Приветствую вас!
14 декабря 2013 года китайский зонд «Чанъэ-3» доставил на поверхность Луны второй в истории астрономический телескоп. Но какой же телескоп был первым?
Первым телескопом на поверхности Луны стал ультрафиолетовый телескоп S201. Этот астрономический инструмент, отправился на Луну во время миссии "Аполлон-16" в 1972 году.
Идея использования лунной поверхности в качестве обсерватории принадлежит Джорджу Р. Каррутерсу - ученому из Исследовательской лаборатории армии США, который был одним из пионеров ультрафиолетовой астрономии. Каррутерс принимал участие в работе космических обсерваторий ОАО-1 и ОАО-2, запущенных в космос в 1966 и 1969 годах. Эти космические обсерватории были предназначены для наблюдения за небом в ультрафиолетовом диапазоне. Наземные обсерватории не могут зафиксировать ультрафиолетовые длины волн из-за помех со стороны атмосферы Земли. Отсюда и интерес астрономического сообщества к этим космическим миссиям.
В 1969 году Каррутерс запатентовал конструкцию камеры для обнаружения дальнего ультрафиолета, которая также функционировала как спектрограф. Благодаря своей настойчивости в 1971 году он получил разрешение НАСА на включение ультрафиолетового телескопа в миссию "Аполлон-16".
В конце 1960-х годов считалось, что поверхность Луны отвечает всем условиям для создания крупной астрономической обсерватории. Отсутствие атмосферы позволяло проводить наблюдения как днем, так и ночью, а медленное вращение Луны гарантировало возможность делать фотографии с относительно длительной выдержкой без необходимости использования механизмов слежения. В то время были задуманы десятки проектов по отправке телескопов на Луну, но ни один из них не был реализован, за исключением проекта Каррутерса.
Лунный телескоп Каррузерса был официально назван НАСА «Камерой/спектрографом дальнего ультрафиолетового диапазона» (Far Ultraviolet Camera/Spectrograph); он же эксперимент S201. Телескоп состоял из камеры и спектрографа общей массой 22 кг. Диаметр телескопа составлял всего 7,5 сантиметра, а для получения изображений использовалась рулонная 35-миллиметровая пленка Kodak NTB-3.
Он был установлен на штативе, и астронавтам было необходимо разместить его в тени лунного модуля, чтобы предотвратить ослепление прибора прямыми солнечными лучами. Питание осуществлялось от аккумуляторных батарей, расположенных на освещенной стороне поверхности, подключенных к камере кабелями. Камера с фокусным отношением f/1,0 ориентировалась астронавтами вручную, и наводилась на ряд целей во время трех выходов в открытый космос. Спектрограф был чувствителен к длинам волн от 500 до 1550 ангстрем, тогда как камера была чувствительна к диапазону 1050–1550 ангстрем.
Первый астрономический телескоп на поверхности Луны был установлен 21 апреля 1972 года в районе кратера Декарт, астронавтами Джоном Янгом и Чарли Дьюком. Джон Янг извлек телескоп из контейнера, который располагался на посадочной ступени лунного модуля рядом с третьей опорой. Затем он приступил к его установке в тени лунного модуля, рядом с первой опорой, сняв с телескопа различные крепежи и крышки. Телескоп находился в специальной сумке, которую продували сухим азотом за 72 часа до старта, чтобы предотвратить попадание влаги. Поскольку посадка на Луну была отложена на более позднее время по сравнению с первоначальным планом, телескоп пришлось разместить ближе к лунному модулю, чтобы он оставался в его тени.
Направив телескоп по азимуту 14º и углу возвышения 48º, была сделана первая фотография, в центре которой находилась Земля. Спустя несколько недель, когда пленка была доставлена на Землю, исследователи впервые наблюдали нашу планету в ультрафиолете, окруженную геокороной, а также несколькими звездами.
Другими целями были: планета Юпитер, центр Млечного Пути, Магеллановы Облака и некоторые скопления галактик. Всего было сделано 178 фотографий одиннадцати различных целей, каждая фотография была сделана с экспозицией около 20 минут. 23 апреля 1972 года Джон Янг вынул кассету с пленкой, в конце третьего и последнего выхода в открытый космос, и перенес ее в лунный модуль для транспортировки на Землю.
Янг постоянно спотыкался о кабели аккумуляторной батареи телескопа, каждый раз когда ему приходилось ориентировать инструмент. Каждый раз, когда это случалось, астронавт переставлял батареи. Когда Янг наводил камеру, ему приходилось нажимать кнопку сброса, чтобы камера отрегулировала свою экспозицию. Согласно плану, он должен был находиться рядом с камерой как можно меньше времени, чтобы предотвратить загрязнение оптики небольшим количеством кислорода, вытекающим из ранца системы жизнеобеспечения.
Смазка, используемая в уплотнениях камеры, вызывала немало проблем, становясь слишком вязкой при низких температурах, поэтому камеру приходилось выравнивать чаще чем ожидалось, что отнимало больше времени на внекорабельную деятельность. Астронавтам немного надоело внимание, которое требовал этот телескоп, поэтому во время последнего выхода в открытый космос они сделали несколько фотографий, настраивая камеру на глазок. По современным меркам снимки, полученные камерой S201, нельзя назвать впечатляющими, но это были первые астрономические фотографии, сделанные с поверхности другого небесного.
Что касается Каррутерса, то он продолжил свою плодотворную карьеру, разрабатывая приборы для наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне, некоторые из которых использовались на борту станции "Скайлэб" и космического челнока. Фактически, ультрафиолетовая камера Skylab, S201K, была резервной версией инструмента миссии "Аполлон-16" . Эта камера использовалась для проведения многочисленных астрономических наблюдений за многими объектами, включая кометы Галлея и Когоутека.
41 год спустя китайский зонд «Чанъэ-3» доставил на поверхность Луны телескоп LUT (Lunar-based Ultraviolet Telescope). Он имел апертуру 15 см, что было в два раза больше чем у телескопа миссии "Аполлона-16". Разработанный Китайской академией наук и Национальной астрономической обсерваторией Китая, LUT имел поле зрения в 1,36º. Телескоп был выполнен по схеме Ричи-Кретьена с фокусным отношением f/3,75. Помимо LUT, зонд «Чанъэ-3» был оснащен ультрафиолетовой камерой EUV (Extreme Ultraviolet Imager) для изучения ионосферы Земли в дальнем ультрафиолете (30,4 нм) с полем зрения 15º.
Благодаря этой миссии Китай стал второй страной после США, разместившей телескоп на поверхности Луны.