Earthrise. Pół wieku historycznego zdjęcia

Ziemia wschodząca nad horyzontem Księżyca (tzw. Earthrise, wschód Ziemi). Obserwacja obiektywem szerokokątnym sondy Lunar Orbiter-1. Obserwacje wysokiej rozdzielczości (obiektyw 610 mm) pokrywały się z centralną częścią tej sceny. Fot. NASA Ziemia wschodząca nad horyzontem Księżyca (tzw. Earthrise, wschód Ziemi). Obserwacja obiektywem szerokokątnym sondy Lunar Orbiter-1. Obserwacje wysokiej rozdzielczości (obiektyw 610 mm) pokrywały się z centralną częścią tej sceny. Fot. NASA

Dzisiaj mija dokładnie pół wieku odkąd Ziemianie – po raz pierwszy w dziejach – zobaczyli swoją rodzinna planetę z orbity Księżyca. Umożliwiły to kamery sondy kosmicznej Lunar Orbiter-1. Jednak owo słynne, historyczne zdjęć mogliśmy zobaczyć w pełnej krasie zaledwie kila lat temu. Wszystko dzięki wysyłkowi astro-archeologów.

Seria sond Lunar Orbiter obejmowała pięć próbników, wystrzelonych przez około rok, począwszy od sierpnia 1966. Urządzenia miały jasne zadanie: wykonać rekonesans na Srebrnym Globie i w ten sposób pomóc ocenić Amerykanom, czy Księżyc w ogóle nadaje się do lądowania. Zakładano, że w pierwszej kolejności wylądują bezzałogowe sondy serii Surveyor, w ślad których z czasem pójdą załogowe statki Apollo. Na szeroką skalę fotografowano więc potencjalne lądowiska, jak również zbierano bogaty materiał fotograficzny na temat niewidocznej z Ziemi strony Księżyca (lądowania planowano wyłącznie na półkulę bliższa Ziemi).

Użyłem stwierdzenia „materiał fotograficzny”. Nie przypadkiem. Jesteśmy bowiem w czasach, gdy fotografia analogowa był podstawą zdalnych obserwacji Ziemi. Siłą rzeczy była też pierwszym wyborem przy pionierskich misjach poza orbitę naszej planety. Jak wyglądało takie fotografowanie?

Kosmiczna ciemnia

System obrazowania na pokładzie Lunar Orbiter-1 działał jak zdalnie starowany aparat fotograficzny, połączony ze zautomatyzowaną ciemnią. Fotografowano przez jeden z dwóch obiektywów: 80-milimetrowy (tzw. szerokokątny; mała szczegółowość) lub 610-milimetrowy (tzw. teleobiektyw; „zoom” na wybrane lokalizacje). Obraz utrwalany był na 70-milimetrowej błonie marki Kodaka. Po naświetleniu, klisza musiała przejść pełen etap wywoływania i utrwalania. Wszystko w warunkach mikrograwitacji i bez udziału człowieka!

Schemat systemu obrazowania sond Lunar Orbiter. Wszystkie fotografie były zapisywane na kliszy, z czego wynika, że materiał światłoczuły mógł być wykorzystany tylko raz. Po zeskanownaiu i przesłaniu danych na Ziemię, klisza zwijała się w zasobniku i... pozostawała w nim do końca. A koniec w misjach Lunar Orbiter mógł być tylko jeden: sondy roztrzaskiwały się o powierzchnię Srebrnego Globu. Lunar Orbiter-1 uderzył w Księżyc 29 października 1966. Ryc. NASA
Schemat systemu obrazowania sond Lunar Orbiter. Wszystkie fotografie były zapisywane na kliszy, z czego wynika, że materiał światłoczuły mógł być wykorzystany tylko raz. Po zeskanownaiu i przesłaniu danych na Ziemię, klisza zwijała się w zasobniku i… pozostawała w nim do końca. A koniec w misjach Lunar Orbiter mógł być tylko jeden: sondy roztrzaskiwały się o powierzchnię Srebrnego Globu. Lunar Orbiter-1 uderzył w Księżyc 29 października 1966. Ryc. NASA

W misjach Lunar Orbiter Kodak wprowadził ważne i ciekawe udoskonalenie procesu obróbki materiału światłoczułego. W miejsce procesu mokrego wdrożono proces suchy. Zamiast kąpieli błony w stosownych płynach, chemikalia były nakładane bezpośrednio na błonę filmową, jako swego rodzaju laminat. Po naświetleniu kliszy wystarczyło tylko oddzielić warstwy od siebie.

Wywołany i utrwalony obraz trafiał do skanera optycznego. Promień światła prześwietlał kliszę punkt po punkcie, linia po linii, rejestrując jaki był stopień osłabienia intensywności wiązki światła w czasie przechodzenia przez materiał. Osłabienie naturalnie wynikało ze stopnia poczernienia emisji światłoczułej w czasie fotografowania. Sygnał optyczny, wzmocniony w fotopowielaczu, trafiał teraz do konwerterów i był zamieniany na sygnał radiowy. W takiej formie mógł przemierzać próżnie od dotrzeć na Ziemię.

Do historii czy na śmietnik historii?

Stacja odbiorcza nagrywała otrzymaną transmisję na taśmach magnetycznych. Zapis ten stanowił podstawę do opracowania odbitek „dla mediów”. Odbitki miały formę klasycznej „ziemskiej” kliszy 35-mm, a więc mogły być obrabiane standardowymi metodami. Mniej więcej w ten sposób Lunar Orbiter-1 wykonał 206 zdjęć szerokokątnych i 13 wysokorozdzielczych (uwzględniając tylko te fotografie, które były technicznie poprawne i użyteczne). Wśród 13 uzyskanych za pomocą teleobiektywu były dwa, na których – poza fragmentem Księżyca – widać tarczę Ziemi. To właśnie TE słynne fotografie – pierwsze spojrzenia ludzi na ich własny dom, uzyskane z okolic Księżyca.

Ziemia wschodząca nad horyzontem Księżyca (tzw. Earthrise, wschód Ziemi). Obraz zrekonstruowany z taśm magnetycznych w ramach inicjatywy LOIRP. Fot. NASA
Ziemia wschodząca nad horyzontem Księżyca (tzw. Earthrise, wschód Ziemi). Obraz zrekonstruowany z taśm magnetycznych w ramach inicjatywy LOIRP. Fot. NASA

Co ciekawe, przez dekady naszym oczom dostępne były wyłącznie reprodukcje obrazów z lat 60. To znaczy kiepskiej jakości odbitki z klisz 35-milimetrowych. Oryginalny zapis na taśmach magnetycznych spoczywał bezpiecznie w archiwach NASA. OK, nie tak zupełnie bezpiecznie. Początkowo taśmy przeleżały kilka lat w archiwach rządowych, by w 1986 roku trafić do należącego do NASA ośrodka JPL. Do decyzji archiwistów JPL należało, czy taśmy wywalić na śmietnik, czy może jednak zachować. Uznali, że pozbycie się historycznego materiału byłoby wręcz niemoralne. Tylko tym sposobem ocalał.

Heroiczna rekonstrukcja

Pozostając w formie zapisu na nośniku magnetycznym, zdjęcia nie przedstawiały jednak aż takiej wartości. W końcu to obrazy – powinny być oglądane, a nie przechowywanie w nienadającej się do „konsumpcji” formie. Tu do gry włącza się grupa swego rodzaju astro-archeologów, zrzeszonych pod szyldem Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP). Postanowili sobie za cel zdigitalizować dane księżycowych orbiterów NASA z lat 60.

Porównanie obrazu z lat 60. (góra) i obrazu odtworzonego z taśm magnetycznych w roku 2008 (dół). Tak - w obydwu przypadkach dane źródłowe były te same. Postęp techniczny robi różnicę! Fot. NASA
Porównanie obrazu z lat 60. (góra) i obrazu odtworzonego z taśm magnetycznych w roku 2008 (dół). Tak – w obydwu przypadkach dane źródłowe były te same. Postęp techniczny robi różnicę! Fot. NASA

Zadanie o tyle szalone, że sprzęt którego oryginalnie używano do odczytu taśm był produkowany w pojedynczych egzemplarzach, niemal wyłącznie na życzenie NASA i kilku amerykańskich agencji rządowych czy wojskowych. Dziełem przypadku było to, że zapaleńcy z LOIRP trafili na niezbędne sterowniki, a z części zapasowych ocalałych czytników zrekonstruowali maszynę zdolną odszyfrować  oryginalne transmisje Lunar Orbiter.

Wysiłek osób zaangażowanych w LOIRP przyniósł niezwykłe rezultaty. Ale dość słów. Spójrzmy na te niezwykłe obrazy: dawne (analogowe) i współczesne (cyfrowe). Jakkolwiek nie mają już one większego znaczenia naukowego, stanowią ważny dokument w historii naszego gatunku, stawiającego pierwsze kroki poza swą macierzystą planetą. Ciężar naukowy badań Srebrnego Globu przejęły tymczasem nowocześniejsze sondy, ale to już zupełnie inna historia…