Астрофотография через телескоп: Звёздное искусство

Словарь определяет слово «астрономия» как науку, изучающую небесные тела, и в отличие от философии и истории астрономия считается наукой точной. Однако в конце XX века астрономия стала превращаться в искусство, подобно живописи, графике и художественной фотографии. Почему так произошло?

Астрофотография через телескоп: Звёздное искусство

Зарисовки

Ещё первобытные люди рисовали ярчайшие объекты неба на сводах пещер, камнях и папирусах. С изобретением телескопа в 1608 году ничего в этом смысле не изменилось. Знаменитые астрономы Галилео Галилей, Ян Гевелий и Уильям Гершель продолжали делать зарисовки небесных объектов, увиденных в телескоп. Большинство рисунков, конечно, не были художественными произведениями, со временем они стали просто научным достоянием. Но в те годы появлялись и настоящие шедевры живописи: карты и атласы звёздного неба, где кроме звёзд изображались мифологические персонажи, олицетворяющие созвездия. Были также иллюстрированные книги, где печатались высокохудожественные изображения космических объектов. А Луна и яркие кометы становились натурой для многих известных художников. Но к астрономии это все имело косвенное отношение — книги представляли собой художественные, а не научные произведения, а авторы полотен не были профессиональными астрономами, поэтому точность отображения небесных тел не была для них приоритетом. Таким образом, астрономы продолжали заниматься простейшими зарисовками, а те, кто совсем не умел рисовать, просто отмечали координаты открытых ими объектов. Ошибок, возникающих при таких наблюдениях, было множество: кто-то видел рукотворные города на Луне, кто-то новые спутники планет, а чаще всего за новые кометы и туманности принимали тесные пары звёзд или слабые земные облачка, пересекающие небо.
Всё изменилось после изобретения французским учёным Луи Дагером фотографии. В объектив фотоаппарата попали и небесные тела: сначала удалось получить снимок Луны (2 января 1839 года), потом астрономы сделали фото звезды Веги (16 июля 1850 года), далее последовали фотографии и более слабых объектов, получаемые с использованием выдержки. 29 декабря 1888 года английский астроном-любитель Иссак Робертс получил великолепный снимок ярчайшей галактики северного неба — Туманности Андромеды, а через полгода была снята галактика Водоворот, не видимая невооружённым глазом.

Проект «Карта неба»

Астрономы, быстро оценив новый метод, стали использовать его не только для получения красивых фотографий. Самым лёгким объектом для фотосъёмки, не требовавшим длительных выдержек и экспозиций, была Луна, и астрономы начали снимать её для создания точных карт и атласов. Позднее, научившись делать длительную выдержку на фотоаппаратах и создав монтировки с часовым ведением, астрономы стали делать снимки звёздного неба для создания точных атласов. Вместо фотоплёнки использовали специальную стеклянную пластинку, срок хранения которой значительно дольше плёнки. Это позволило создать библиотеки изображений. В конце XIX века начал реализовываться международный проект «Карта неба», в котором приняли участие десятки обсерваторий разных стран мира, а обработка материала, продолжавшаяся до конца XX века, стала важнейшей астрономической работой, позволившей получить множество научных результатов.
Главное применение астрофотография нашла в открытии новых небесных объектов: снимки с большей выдержкой позволяли снять объекты, которые не видел глаз. Так было обнаружено множество спиральных структур у других галактик, открыты сотни и даже тысячи разных объектов во Вселенной. А метод сравнения снимков (блинкование) позволил открывать множество новых малых планет и переменных звёзд, число открытий которых благодаря астрофотографии стало расти в геометрической прогрессии. И если Уран и Нептун были открыты при наблюдении в телескоп, то Плутон астроном Клайд, Томбо открыл фотографическим методом.
Начиная с 1920-х годов астрофотография стала использоваться во всех обсерваториях мира. Начали появляться специальные приборы — астрографы, которые не имели отверстия под окуляр для визуальных наблюдений, а предназначались лишь для фотографирования. В середине XX века появилась целая серия обзорных телескопов с большим полем зрения: в ГДР создали астрограф «Цейсс-400», ставший рекордсменом среди подобных инструментов и позволяющий делать снимки неба с полем размером 8x8° (диаметр Луны и Солнца на небесной сфере 0, 5°), «Большой Шмидт», созданный в США, получал снимки с полем 6×6°, не меньшие угловые снимки получали и советские камеры Максутова. Изменился и подход к инструментам наблюдения: если все крупнейшие телескопы XIX века, такие как зеркальный «Левиафан» (Ирландия) или линзовый телескоп Йеркской обсерватории (США), были созданы только для наблюдений глазом, то гиганты XX века, в том числе американский телескоп «Хейла» и советский Большой телескоп азимутальный, или БТА, были созданы под фотопластинку.

Американский маркетинг

Иногда астрономы делали снимки, которые, вытеснив художественные гравюры, публиковались в журналах, книгах и учебниках. Но всё-таки фотография продолжала использоваться для научных наблюдений. И даже астрономы-любители, которые во второй половине XX века получили возможность покупать фотоаппараты и плёнки, использовали свои снимки для научно значимых наблюдений и не расходовали плёнку на просто красивые кадры.
Первыми стали делать «снимки на память» американцы. Если посмотреть архивы посадки «Аполлонов» на Луну, сразу бросается в глаза, что практически все фотографии миссии — это так называемые селфи и по существу не имеют научной ценности. С запуском коcмического телескопа «Хаббл» эта традиция продолжилась: в Сети выложено много красивых снимков, полученных с его помощью, но не имеющих научного значения, — они украшают журналы, книги, сайты… Команда телескопа даже стала приурочивать эти снимки к различным праздникам — Хэллоуину, Рождеству, Дню сурка и другим. Как объясняют такое положение дел учёные — инструмент работает на средства, поступающие из американского бюджета, а значит, рядовой налогоплательщик должен что-то получать от работы этого телескопа, пусть и в виде красивых картинок. Оставшееся рабочее время «Хаббл» тратит на науку, но научные изображения с телескопов не так красивы и мало интересны обывателям. В настоящее время к этим снимкам даже не применяется термин «астрофотография», а в публикациях пишут: «исследование (или открытие) сделано с помощью данных, полученных на телескопе».

Шествие в массы

Если астрофотография помогла в изучении объектов дальнего космоса, Луны и открытии астероидов, то с планетами все оказалось сложнее. Их угловой диаметр настолько мал, что даже на самых больших телескопах на фотопластинку мало что удавалось зафиксировать на их поверхности! Поэтому практически до середины XX века — времени начала космических полётов — многие астрономы продолжали заниматься визуальными зарисовками планет, которые оказывались точнее снимков. Решение было найдено с переходом от фотопластинки к прибору с зарядовой связью, названному ПЗС-матрицей. Этот прибор был изобретён в 1969 году Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в США, в знаменитой Лаборатории Белла. ПЗС накапливает фотоны света намного быстрее, чем фотопластинка. При этом изображение можно оцифровать и увеличить: его разрешение именно такое, как нужно для фиксации слабых объектов на поверхности планет.
Именно появлению ПЗС-матриц астрономия обязана переходом от точной науки к искусству. Данные приборы, как когда-то и мобильные телефоны, сначала были очень дорогими, и позволить их себе могли только научно-исследовательские институты, имеющие солидный финансовый бюджет. Но прогресс не стоит на месте, и вскоре матрицы ушли в массы, став доступными даже для частных любительских обсерваторий, чем полностью вытеснили стеклянные фотопластинки с телескопов профессиональных обсерваторий. Любители астрономии тоже отказались от пленочной техники, оставив её как экзотику, связанную с ностальгией по временам «пленочной» молодости.
С начала нашего века появились специальный софт для обработки ПЗС-изображений астрономических объектов и даже особые камеры для разных типов небесных объектов. Как итог — развивается любительская астрофотография, которая уже успела разделиться на отдельные виды. Пейзажная астрофотография запечатлевает астрономический объект (чаще всего Луну, Млечный Путь или полярное сияние) в одном кадре с земным пейзажем. Для этого получают снимки с разными экспозициями, а потом накладывают один на другой. Отдельно идёт съёмка туманных объектов, таких как звёздные скопления, галактики, туманности и даже кометы, для которой применяются светосильные широкоугольные инструменты и длительные выдержки.
Ещё одно направление — лунно-планетная съёмка, в ней важен фокус, а вот выдержка, наоборот, короткая.
В современной астрофотографии больше времени уделяется не съёмке, а обработке полученного изображения. Среднее время получения снимка составляет от 30 минут до часа, а на его обработку может уйти неделя-две, а то и больше. К сожалению, полученные кропотливым трудом снимки не имеют научного значения.

Искусство в ущерб науке

Не остались в стороне и производители телескопов: в продаже появились телескопы-гаджеты, которые сразу же размещают изображение в социальных сетях пользователя. Не упускают шанс заработать и профессиональные обсерватории: некоторые регулярно выкладывают во Всемирную паутину красивые снимки небесных объектов, другие за определённую плату предлагают доступ к удаленному телескопу, чтобы получить красивую картинку. Хорошо такое развитие астрономии или плохо — покажет время. Дело в том, что, сосредоточившись на обработке, астрономы стали забывать про открытия. В 2014 году, когда один астрофотограф при обработке снимка галактики М81 настолько сосредоточился на яркости и фоне, что упустил изображение вспыхнувшей сверхновой звезды, о которой узнал из новостей. И хотя его изображение получено за двое суток до снимка открывателя, доказать что-либо невозможно — так погоня за внешней красотой погубила шанс остаться в истории!

Журнал: Тайны 20-го века №14, апрель 2020 года
Рубрика: История изобретений
Автор: Юрий Соломонов

Метки: Тайны 20 века, небо, астрономия, фотография, телескоп, снимок



Telegram-канал Багира Гуру


Исторический сайт Багира Гуру; 2010 —