koparev (koparev) wrote,
koparev
koparev

Categories:

О цвете Луны, начало

Кто был на Луне, тот не перепутает цвет её поверхности. Если же высадки американцев на Луне снимать в студиях, то без должного знания легко ошибиться и  засыпать съемочную площадку песком или цементом не того цвета. Что и произошло. Потому что, как мы убедимся ниже, ко времени полётов «на Луну» среди американских учёных преобладали неверные представления о цвете лунной поверхности.

«А разве не очевидно, что Луна серебристо – белая?» – удивится читатель. Да, если понимать «очевидно» буквально: то есть, «очами» (глазами) видно. Но оказалось, что Луна скрывала истинный цвет своей поверхности от земного наблюдателя, и, таким образом, подвела тех, кто совершал мнимые «полёты на Луну».


1. Разноликая Луна

    Тёмной ночью и ясной ночью, когда воздух особенно чист, Луна видится белой (серебристой) и очень яркой (илл.1а). Утром (ближе к полудню) Луна кажется белой с заметным голубоватым оттенком (илл.1б), вечером же только что взошедшая полная Луна часто видится красноватой (илл.1в).








Илл.1.  Луна на земном небе: а) ночью б) утром или ранним днём, в) вечером.

https://www.nastol.com.ua/pic/201605/2560x1600/nastol.com.ua-173626.jpg  , http://andrew-vk.narod.ru/public/Moon_color/Moon-color.html

https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/938499/f148c5d4-6427-432e-ad37-c428d6320780/s1200

    Когда в одном месте земного шара ночь, то в другом месте может быть утро, а в третьем – вечер. Ясно, что поверхность Луны имеет какой-то один, неизменный цвет, определяемый только свойствами этой поверхности, а не тем, в какое время своих местных суток на неё смотрит наблюдатель с Земли. То есть наблюдаемый цвет Луны и истинный цвет лунной поверхности это, в общем случае, не одно и то же.

Утром на идущий к нам свет луны накладывается сияние голубого неба. Это голубое сияние – не что иное, как солнечный свет, рассеянный во всей толще воздуха.

Учёные давно установили, что голубые (а также синие и фиолетовые) лучи, которые незримо присутствуют в белом солнечном свете, сильнее рассеиваются в атмосфере, чем красные лучи, тоже содержащиеся в солнечном свете [1]. Это очень важное для понимания нашей темы явление.

Примечание. Ниже оно используется в такой крайне упрощённой формулировке, как «голубые лучи сильно рассеиваются и плохо проходят через прозрачные среды, а красные – не рассеиваются и хорошо проходят напрямую. Такое упрощение не нарушит верность выводов, но заметно укоротит изложение.     

    В ясный солнечный день весь воздух заполнен голубым сиянием от рассеянного солнечного света. Именно поэтому далёкие леса и горы кажутся нам голубоватыми. Это же сияние мы воспринимаем, как яркое голубое небо. Утром мы смотрим на Луну через голубое небо, вот она и кажется нам голубоватой. Наблюдаемый утром голубоватый цвет Луны не соответствует цвету лунной поверхности.

    Вечером, когда Солнце низко над горизонтом, свет от него доходит к нам сильно ослабленным. Особенно это касается его голубой части. Голубое небо перестаёт быть голубым и ярким, и на первый план выдвигается рассеяние лунного света. Этот свет является ничем иным, как солнечным светом, отражённым от Луны, и он тоже содержит и голубые и красные лучи. И тут явление рассеяния принимается за лунный свет. Его работа облегчается тем, что к вечеру потоки воздуха, нагревшиеся за день, поднимают в воздух большие количества пыли. А пыль очень сильно рассеивает свет. Лунный свет частично рассеивается н частицах пыли. Это, прежде всего, относится к голубой составляющей лунного света. И поэтому Луна краснеет.

Примечание. То, что белый свет, проходящий через большую толщу пыли краснеет, мы наблюдаем и в других, более знакомых нам случаях. Так, краснеет заходящее Солнце. А если посмотреть на Солнце сквозь пыль или дым пожара, оно тоже будет красным. У моря роль пыли часто играют частички соли, содержащиеся в испарениях, идущих от поверхности моря [1]

В общем, наблюдаемый вечером красноватый цвет полной Луны не соответствует цвету лунной поверхности.

    К таким выводам относительно утренней и вечерней Луны учёные пришли давно. И эти воззрения выдержали проверку временем. А вот ночная белая Луна лет двести «морочила голову» учёным.

2. Белый цвет ночной Луны указывает на СЕРЫЙ цвет её поверхности

Ночью Солнца нет, и, стало быть, нет и рассеянного солнечного света, маскирующего цвет Луны своей голубизной. Воздух ночью чище и прозрачнее, чем днём, потому что ночью пыль оседает. А раз пыль оседает, то ничто не заставляет (или почти не заставляет) Луну краснеть. Поэтому (считали учёные)  белый цвет ночной Луны (илл.1а) – это и есть настоящий цвет её поверхности. Значит, ночью лунный свет доходит до наших глаз практически без искажений. На этом основании учёные пришли к выводу, что лунная поверхность имеет СЕРЫЙ цвет. «Почему не белый?!» - удивится читатель.

    Чтобы уяснить этот на самом деле вполне логичный вывод, разберёмся с такими понятиями, как «белый», «серый» и «чёрный» цвет.

    БЕЛЫЙ ЦВЕТ – ЭТО НАШЕ ЗРИТЕЛЬНОЕ ОЩУЩЕНИЕ, возникающее от одновременного воздействия на сетчатку глаза совокупности всех цветов солнечного спектра (всех цветов радуги, илл.2). Как однажды Жак - звонарь голубой сломал фонарь» –  эта забавная фраза напоминает о семи основных цветах солнечного света – «семи цветах радуги»: красном, оранжевом, жёлтом, зелёном, голубом, синем и фиолетовом.








Илл.2. Все цвета радуги.

https://yandex.ru/collections/card/5923cef62321f200b9ac192c/

    Солнечный свет и белый свет – это синонимы. Если при отражении солнечного света от какого-либо предмета (небесные тела – это большие предметы), лучи разных цветов отражаются в различной степени, то отражённый свет уже не будет белым, а приобретёт ту или иную окраску. Эта окраска зависит от того, лучи какого цвета лучше всего отражает поверхность предмета.

    Если предмет отражает лучше всего красные лучи, то мы его видим красным, если лучше отражает зелёные лучи – то, зелёным.

    Но есть предметы, которые одинаково отражают все цвета радуги. В быту мы их называем белыми, серыми и чёрными. Если осветить их белым светом, то ВСЕ они белый свет и отразят, потому что, на самом деле, принципиального различия между ними нет. Их поверхности отличаются только той долей общего потока света, который они отражают. Свежевыпавший снег, который для нас служит эталоном белизны, отражает 90-95% от падающего светового потока, серые ткани – от 15 и до 30 %, чёрная упаковочная бумага – 4%, чёрный бархат – менее 1%. Во всём остальном, белые, серые и чёрные предметы – это близкие «родственники».

    Наверное, не просто, сразу принять такое необычное родство. (Ведь даже существует поговорка: «не путайте чёрное с белым»). Наглядной иллюстрацией родства понятий «белого» и «серого» цветов служит фотография лисицы, лежащей на снегу (илл.3). Её прислал автору и рекомендовал в качестве наглядного примера доцент ВГИК (Москва), преподаватель курса цветоведения Л.В. Коновалов.








Илл.3. Лисица на снегу.

    Какого цвета снег? Конечно, белого! Таков, скорее всего, будет первый ответ. Но тогда какого цвета снег там, где на него падает тень? Конечно, серого! Таково будет уточнение.

    Вне тени снег освещается ярким прямым солнечным светом, а в тени – более слабым светом, тоже солнечным, но рассеянным и потому более слабым. То есть, мы видим, что белый цвет переходит в серый при уменьшении освещённости и при том условии, что рядом находится более ярко освещённый участок. Так что снег и белый, и серый одновременно. Это фото показывает, что понятия «серый» и «белый» относительны. Ну, а очень тёмный серый цвет мы называем чёрным.

    Известно, что поверхность Луны очень темна и отражает (в среднем, по всему диску) только 7% от падающего на неё потока солнечного излучения [2]. Это установили астрономы. Известно также, что ясной и тёмной ночью Луна видится белой. Это мы и сами видим.

    А каким должен быть цвет поверхности тёмного предмета, чтобы он отражал падающий на него белый свет тоже, как белый свет? Правильно – поверхность должна быть серой, точнее, темно-серой.

    И только в 50-х – 60-х годах ХХ века советские астрономы и советские создатели лунной космической техники установили, что настоящий цвет поверхности Луны – коричневый [3 - 5].

    Как могло получиться, что такая простая и ясная научная логика вдруг подвела? Оказывается, подвела не логика, а то, что ночью наши глаза ошибочно сигнализируют нам, что ночная Луна сияет белым светом. Для темы данной статьи знание причины этой ошибки не так уж и важно. Любознательный читатель найдёт соответствующее объяснение в приложении.

    А сейчас нам полезно кратко ознакомимся с историей открытия коричневого цвета Луны. Иначе нам будет трудно понять, как получилось, что такая высококвалифицированная организация, как НАСА, не знала истинный цвет поверхности Луны при постановке земных фото- и киносъёмок «полётов на Луну»?

3. 50-е годы ХХ века: советские астрономы открывают коричневый цвет Луны

1969 год: советские космические специалисты подтверждают это открытие

Впервые коричневый цвет поверхности Луны открыла небольшая группа наших астрономов [3, 4]. Затем их открытие подтвердили создатели нашей лунной космической техники [5]. Это новое знание ещё долго оставалось привилегией только наших специалистов.

1954 – 1959 г.г. Небольшая группа советских астрономов косвенным методом открывает коричневый цвет Луны.

К 1954 году несколько советских астрономов провели телескопические исследования спектра отражённого от Луны солнечного излучения и установили, что поверхность Луны имеет тёмный коричневый оттенок. Копия отрывка из этой интересной публикации  [3] показана на илл.4. Вот самые важные строки из неё: «Количество отражаемой лучистой энергии  монотонно возрастает с переходом  от фиолетовых лучей к инфракрасным. Поверхность Луны в основном покрыта тёмным веществом коричневатого оттенка. Осмотр различных участков диска Луны в телескоп обнаруживает лишь очень незначительные изменения в цвете».








Илл.4. 1954 год. Первое научное сообщение о коричневом цвете Луны.

https://docs.google.com/file/d/0B7JibVG2qFnoV1d0aXNOVnhaNmM/edit?pli=1

Прошло 5 лет, и в 1959 году советский астроном – Н. Сытинская повторила спектроскопические исследования. В своей книге «Природа Луны» [4] она написала в этой книге следующее: «Слабее всего отражаются фиолетовые лучи, всего сильнее инфракрасные. Вещество с такой отражательной способностью в обычных условиях воспринимается зрением, как коричневое». Ну, что ж, подтверждение в таком непростом вопросе не было лишним.

1969 г. Советский «Зонд-7» фотографирует Луну с расстояния в 2000 км на цветную плёнку

и доставляет плёнку на Землю.  Поверхность Луны на цветном фото – коричневая

    Хотя открытие несколькими советскими астрономами коричневого цвета Луны и было опубликовано [3, 4] оно прошло незамеченным среди большинства советских астрономов и, тем более, среди зарубежных астрономов. Возможно, это было связано с тем, что спектроскопические методы определения цвета, хотя и объективны, но не наглядны. Конечно, лучше бы увидеть цвет поверхности Луны на фотографии. И такая возможность у советских специалистов появилась.

    Во второй половине 60-х годов СССР создавал технику для пилотируемого облёта Луны, естественно, с возвращением на Землю. Для её отработки были созданы автоматические космические корабли «Зонд», которые облетали Луну на расстоянии примерно 2000 км [5 - 9]. «Зонды» (среди прочих дел) фотографировали Луну с близкого расстояния и доставляли фотоплёнку на Землю для проявки и последующей печати. 11 августа 1969 года Луну облетел «Зонд-7», одна из фотокамер которого была заряжена цветной фотоплёнкой.

    На илл.5а показана фотография Земли, снятая с расстояния 70000 км во время полёта к Луне.

    На илл.5б показана другая фотография «Зонда-7», взятая с того же сайта. Здесь мы видим и Землю и поверхность Луны. Цвет этой поверхности – коричневый. Тот факт, что цвета нашей бело - голубой планеты переданы правильно и на илл.5а и на илл.5б, показывает, что и цвет лунной поверхности передан на илл.5б верно.

    После полёта «Зонда-7» СССР прекратил исследования цвета Луны ввиду исчерпанности вопроса.








Илл.5. Август 1969 года, фотографии «Зонда-7» [5]:

а) 9 августа, Земля с расстояния 70000 км.

Эта фотография и в таком же качестве опубликована в журнале «Наука и жизнь», №11 (1969);

б) 11 августа, Луна с расстояния 2000 км.

    На илл.6 приведена современная (2019 г.) фотография коричневой Луны, снятая с околоземной орбиты. Сегодня фотографии коричневой Луны стали если не чем-то обыденным, то, во всяком случае, уже не удивляют.








Илл.6. 2019 г. Вид Луны на фоне лимба атмосферы Земли. Снято из МКС.

http://blogs.esa.int/communication/files/2019/04/Super_moon.jpg https://pbs.twimg.com/media/CzrP1a5XAAIrRnR.jpg:large

Примечание: В интернете можно найти и такие снимки с орбиты, где Луна видится белой. Но таких снимков относительно мало для снимков с орбиты. По мнению автора снимки с белой Луной передержаны по части экспозиции (см. приложение).

4. Сегодня коричневый цвет Луны уже кажется вполне естественным!

    Современному фотолюбителю, вооружённому цифровой цветной фототехникой, трудно представить, насколько кропотливым и долгим занятием была классическая цветная фотография с её проявками и закреплениями (в трёх растворах!) и фотопечатью при тусклом серо-зелёном специальном фонаре. Поэтому для астрономических научных исследований цветная фотоплёнка использовалась крайне редко. Полёт «Зонда-7» к Луне с фотокамерой, заряженной цветной пленкой, один из таких редких случаев. Впрочем, и сами полёты «Зондов» были (каждый по себе) историческими событиями.

Удобная и оперативная, с мгновенным получением результата цифровая фототехника многократно расширила возможности научного эксперимента. Коричневую Луну теперь фотографируют и космонавты, и простые любители астрономии.

    В 2015 году автор опубликовал на сайте http://selena-luna.ru/ одну из своих ранних работ [10] по теме цвета Луны и получил ряд интересных отзывов от любителей астрономии. Например:

«Седой Д. говорит: 20 Январь 2015 в 11:13.. «Сам фотографировал Луну через телескоп 150 крат, и снимки вышли серыми. Но как оказалось, это из - за того, что баланс белого на фотоаппарате был выставлен автоматический. Когда выставил баланс белого вручную по белому листу бумаги, и повторил съёмку, то Луна сразу приобрела коричневый оттенок».

«Антон Киреев говорит: 20 Январь 2015 в 16:20. «Я тоже фотографировал зеркалкой Nikon D-810 суперлуние. Луна коричневая».

    Очень интересна статья о коричневом цвете Луны А. Кудрявца [11]. В ней используется много других наблюдательных данных. Там же есть сведения о том, как самому правильно сфотографировать Луну. Сегодня Интернет полон фотографиями с коричневой Луной.

    На илл.7 показана подборка из четырёх фотографий коричневой Луны. Первая из них (илл.7а) снята с околоземной орбиты (это – увеличенный фрагмент илл.6). Три других изображения сняты с Земли с помощью фотоаппарата (илл.7б), через телескоп (илл.7в) и с помощью видеокамеры (илл.7г). Белые рамочки на илл.7б и илл.7в показывают области Луны, которые ниже по тексту будут изучены в высоком разрешении. Изображение илл.7г будет использовано ниже в его цельном виде.








Илл.7. Четыре коричневые Луны:

а) 2019 г., из МКС (фрагмент снимка илл.6, синеватое свечение вверху – наложение проекции верхнего края атмосферы Земли;

б) 2005 г., с Земли через длиннофокусный объектив (285 мм), экспозиция автоматическая (А. Соловьян, Москва);

в) 2012 г., с Земли через телескоп с 200-кратным увеличением;

г) 2019 г., с Земли, видеокамера с длиннофокусным объективом с 30-кратным увеличением [12].

https://gallery.ykt.ru/galleries/fotovideo/2012/08/1103162_0.jpg

 



Tags: Луна, Лунная афера, луна
Subscribe
promo koparev september 12, 2016 18:02 397
Buy for 20 tokens
1. Автор: Е. А. Копарев Название книги: Древние славянские письменности Издательство: Авторская книга Год: 2014 Формат: pdf Размер: 8,2 Mb Количество страниц: 185 Качество: Отличное Жанр: Научно-популярная литература Скачать с Я-Диска файл в PDF: https://yadi.sk/i/je-bhjAmc-lzIA fb2…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment