Для подготовки к первому в истории прилунению людей в районе Южного полюса Луны (миссия «Артемида III») ученые из НАСА стараются узнать как можно больше об этом темном регионе.
Один из способов, которым ученые собирают информацию, — это сверхчувствительная оптическая камера ShadowCam. Прибор НАСА находится вместе с пятью другими корейскими приборами на борту KPLO (Korea Pathfinder Lunar Orbiter) KARI (Корейский институт аэрокосмических исследований), также известного как Danuri, который был запущен в августе 2022 года.
ShadowCam, разработанная Malin Space Science Systems и Аризонским государственным университетом (ASU), значительно более светочувствительна, чем сопоставимые лунные камеры. Он получает изображения с высоким разрешением постоянно затененных областей, которые никогда не получают прямого солнечного света, в интересах науки и планирования исследований для миссий Artemis и роботизированных миссий.
С тех пор, как Данури вышла на лунную орбиту в декабре прошлого года, ShadowCam регулярно делала снимки северного и южного полюсов Луны. Ниже выделены некоторые выдающиеся изображения и то, что они показывают.
Кратер Шеклтона в беспрецедентных деталях
Одно из первых изображений ShadowCam с лунной орбиты, изображенное здесь более подробно, чем когда-либо прежде, — это постоянно затененные стена и дно кратера Шеклтона, который находится недалеко от Южного полюса. Уровень детализации этого изображения возможен благодаря способности ShadowCam работать в условиях чрезвычайно низкой освещенности — она в 200 раз более чувствительна, чем узкоугольная камера Lunar Reconnaissance Orbiter.
Стрелкой отмечен след валуна, скатившегося по стене кратера. Наблюдение за этими следами помогает ученым охарактеризовать форму и скорость валунов, а также особенности реголита, что способствует нашему пониманию геотехнических свойств Луны.
Испытание камеры при отраженном земном свете
ShadowCam был разработан, чтобы делать снимки затененных областей вблизи полюсов. Однако это изображение было получено при солнечном свете в экваториальной области Луны в рамках проверки чувствительности прибора. На нем видна внутренняя часть кратера Брюса и яркие полосы, образовавшиеся из почвы, сползающей по стенкам кратера.
ShadowCam сделал это изображение сразу после новолуния. Во время новолуния, когда мы видим с Земли тонкий лунный серп, человек на Луне увидит почти полную Землю. Точно так же, как полная Луна может освещать Землю, полная Земля может освещать Луну — это называется земным сиянием (Полноземелие).
В это время свет от Земли примерно в десять раз тусклее, чем освещение, доступное в средней, постоянно затененной области от солнечного света, отраженного от лунных геологических особенностей. ShadowCam все же смог отобразить поверхность, используя свет, отраженный от Земли, что указывает на способность инструмента видеть более тусклые области Южного полюса.
Сила отражения
Два типа вторичного освещения позволяют ShadowCam снимать изображения в местах, куда не попадают прямые солнечные лучи. Первый — это свет, отраженный от Земли, (который освещает поверхность Луны вдали от полюсов солнечным светом, отраженным от Земли).
Во-вторых, это освещение, возникающее в результате отражения солнечного света от близлежащих геологических объектов, таких как горы и стены кратеров на полюсах, которые поднимаются достаточно высоко над поверхностью, чтобы отражать прямой солнечный свет.
На изображении выше, снятом с последним типом освещения, показан край кратера Марвин, примерно в 16 милях (26 км) от Южного полюса. Вторичное освещение исходит от широкой дуги, а не от точечного источника света.
На изображении ниже показана более широкая область, окружающая кратер Марвин. Белая область с левой стороны — это место, где поверхность находилась под прямыми солнечными лучами — источником вторичного освещения в затененных областях. ShadowCam был разработан для работы при слабом освещении, поэтому освещенные солнцем области сильно засвечены.
Используя отраженный свет от Земли
Хотя ShadowCam был в первую очередь разработан для использования вторичного освещения от лунных геологических особенностей для визуализации, это изображение, показывающее центральную вершину кратера Аристарх (слева), было получено с использованием отраженного от Земли солнечного света.
ShadowCam не сможет запечатлеть астронавтов Артемиды, идущих по поверхности Луны, если они находятся под прямыми солнечными лучами, потому что мощный солнечный свет засветит снимок. Этот снимок показывает, что можно использовать свет от Земли, если астронавты выходят в открытый космос в лунную ночь.
На этом снимке тень, отбрасываемая центральной вершиной Аристарха (слева), исходит от отраженного света Земли, возникшей из-за того, что в это время Земля находилась на 35 градусов выше горизонта. Предполагают, что разные тона центрального пика представляют разные типы горных пород.
Оригинал статьи находится здесь