Gwieździste niebo nad Księżycem na zdjęciach Apollo

Instrument Far Ultraviolet Camera/Spectrograph i jego “ojciec” - dr George Carruthers (po prawej). Fot. NASA Instrument Far Ultraviolet Camera/Spectrograph i jego “ojciec” - dr George Carruthers (po prawej). Fot. NASA

Ludzie nigdy nie dotarli na Księżyc? Oczywiście, że nie dotarli – przecież na zdjęciach ze Srebrnego Globu nie widać gwiazd! Jeśli zgadzasz się z taką argumentacją, to zapewne nigdy nie widziałeś zdjęć o których dzisiaj chciałem napisać. Pochodzą z Księżyca, z misji Apollo. Gwiazd jest na nich mrowie.

21 kwietnia 1972 roku na okolicy księżycowego krateru Kartezjusz osiada Orion – lądownik misji Apollo-16. Na pokładzie John Young i Charles Duke. Spędzą na Srebrnym Globie najbliższe trzy doby, realizując trzy kosmiczne spacery. Aktywność na zewnątrz Oriona potrwa każdorazowo 5-7 godzin. Teoretycznie całkiem długo, jednak lista zadań jest pokaźna i astronauci nie będą mogli narzekać na nudę. W miarę możliwości udokumentują swoje poczynania za pomocą aparatów fotograficznych i kamer TV.

Apollo 16 przywozi jednak też kamerę, jakiej Księżyc dotąd nie widział. Jest nią Far Ultraviolet Camera/Spectrograph, w skrócie UVC. Błyszczące na złoto urządzenie to ukłon w stronę astronomów i geofizyków. Zaprojektowano je z myślą o rejestrowaniu promieniowania ultrafioletowego, które do powierzchni Ziemi nie ma szans dotrzeć. Blokuje je atmosfera Błękitnej Planety. Co innego na wolnym od atmosfery Księżycu. Tu warunki do obserwacji ultrafioletowych są wyśmienite.

Instrument Far Ultraviolet Camera/Spectrograph na Księżycu, w czasie misji Apollo-16. Fot. NASA
Instrument Far Ultraviolet Camera/Spectrograph na Księżycu, w czasie misji Apollo-16. Fot. NASA

UVC pracuje w dwóch trybach. Gdy jest spektrografem pozwala uzyskać informację o tym, jak intensywnie świecą gwiazdy w różnych zakresach ultrafioletu od 30 nanometrów do 135 nanometrów. Rejestruje tzw. ultrafioletowe widma gwiazd. UVC potrafi być też „kamerą” i wykonywać zdjęcia nieba. Również w zakresie ultrafioletu: zakresy 105-126 nanometrów i 120-155 nanometrów. Obrazy zapisywane są na kliszy, którą Young i Duke zabiorą na Ziemię. Dopiero wtedy będzie można zobaczyć nigdy dotąd nie oglądany obraz gwiazd.

Obserwacje przy użyciu UVC to w zasadzie pierwsze ultrafioletowe obrazy nieba „z prawdziwego zdarzenia”. Przed misją Apollo-16 dane w ultrafiolecie zdobywano w czasie lotów balonów stratosferycznych i rakiet suborbitalnych. Platformy te nie są idealne – balony wciąż pozostają zanurzone w atmosferze, loty balistyczne trwają chwile. W obydwu przypadkach trudno precyzyjnie wycelować instrumenty…

Księżycowy UVC jest nieruchomy. Patrzy cały czas tam, gdzie skierują go astronauci. A jest na czym teleskop zawiesić! Ze Srebrnego Globu doskonale widać naszą Ziemię i jej wodorową atmosferę, zorze polarne, świecenie jonosfery w strefie równikowej… W tle cała masa gwiazd, których rzekomo na zdjęciach z Księżyca nie widać. W kadrze złapał się też Wielki Obłok Magellana.

Gwiazdy, gwiazdy i jeszcze więcej gwiazd. Wszystkie widziane z powierzchni Księżyca, w ciągu dnia, w czasie misji Apollo-16. Fotografia w zakresie ultrafioletu uzyskana za pomocą pomocą instrumentu Far Ultraviolet Camera/Spectrograph. Fot. NASA
Gwiazdy, gwiazdy i jeszcze więcej gwiazd. Wszystkie widziane z powierzchni Księżyca, w ciągu dnia, w czasie misji Apollo-16. Fotografia w zakresie ultrafioletu uzyskana za pomocą pomocą instrumentu Far Ultraviolet Camera/Spectrograph. Fot. NASA

W sumie wykonanych zostało 178 ultrafioletowych fotografii. Dlaczego na nich gwiazdy są, a na zdjęciach z aparatów fotograficznych nie ma? Bo aparaty fotograficzne nie służyły do fotografowania nieba na księżycowym nieboskłonie. Parametry ekspozycji ustalono tak, by uzyskać piękne i poprawnie naświetlone zdjęcia astronautów i grafitowej powierzchni naszego naturalnego satelity.

W badaniach za pomocą UVC priorytety były inne. Nacisk położono na obiekty astronomiczne – galaktyki i gwiazdy. Nawet obraz Ziemi jest nieco przeeksponowany. Przeeksponowanie było celowe, gdyż próbowano także uchwycić delikatną, ultrafioletową poświatę Księżyca. Mogłoby to wskazywać, że jednak ma jakąś atmosferę. Ewentualnie z powierzchni ulatują gazy pochodzenia wulkanicznego. Niczego takiego jednak nie stwierdzono.

Wielki Obłok Magellana (grupa gwiazd po prawej, na dole) widziana w zakresie ultrafioletu za pomocą pomocą instrumentu Far Ultraviolet Camera/Spectrograph, misja Apollo-16. Fot. NASA
Wielki Obłok Magellana (grupa gwiazd po prawej, na dole) widziana w zakresie ultrafioletu za pomocą pomocą instrumentu Far Ultraviolet Camera/Spectrograph, misja Apollo-16. Fot. NASA

Dzisiejsze mapy nieba w zakresie ultrafioletu potwierdzają wyniki obserwacji z UVC. Ciekawe, prawda? Skoro misje Apollo nakręcono w studiach Hollywood, to skąd filmowcy wiedzieli jaką jasność przypisać gwiazdom na niebie? Przecież przed misją UVC jasność ta była nieznana. Pierwszy kosmiczny teleskop do obserwacji w ultrafiolecie (TD-1A) miał zostać wystrzelony dopiero trzy tygodnie po zakończeniu misji Apollo-16. Jego detektory obejmował też inny zakres promieniowania (135-286 nm; TD-1A zaczynał tam, gdzie UVC kończył).

Ziemia obrazowana w zakresie ultrafioletu w czasie misji Apollo 16 za pomocą instrumentu Far Ultraviolet Camera/Spectrograph. Fot. NASA
Ziemia obrazowana w zakresie ultrafioletu w czasie misji Apollo 16 za pomocą instrumentu Far Ultraviolet Camera/Spectrograph. Fot. NASA

Niedowiarkom nie pozostaje nic innego, jak wybrać się w miejsce lądowania Apollo-16. UVC stoi tam nadal. Został porzucony przez astronautów – zabrali tylko klisze. Jej zawartość została następnie zeskanowana i zapisana na taśmach magnetycznych. Dopiero pasjonaci lotów kosmicznych wydobyli te archiwa na światło dzienne. Skonwertowali obrazy do formatów strawnych przez nie-fachowców i udostępnili je w internecie.

Jarząca się w ultrafiolecie jonosfera Ziemi – bezcenne.