выброса.

”Команда ISʘIS в восторге от того, что прибор хорошо работает. Впереди еще несколько шагов, но пока все выглядит великолепно!”, - Дэвид Маккомас, профессор астрофизических наук в Принстонском университете и главный исследователь программы ISʘIS.

FIELDS (Измерение электрических и магнитных полей, радиоволн, вектора Пойнтнинга, плазмы, и температуры электронов)

Источник: NASA/UC Berkeley/Parker Solar Probe

Набор приборов FIELDS на борту зонда Parker Solar Probe будет изучать масштаб и форму электрических и магнитных полей в атмосфере Солнца. Это ключевые измерения для понимания того, почему корона Солнца в сотни раз горячее, чем ее поверхность.

Датчики FIELDS состоят из четырёх двухметровых антенн электрического поля. Они установлены в передней части корабля, выходят за тепловую защиту, поэтому подвержены всей мощи солнечной среды. Также в набор включены три магнитометра и пятая короткая антенна электрического поля, установленная на штанге, которая выдвигается из задней части корабля.

Приведенные выше данные, собранные во время развертывания мачты вскоре после запуска космического аппарата в августе 2018 года, показывают то, как изменяется магнитное поле, когда мачта удаляется от зонда. Ранние данные - это магнитное поле самого космического аппарата, приборы измеряли резкое падение магнитного поля по мере того, как стрела удалялась от аппарата. После развертывания приборы будут измерять магнитное поле солнечном ветра. Приведённый график красноречиво иллюстрирует причину, по которой такие датчики должны располагаться далеко от космического аппарата.

В начале сентября 2018 года были успешно развернуты четыре антенны электрического поля на передней части космического корабля, и почти сразу после этого стали наблюдаться подписи солнечных вспышек.

Иллюстрация сравнения данных от Parker Solar Probe (в центре и внизу) и от Wind (вверху).