Настоящая ли Луна на снимках астронавтов Apollo?

Краткий ответ: На снимках Apollo действительно Луна, и это можно проверить по снимкам, сделанным японскими, индийскими и американскими космическими аппаратами.

Для подготовки астронавтов к высадке на Луну NASA создало несколько испытательных и тренировочных полигонов, где отрабатывались различные этапы программы полета, посадки и выхода на поверхность. Был полигон для тренировки пилота лунного модуля, был павильон, где отрабатывался выход на лунную поверхность, и полигон для поездок на луномобиле LRV. Астронавты совершали выезды в горы и пустыни, чтобы набраться опыта в геологии и сборе образцов. Один полигон в Аризоне, у города Флагстафф, специально готовили к максимальному сходству с лунной поверхностью, даже кратеры сделали с помощью взрывчатки. Взглянув издалека на фотографии этого полигона, действительно трудно не признать его большое сходство с поверхностью естественного спутника Земли. И если облик Луны можно было воссоздать на Земле, можем ли мы быть уверены, что на фотографиях Apollo действительно Луна?

В 1966–1967 годах перед запуском пилотируемых экспедиций NASA проводило подготовительную съемку лунной местности серией космических аппаратов Lunar Orbiter. Аппараты позволяли выбрать место посадки и подготовить программу экспедиции. Съемка велась на фотопленку с последующим сканированием и передачей по радио, что серьезно ограничивало количество снимков. Пять запусков Lunar Orbiter позволили составить почти полную карту Луны с разрешением от 60 до 2 м.

Среди научных задач Lunar Orbiter числилась и стереосъемка, т.е. съемка одного места с двух ракурсов, которые позволили бы увидеть рельеф местности. Однако такой режим использовался только в качестве эксперимента, а полную трехмерную карту поверхности Луны высокого разрешения, до 5 м, смогли составить гораздо позже — японцы в 2009 году.

Сравнение рельефа лунной поверхности в месте посадки Apollo 15 (сверху вниз): в представлении художников NASA в начале 1970-х годов, до высадки астронавтов; в трехмерном моделировании по данным зонда NASA LRO, по данным стереосъемки японского зонда Kaguya; на панораме астронавтов Apollo 15. NASA, JAXA

Таким образом, до начала пилотируемых полетов у NASA были снимки Луны с разрешением до 2 м, большинство из которых не имели стереопар, что не позволяло до мелочей воссоздать на Земле место планируемых посадок.

Достаточно детальные трехмерные карты Луны можно построить двумя способами. Первый — это стереосъемка: снимки одной и той же поверхности под двумя углами зрения, что позволяет оценить рельеф и построить трехмерную модель. Второй способ — лазерный луч-дальномер, который измеряет расстояние от космического аппарата до поверхности, что позволяет определить перепады высоты в разных точках и, просуммировав их, построить ту же трехмерную модель. Есть еще третий способ — по сравнению длины теней на снимках в разное время суток, но он сильно уступает первым двум в точности.

Стереосъемку для определения рельефа лунной поверхности использовали ученые трех стран: Японии, Китая и Индии — уже в ХХI веке. Их космические аппараты снимали сразу на две или более камеры, что позволило увидеть Луну в объеме. Американский спутник LRO, напротив, использовал технологию лазерного сканирования, так как она дает более высокую точность, хотя требует долгого периода накопления данных. Трехмерные карты Луны, созданные благодаря LRO, доступны сегодня на сайте Астрогеологического научного центра Геологической службы США, откуда их можно скачать и самостоятельно использовать в программах-редакторах 3D-графики.

Самостоятельное исследование еще до LRO провели ученые Японии. Они использовали стереосъемку космического аппарата Kaguya. Трехмерную модель Луны, полученную благодаря стереосъемке Kaguya, сравнили со снимками астронавтов первой экспедиции в горную местность — Apollo 15. Результат сравнения вполне нагляден: пейзажи гор совпали.

Более высокое качество спутниковых снимков доступно благодаря зонду NASA LRO. Можно увлекательно провести время, прослеживая следы астронавтов и сверяя спутниковые снимки с обликом Луны, видимым на фотографиях, сделанных астронавтами Apollo.