Космос с Земли, Земля из космоса: прямые трансляции с МКС, спутников и обсерваторий

С помощью камер, установленных в верхних точках планеты и за ее пределами, можно круглосуточно любоваться Млечным Путем, выходить с астронавтами в открытый космос, считать пятна на Солнце и смотреть на Землю с ее орбиты. Или внести вклад в гражданскую науку, отыскав на какой-нибудь из постоянно транслирующихся записей еще не изученные астрономические объекты и явления.

Самый масштабный эксперимент по наблюдению за Землей — ISS HD Earth Viewing (HDEV) Experiment — NASA запустило 18 апреля 2014 года в рамках миссии SpaceX CRS-3. Четыре камеры высокого разрешения прибыли на Международную космическую станцию на корабле Dragon: направленные в разные стороны, камеры постоянно переключались между собой и давали полную картину планеты со всех ракурсов в прямом эфире.

Цель эксперимента состояла в том, чтобы проверить работоспособность техники в жестких условиях и определить, какую аппаратуру стоит выбирать для будущих миссий. Однако материал, который был собран, послужил и науке: исследовательская группа Боннского университета организовала на основе этого проекта собственный. Columbus Eye представляет собой архив записей HDEV атмосферы, гор, океанов и городов, которыми пользуются студенты, чтобы предсказывать погоду или изучать глобальные экологические изменения.

Помимо внешних камер, на МКС установлены и внутренние — в жилом отсеке станции. На ISS Stream можно увидеть не только быт астронавтов в прямом эфире, но и Центр управления полетами и стыковку космических аппаратов. В остальное время в эфир пускают интервью со специалистами с Земли, которые курируют текущие миссии, и подключают камеры у иллюминатора, с помощью которых зрители могут посмотреть на мир глазами космонавтов: увидеть планету и части станции, например солнечные батареи.

Видео работает только при наличии сигнала с Земли; кроме того, когда МКС движется по теневой стороне планеты, вместо картинки можно наблюдать лишь черный экран, хотя иногда в темноте мерцают вспышки молний или огни ночных городов. Учитывая, что один оборот вокруг Земли станция делает за 92 минуты, каждые 46 минут зрители вместе с космонавтами могут встречать рассветы и закаты. Чтобы точно рассчитать время наблюдений, можно воспользоваться картой, где отражается положение МКС в данный момент и ее планируемая траектория.

Виды, аналогичные ISS Stream, можно увидеть и в прямом эфире на канале NASA TV. NASA решило создать собственную телевизионную сеть еще в 1980-х: все для того, чтобы передавать инженерам агентства записи миссий в реальном времени, а СМИ — архивы. Все программы NASA TV являются общественным достоянием, и сейчас сеть круглосуточно функционирует на двух каналах.

На Public Education показывают документальные фильмы о космосе и образовательные программы для музеев, школ и университетов, а также фотографии и видеозаписи из истории агентства. На Media Channel в прямом эфире транслируют пилотируемые миссии, стыковки со станцией, солнечные и лунные затмения, пресс-конференции, интервью и новостные выпуски об исследовании Вселенной, отдельные выпуски студии «Роскосмос ТВ». Один час в день отведен прямой трансляции с МКС — разговорам с космонавтами и освещению деятельности станции. Чтобы не пропустить крупные события, нужно периодически сверяться с программой на сайте NASA.

На солнечной и гелиосферной обсерватории SOHO, расположенной в первой точке Лагранжа системы Земля — Солнце, работает несколько телескопов, на каждом из которых установлена камера, для каждого из диапазонов длины волны идет отдельная запись. Техника передает не видео, а изображения (они обновляются каждый час) — видео монтируют уже из фотографий.

Ультрафиолетовый телескоп EIT (Extreme ultraviolet Imaging Telescope) снимает солнечную атмосферу на разных длинах волн и показывает, что происходит на поверхности Солнца при разных температурах. Благодаря работе камер мы можем в деталях увидеть передаваемые изображения солнечной короны с ее красочными оранжевыми протуберанцами — аркообразными и стреловидными потоками солнечной материи, раскаленного газа, удерживаемого над поверхностью магнитным полем.

Другой телескоп, расположенный на аппарате SOHO — HMI (Helioseismic and Magnetic Imager), — изучает магнитную активность Солнца, ее колебания и движения фотосферы — слоя, где формируется спектр излучения от звезды. Он также исследует происхождение солнечной изменчивости, которая влияет на Землю и называется «космической погодой».

HMI выдает солнечные магнитограммы и континуальные фильтрационные диаграммы (фотографии солнечной фотосферы с большой длиной волны). Все эти данные используются для определения внутренних источников внешних изменений на Солнце.

SOHO LASCO — широкоугольный спектрометрический коронограф, который делает снимки короны звезды для более детальных исследований. Аппарат блокирует свет с помощью затворного диска, создавая искусственное затмение внутри самого прибора, и на изображениях, которые выдает камера, положение солнечного диска обозначено белым кружком.

Существует два коронографа LASCO — С2 и С3. Первый рассчитан на изучение внутренней солнечной короны на расстоянии 8,4 миллиона километров от Солнца, второй охватывает 32 диаметра Солнца и выдает изображения в перспективе диаметром 45 миллионов километров. Помимо Солнца, на снимках иногда можно увидеть Меркурий или кометы, которые подлетают к светилу. А если внимательно проанализировать данные, полученные из архива на сайте, можно даже заметить новую комету и открыть ее для человечества.

Камеры, расположенные внутри земных обсерваторий, работают по тому же принципу, что и на SOHO: они записывают последовательность кадров, из которых затем монтируют протяженные во времени ролики. Четыре камеры Cloud Cams установлены на астрономической обсерватории «Джемини», которая возвышается на вершине самой высокой в мире горы (4200 метров над уровнем моря), спящего гавайского вулкана Мауна-Кеа.

Камеры направлены во все стороны света и обеспечивают полный вид на Млечный Путь, пролетающие над телескопами самолеты, спутники и метеоры, а порой и на сгорающие в атмосфере небесные тела. Пятая камера направлена на небо, каким его видно из Южного полушария, — она установлена на горе в Чилийских Андах. Из снимков также можно смонтировать ролики и наблюдать за движением тел по небосводу.

Auroras Now! — проект Института метеорологии Финляндии, данные которого транслируются из обсерватории «Сириус» в Ханкасалми. Проект предназначен для изучения северного сияния, но подходит и для других астрономических наблюдений, ведь каждые 10 минут телескоп выдает картинки с уже подписанными названиями видимых планет и созвездий.

Подобные камеры, которые выгружают новые снимки каждые 20 секунд, также установили сотрудники Полярного геофизического института на исследовательском полигоне Poker Flat на Аляске. Ими также могут пользоваться астрономы-любители, чтобы отыскать что-то необычное на звездном небе.

Когда метеор входит в верхние слои атмосферы Земли, он образует световую полосу и ионизационный след, который тянется на десятки километров. Этот след отражает радиоволны земных передатчиков, создавая эхо-сигналы, которые можно услышать, если настроиться на нужную волну.

В 2015 году на конференции Общества радиоастрономов-любителей (SARA) Киприан Суфитчи представил свой проект Meteor Echoes. Суфитчи собрал антенну в Вашингтоне и направил ее за горизонт на телевизионную станцию в Северном Онтарио, которая передает достаточно сильный и чистый аналоговый сигнал, чтобы можно было слушать отражения наземных радиопередач с хвостов метеоров. После этого он запустил прямую трансляцию с указанием анализа спектра в реальном времени, которая работает и сейчас.