Обратная сторона Луны

Луна — наш постоянный спутник: порой она скрывается за облаками, в новолуние она находится на одной прямой линии между Землёй и Солнцем и не видна, но всё равно всегда сопровождает нашу планету. Обе они имеют приблизительно форму шара — стало быть, есть часть Луны, которая от нас отвёрнута и которую мы не видим? Как она выглядит? 

Этот вопрос давным-давно интересовал и учёных, и людей, далёких от научных штудий. Он был решён 7 октября 1959 года, когда советская автоматическая межпланетная станция «Луна-3» сфотографировала эту самую обратную сторону естественного спутника Земли. Почему этой фотографии ждали по всему миру и почему её было сложно сделать? Кто заключил пари на тысячу бутылок дорогого шампанского, что советской миссии это не удастся? Какой смысл для развития науки имел этот снимок? 

59% Луны

Термин «тёмная сторона Луны» — это просто фигура речи (и название альбома группы Pink Floyd). Невидимая сторона нашего спутника на самом деле вовсе не тёмная: за один суточный лунный цикл другая сторона Луны получает ровным счётом столько же солнечного света, как и обращённая к нам. 

Механика движения Луны такова, что её поворот вокруг своей оси синхронизирован с обращением вокруг Земли из-за свойств общего центра масс системы Земля–Луна. Звучит сложновато, но результатом этого является то, что в любом случае (даже если бы мы могли видеть Луну и днём) мы видим только половину спутника. Хотя если быть совсем точным — чуть больше половины, благодаря так называемым либрациям Луны.

Открыл их знаменитейший Галилео Галилей. Дело в том, что Луна в процессе своего движения не только приближается к Земле и отдаляется от неё, но и совершает цикличные колебания. Именно благодаря ним мы на самом деле видим не половину нашего спутника — но 59% её поверхности. 

Шампанское вино и Виноградов

Советское посольство, 1957 год. Торжественный приём по случаю первого полёта спутника вокруг Земли и начала эры освоения космоса. Среди гостей — Анри Мэр, известный французский винодел. В разговоре с советским послом Сергеем Виноградовым он говорит: «Вот если бы спутник мог облететь Луну и показать, что находится на её обратной стороне!»

Виноградов парировал, что очень скоро наступит тот день, когда советский спутник отправит человечеству фотографии этой самой обратной стороны. Анри Мэр рассмеялся и уверил посла, что если это внезапно случится, то он поставит в СССР тысячу бутылок своего лучшего игристого вина Vin Fou (кстати, дословно это название переводится как «Безумное вино»). 

Прошло два года, и в октябре 1959 года Анри Мэру пришлось сдержать своё слово и отгрузить на адрес Академии наук СССР обозначенную им тысячу бутылок. Сергей Королёв, знаменитый главный конструктор, эту ценную посылку раздал всем сотрудникам, которые имели отношение к полёту аппарата, который смог сфотографировать невидимую нами сторону нашего естественного спутника. Одну бутылку можно наблюдать до сих пор в московском Музее космонавтики.

Но как советские учёные смогли разглядеть тёмную сторону?  

Кто помог человечеству отправиться в космос? Читайте в статье «Мне бы в небо: мечты о космосе»

Шпионская фотоаппаратура на благо космоса

Вообще эта история в некотором роде характеризуется фразой «голь на выдумки хитра». Не в смысле того, что космический проект СССР был нищим — это было далеко и совсем не так, в космос вкладывались огромные деньги, тем более для страны, истощённой Великой Отечественной войной. 

Но некоторых технологий порой не хватало, и тут внезапно на помощь приходили… шпионы. Причём совсем не советские и даже не коммунистические шпионы. А вполне себе американские, которые работали на США. 

По вечерам над мостовой воздушный шар летал пустой

В 1950-е годы разгоралась холодная война. В это время в США появился проект «Генетрикс», ещё называемый WS-119L. С виду он представлял из себя невинные метеорологические исследования: США запускали зонды, которые собирали информацию о климате. Правда, почему-то эти зонды интересовались климатом исключительно в Советском Союзе, Китае и Восточной Европе. В общем, это были вполне полноценные аэростаты-разведчики. 

На закономерные протесты о нарушении суверенного воздушного пространства госсекретарь США, Джон Фостер Даллес (родной брат небезызвестного Аллена Даллеса) отвечал, что страна ведёт «геодезические исследования».

Проблема с этими зондами заключалась в том, что они очень высоко летали: в 1955 году они поднимались на высоту в 18–20 километров над землёй, и истребители того времени никак не могли до них дотянуться. А ещё в зондах была качественная термостойкая фотоплёнка. Очевидно, для фотографирования климата. 

На помощь пришла физика на уровне стандартных школьных знаний: на рассвете, когда зонд уже долго находился вне пределов солнечных лучей, газ в баллоне остывал, отчего становился плотнее. В результате этого шар опускался в более плотную атмосферу, где его уже и встречали радостным огнём истребители. 

В итоге в рамках проекта «Генетрикс» из 512 аэростатов в США вернулось только 54. А вот у Советского Союза появилось множество ценной фотоплёнки.

Проявитель, закрепитель и коробка скоростей

1950-е годы были, разумеется, временем аналогового оборудования. Для того, чтобы изображение на плёнке появилось, необходимо было обработать её при помощи проявителя в непроницаемой для солнечных лучей комнате, желательно в дистиллированной воде определённой температуры. Затем плёнку следовало промыть — снова по возможности дистиллированной водой — и поместить в раствор закрепителя. 

Об истории плёнки мы рассказываем в статье «Химия аналоговой фотографии»

В общем, процесс довольно длительный. Но с плёнкой из американских шаров дело обстояло не совсем так. Она пропускалась одновременно через две губки, смоченных проявителем и закрепителем: поэтому изображение появлялось очень быстро, а промывка не требовалась вовсе. В Советском союзе плёнка под такой процесс ещё только разрабатывалась — и тут такой подарок!

Луна–3

4 октября 1959 года ракетоноситель «Восток-Л» вывел в космос советский аппарат «Луна–3». Это оказался принципиально новый аппарат — например, на нём были световые датчики, которые по отдельности определяли местонахождение Солнца и Луны. Вдобавок этот аппарат впервые применял собственные микродвигатели для корректировки курса. Он должен был облететь Луну, использовав гравитационный манёвр.

«Луна–3» устремилась к Луне — однако не напрямую, а к той области пространства, где она должна была появиться в расчётное время подлёта аппарата. Этими сложнейшими расчётами занимался знаменитый советский учёный Мстислав Келдыш. 

Красногорский фотоаппарат АФА-Е1 с объективами с фокусным расстоянием в 200 и 500 миллиметров, заряженный шпионской плёнкой, был готов действовать. И 7 октября 1959 года, оказавшись за Луной, «Луна–3» верно определила ярчайший источник света в виде Солнца и развернулась стороной с солнечными датчиками в сторону светила. Датчики другой стороны должны были определить местонахождение спутника. 

И они определили. Автоматика открыла иллюминатор, за которым находились объективы, и началась фотосъёмка. Объектив на 200 миллиметров позволил запечатлеть всю обратную поверхность Луны целиком; объектив на 500 миллиметров весь спутник на кадре разместить не смог, зато дал более чёткие детальные снимки.

Приём, приём!

Однако одна история — сделать снимок, другая — проявить его и вернуть на Землю. С проявкой проблемы не было: разработанная автоматика позволила это сделать прямо на борту станции. Но ведь станция при полёте обратно могла разбиться, как это уже случалось с её предшественницами! 

Решение было найдено: отправить снимок до того, как «Луна–3» успешно или неуспешно сядет на Землю. Сейчас это сделать — проще простого, но в 1959 году это было совсем не так.

Процесс выглядел так. На станцию слежения в Крыму пришёл сигнал об окончании сушки плёнки. Вскоре аппарат электрохимической записи получил следующий сигнал от «Луны–3» и начал печать. Первый снимок всех, мягко говоря, в восторг не привёл: на чёрном фоне сверкал белый круг. И всё. Оставалась надежда на то, что при приближении к Земле сигнал будет получше. 

Так и случилось. Следующие 15 снимков, которые успела передать «Луна–3», оказались уже гораздо лучше. Они, разумеется, были нечёткими, с помехами — но впервые за многие тысячелетия существования человека и его внимания к Луне люди узнали, что же там, по ту сторону видимой поверхности верного спутника Земли.

А любимые снимки ваших родственников вы всегда можете сохранить в Цифровой капсуле времени — удобном инструменте для работы с историей вашей семьи. Оставьте свои координаты в форме ниже и тем самым запишитесь на консультацию «Первый шаг», где мы вам расскажем, как сделать это легко, качественно и удобно!