Знаменитая фотография «Восход Земли» (Earthrise, номер снимка в каталогах NASA - AS08-14-2383), и вошедшая в каталог 100 фотографий изменивших мир по версии журнала LIFE, была сделана астронавтом Уильямом Андерсом (William Alison Anders) 24 декабря 1968 года с борта космического корабля «Аполлон-8», когда он выполнял четвёртый виток по орбите искусственного спутника Луны. Эта фотография является одной из самых известных фотографий Земли из космоса.

В качестве небольшого отступления: статья была написана 24 декабря в день 45-летия Earthrise, и была своеобразной реакцией на предыдущие публикации, где астронавт Уильям Андерс назывался «вероятным» автором знаменитой фотографии. Были и ещё неточности, что привело меня к мысли написать данную статью. Процесс модерации занял несколько дней, но как только подоспел «инвайт», статья сразу же была переведена из «черновиков» в хаб «Космонавтика».

Мало кто знает, что AS08-14-2383 была не первой фотографией Земли, снятой в подобном ракурсе, т. е. восходящей над горизонтом Луны. Командир корабля Фрэнк Борман (Frank Frederick Borman), который находился в левом командирском кресле, управлял креном космического корабля согласно лётному плану (разворот на 180° вправо) для фиксированной съёмки лунной поверхности через левый стыковочный иллюминатор с помощью жёстко закреплённой 70-мм фотокамеры Hasselblad 500EL с 80-мм объетивом Zeiss Planar (f/2,8), делавшей автоматические снимки лунной поверхности с 20-секундным интервалом на чёрно-белую плёнку кассеты D ().

Андерс, который находился возле правого кресла, фотографировал лунную поверхность через правый боковой иллюминатор командного модуля на 70-мм чёрно-белую плёнку с помощью фотокамеры Hasselblad 500EL с 250-мм объективом Zeiss Sonnar (f/5,6), комментируя при этом свои наблюдения для записи на бортовой диктофон. Правый иллюминатор, благодаря развороту по крену, оказался повёрнутыми как раз в сторону Земли, когда космический корабль «Аполлон-8» начал выходить из-за обратной стороны Луны. Андерс первым из астронавтов увидел восходящую Землю. Первые три витка на окололунной орбите её никто не видел. Увидев Землю, Андерс произнес: «Боже мой, посмотри на здешнюю картину! Это подъём Земли. Ничего себе, это симпатично!» Борман увидев, что Андерс собирается сфотографировать Землю, иронично пошутил: «Эй, не делай этого, это не по плану.» Съёмка Земли не входила в планы учёных, разрабатывающих научную программу для астронавтов космического корабля «Аполлон-8». После ироничной реплики Бормана, Андерс посмеявшись над шуткой командира сделал единственный снимок восходящей Земли (AS08-13-2329) на чёрно-белую плёнку кассеты E ():

Сразу после того, как был сделан этот снимок, Андерс попросил пилота командного модуля Джеймса Ловелла (James Arthur Lovell, Jr.), который находился со стороны секстанта на своём рабочем месте (Lower Equipment Bay) и занимался навигацией корабля, дать ему кассету с цветной плёнкой: «Цветная плёнка у тебя, Джим? Дай мне плёнку с цветом, быстро, пожалуйста?» Ловелл поддержав идею, спросил: «Где она?» Андерс его торопил, подсказывая, что кассета помечена цветной маркировкой. Найдя одну кассету, Ловелл отметил, что это плёнка «C 368» (имелась ввиду цветная плёнка SO-368, «эктахром» от компании Eastman Kodak Company). Андерс спокойно продолжал: «Что угодно. Быстро.» Сразу после передачи Ловеллом плёнки Андерсу, последний понял, что Земля вышла из обзора бокового иллюминатора. При этом Андерс произнёс: «Так, я думаю мы потеряли это.» В это время, из-за вращения космического корабля, Землю уже можно было наблюдать через правый стыковочный иллюминатор и иллюминатор входного люка. Ловелл подсказал Андерсу откуда можно сделать снимок. Андерс, попросив Ловелла отодвинуться, сделал свой знаменитый снимок AS08-14-2383 через иллюминатор входного люка:

Уточнив настройки фокусировки в небольшой дискуссии с Ловеллом, Андерс сделал уже через правый стыковочный иллюминатор второй цветной, менее известный, снимок AS08-14-2384, на котором Земля находится над горизонтом Луны чуть выше, чем на первом цветном снимке:

В последующем были сделаны ещё 4 фотографии восхода Земли (AS08-14-2385 - AS08-14-2388), и на следующем пятом витке ещё 8 фотографий (AS08-14-2389 - AS08-14-2396), но они не были столь впечатляющими (пример - фотография AS08-14-2392):

Эти 12 снимков сделаны через правый стыковочный иллюминатор.
Кассета с цветной плёнкой доступна здесь: .

Земля на снимках выглядела следующим образом:

Антарктида находилась в левой части снимка (на 10 часов);
- центральную часть вида на Землю занимал Атлантический океан с циклонами и антициклонами;
- на освещённой Солнцем западной части Африки, вдоль терминатора, слева-направо видно пустыню Намиб, Намибию, южную часть Анголы и западную часть Сахары. Эти территории не покрыты облачностью. Значительная часть территории Центральной Африки и исторического региона Гвинеи (в т. ч. и Гвинейский залив) покрыта слоями облаков.

На анимации, комментируемой известным историком программы «Аполлон» Эндрю Чайкиным (Andrew L. Chaikin) и сделанной в Scientific Visualization Studio (NASA Goddard Space Flight Center), представлена реконструкция этих событий. Луна смоделирована согласно снимкам с высоким разрешением, сделанных с помощью автоматической межпланетной станции LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter):

Переговоры астронавтов во время фотографирования восхода Земли (на английском, указанное время - полётное, отсчитываемое с момента старта):
075:47:30 Андерс: «Oh my God, look at that picture over there! There"s the Earth comin" up. Wow, is that pretty!»
075:47:37 Борман: (иронично) «Hey, don"t take that, it"s not scheduled.»
Смеясь, Андерс делает снимок AS08-13-2329 через боковой иллюминатор
075:47:39 Андерс: «You got a color film, Jim?»
075:47:46 Андерс: «Hand me a roll of color, quick, would you?»
075:47:48 Ловелл: «Oh man, that"s great! Where is it?»
075:47:50 Андерс: «Hurry. Quick.»
075:47:54 Борман: «Gee.»
075:47:55 Ловелл: «Down here?»
075:47:56 Андерс: «Just grab me a color. A color exterior.»
075:48:00 Ловелл: (неразборчиво)
075:48:01 Андерс: «Hurry up.»
075:48:06 Андерс: «Got one?»
075:48:08 Ловелл: «Yeah, I"m lookin" for one. C 368.»
075:48:11 Андерс: «Anything. Quick.»
075:48:13 Ловелл: «Here.»
075:48:17 Андерс: «Well, I think we missed it.»
075:48:31 Ловелл: «Hey, I got it right here.» (Ловелл увидел Землю в иллюминатор входного люка)
075:48:33 Андерс: «Let me get it out this one, it"s a lot clearer.» (Андерс попросил Ловелла освободить место у иллюминатора входного люка, после чего делает свой знаменитый снимок AS08-14-2383)
075:48:37 Ловелл: «Bill, I got it framed, it"s very clear right here! (имея ввиду правый стыковочный иллюминатор) Got it?»
075:48:41 Андерс: «Yep.»
075:48:42 Борман: «Well, take several of them.»
075:48:43 Ловелл: «Take several, take several of "em! Here, give it to me.»
075:48:44 Андерс: «Wait a minute, just let me get the right setting here now, just calm down.»
075:48:47 Борман: «Calm down, Lovell!»
075:48:49 Ловелл: «Well I got it right-aw, that"s a beautiful shot.»
075:48:54 Ловелл: «Two-fifty at f/11.»
Андерс делает снимок AS08-14-2384 через правый стыковочный иллюминатор
075:49:07 Андерс: «Okay.»
075:49:08 Ловелл: «Now vary-vary the exposure a little bit.»
075:49:09 Андерс: «I did. I took twoo of "em here.»
075:49:11 Ловелл: «You sure you got it now?»
075:49:12 Андерс: «Yeah, we"ll get - well, it"ll come up again I think.»
075:49:17 Ловелл: «Just take another one, Bill.»

НАСА опубликовало новую фотографию, сделанную Лунным орбитальным зондом (LRO) - автоматической межпланетной станцией, искусственным спутником Луны. На фотографии видна поверхность Луны, над которой восходит Земля . Ракурс совпал со знаменитой фотографией «Blue Marble», сделанной 43 года назад астронавтом Харрисоном Шмиттом во время миссии «Аполлон 17».

На фотографии мы видим Землю, появляющуюся над горизонтом Луны. Большая освещенная зона - это Пустыня Сахара. На Луне мы видим кратер Комптона - большой ударный кратер в северном полушарии обратной стороны Луны. Полная версия изображения доступна на сайте Лунного орбитального зонда, TIF-файл весит 302 мегабайта.

Лунный орбитальный зонд запущен 18 июня 2009 года, он собирает данные с помощью семи инструментов. Каждый день он переживает двенадцать восходов Земли, но камеры его обычно направлены на поверхность спутника. Иногда он смотрит в сторону космоса, чтобы произвести калибровку инструментов, и в эти моменты в его поле зрения может попасть Земля или другие планеты.

Сделать такое фото - сложная задача. Его собрали из нескольких кадров, сделанных 12 октября 2015 года, когда зонд находится на высоте 134 километров над кратером Комптона. Зонд путешествует со скоростью свыше 1,6 километра в секунду. Узкоугольная камера снимает в высоком разрешении чёрно-белые снимки, в то время как широкоугольная - делает цветные снимки. Финальные изображения содержат одновременно фото с двух этих камер.

Впервые восход Земли над Луной был снят 24 декабря 1968 года во время облёта Луны космическим кораблём «Аполлон-8». В 1972 году астронавт Харрисон Шмитт во время миссии «Аполлон-17» сделал фотографию, ставшую известной под названием «Blue Marble».

Увидеть восход Земли, находясь на поверхности Луны сложно - Луна всегда повёрнута одной стороной в сторону нашей планеты. Но существует либрация, благодаря которой Земля на лунном небосводе описывает подобие фигур Лиссажу. Соответственно, есть участки Луны - края относительно наблюдателя, это около 20 % поверхности - на которых происходят восходы и закаты Земли с периодичностью около 30,5 земных суток.

Первая фотография восхода Земли над Луной, 1968 год

«Blue Marble» Харрисона Шмитта, 1972 год, миссия «Аполлон-17»

Практически все мы знаем, что Луна всегда повернута к Земле одной и той же своей стороной. Из школьных курсов физики мы так же знаем что причина этому – Земные приливы, навсегда скрывшие от нас обратную, «темную» сторону Луны. Принцип приливного захвата постулирует что планета – хозяйка практически всегда находится на одной точке небосвода своего спутника. Впрочем, я сказал это уж слишком однозначно, ибо на самом деле такое возможно только при идеальных условиях. Мир же к нашему счастью далеко не идеален, что вполне позволяет нам наблюдать на Луне полноценные восходы и закаты Земли…

Астрономы давно заметили что Луна своеобразно «покачивается» в течении лунного месяца, подставляя нам до 10% площади «темной» стороны. Вследствие чего еще до полета станции «Луна 3», астрономы располагали картами 60% лунной поверхности.
Явление это было названо либрацией. На данный момент выделяют 4 типа либраций, мы же остановимся на двух главных – либрации по широте и долготе.

1.Либрации по широте вызваны наклоном оси суточного вращения Луны к плоскости ее орбиты (амплитуда в 6° 50мин), вследствии чего Луна «подставляет» нам то северный, то южный полюс.
2.Либрации по долготе вызваны не нулевым эксцентриситетом лунной орбиты.
Эксцентриситет орбиты в упрощенном варианте отображает степень отклонения орбиты спутника или планеты от идеального круга. 0 означает идеально круглую орбиту. Больше 0, но меньше 1, в той или оной степени вытянутую орбиту (эллиптическую), при e=1 параболическую, а при e >1 – гиперболическую. Как вы заметили, орбита постепенно вытягивается при увеличении эксцентриситета от 0 до 1, разрываясь на е=1 (достижение второй космической на данной орбите).

Либрации Луны, вид с Земли.

Эксцентриситет Луны в среднем равен 0,05, чего вполне достаточно для появления небольших отклонений между скоростью вращения Луны вокруг Земли, и собственным вращением Луны вокруг своей оси. Это и провоцирует либрацию по долготе с амплитудой в 7° и 54 мин.

Очевидно что оба типа либрации вызывают движение Земли и на небосводе Луны – где голубая планета в течении месяца описывает огромный эллипс с наибольшим диаметром в 18°. Учитывая что угловые размеры Земли с Луны составляют «лишь» около 2° (вчетверо больше чем размеры Луны видимые с Земли), то это позволит будущим лунным колонистам наблюдать хоть и медленные, но зрелищные восходы и закаты родной планеты в определенных районах Луны.

Восход Земли в «зонах либрации», лунного полюса, средних широт и экватора (программа Stellarium).

Впрочем наименее терпеливые колонисты вполне могут наблюдать это «в быстрой перемотке» с орбиты Луны (зонд Kaguya/JAXA).

И небольшой бонус. Хотя на Япете, спутнике Сатурна, скорее всего и нет звездных врат куда умудрился угодить герой книги Артура Кларка «Космическая одиссея 2001», но все же благодаря неровностям орбиты этого спутника, там можно наблюдать вполне эпичные восходы «Властелина колец».