Wie hat Apollo 16 dieses vollständige Foto der Rückseite des Mondes aufgenommen?

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Wie hat Apollo 16 dieses vollständige Foto der Rückseite des Mondes aufgenommen?

Apollo 16 fotografierte bekanntermaßen die andere Seite des Mondes, wie unten zu sehen ist.

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Das kommt mir seltsam vor. Apollo 16 umkreiste den Mond mit einer Umlaufbahn von nur 100 km. Es scheint zu nah zu sein, um diese Art von Mondfoto zu machen. Wie wurde dieses Bild mit einer globalen Ansicht der fernen Seite von Apollo 16 aufgenommen?

Andreas Thompson

Ein (wirklich, wirklich ) langer Selfie-Stick? (Enten) Aber gute Frage. Aus einer „unendlichen“ Entfernung würden wir vermutlich fast 180° von jeder Seite des Mondes sehen. Wissen wir, wie viel Grad in diesem Bild zu sehen sind?

Organischer Marmor

Kennen Sie vielleicht die NASA-Fotonummer?

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Ich bin mir ziemlich sicher, dass es AS16-3021 ist

Markus Adler

Beachten Sie, dass die Apollo-Missionen während des Mondtages auf der nahen Seite operierten, sodass der größte Teil der anderen Seite dunkel wäre. Tatsächlich können Sie den Terminator bereits unten links im Bild oben sehen, der nur ein kleiner Teil der fernen Seite mit einem guten Stück der nahen Seite oben rechts ist.

Oskar Bravo

@MarkAdler Um für die Mission die maximale Menge an Tageslicht zu ermöglichen, wurden die Landungen so geplant, dass sie kurz nach der örtlichen Morgendämmerung auf dem Mond landen. Das bedeutet, dass sich der Terminator westlich der Landezone befinden würde und sie während der ersten Mondphase landen würden. Apollo 16 war nicht weit vom „Bulls-Eye“ entfernt, also hätte sich der Mond bei ihrer Landung halb voll genähert. Wie Sie zu Recht betonen, ist das Foto auf der anderen Seite nicht quadratisch, sondern ein gutes Stück zur Seite entfernt.

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Die Maximierung des Tageslichts hat damit relativ wenig zu tun. Der Hauptgrund sind Schatten. Die Landung in der Nähe des Sonnenaufgangs lässt gute Schatten sichtbar werden, was bei der Tiefenwahrnehmung hilft. Keine der Missionen dauerte lange genug, um das Tageslicht auch nur in die Nähe eines Problems zu bringen, da der Tag 14 Tage lang ist. Ich denke, der Morgen hat wahrscheinlich auch bei thermischen Überlegungen geholfen, die Mondoberfläche wäre nach so kurzer Zeit zum Aufheizen nicht mehr so ​​​​heiß.

Leorex

Das Foto (Rahmen 3021) scheint auf der Rückreise zur Erde in einer ungefähren Höhe von 1180 km aufgenommen worden zu sein.

Wir schlussfolgern, dass es auf der Rückreise aufgenommen wurde, da Frame 3005 nach der Erdinjektion aufgenommen wurde . Und vermutlich von „Revolution: TE“ in den Bildinformationen.

Die Bildinformationen sagen uns, dass das Foto von der Metric/Mapping Camera aufgenommen wurde. Die NASA liefert Details zur The Fairchild Lunar Mapping Camera :

Die metrische Kamera hat eine Brennweite von 3 Zoll (76 mm) und ein f/4,5-Objektiv. Das Format beträgt 4½ x 4½ Zoll auf 5 Zoll breitem Film und die Winkelabdeckung beträgt 74° mal 74°.

Wenn wir den Blickwinkel der Kamera und den Mondradius kennen, können wir mithilfe des Sinusgesetzes die minimale Höhe berechnen, die erforderlich ist, um eine vollständige Scheibe (ein Horizont von 360 °) zu sehen. Die Linie von unserer Kamera zum Horizont ist eine Tangente, die unserem zweiten Winkel einen rechten Winkel gibt.

Mindesthöhe, um eine volle Scheibe zu sehenBerechnen Sie die Höhe bei gegebenem Blickwinkel und Kugelradius eines Beobachters

h+R/sin 90 = R/sin θ
h+R/1 = R/sin θ
h = R/sin θ - R

Äquatorradius
des Mondes: 1738,1 km Bildwinkel: 73,74° (berechnet aus Brennweite und Format)

h = 1738,1/sin(73,74/2) - 1738,1 = 1158,726 km

Wenn wir die erforderliche Mindesthöhe kennen und davon ausgehen, dass das Bild das gesamte Foto zeigt, können wir die Kamera mit 3D-Software nachbauen und schnell ihre allgemeine Position in Bezug auf ein maßstabsgetreues Modell des Mondes finden, indem wir die Merkmale aneinanderreihen.

Eine genauere Methode würde wahrscheinlich bekannte Entfernungen zwischen Merkmalen verwenden.

Mithilfe einer 3D-Software können wir auch sehen, wie das Bild ausgesehen hätte, wenn es in einer Höhe von 300 km aufgenommen worden wäre. (Die rote Hervorhebung zeigt die nahe Seite an.)

Neu erstellte Position der Lunar Mapping Camera

Der sichtbare Fußabdruck aus einem vertrauteren Blickwinkel betrachtet:

Der sichtbare Fußabdruck

Benutzer

Sehr schöne Antwort! Willkommen auf der Seite.

EP

Gute Antwort! Können Sie die Methoden und die Software, die Sie zur Erstellung dieser Visualisierungen verwendet haben, etwas erläutern?

Leorex

Ich habe hinzugefügt, wie man die minimale Höhe berechnet, die erforderlich ist, um eine vollständige Scheibe mit einem bestimmten Blickwinkel zu sehen, und die "Augapfel" -Methode, die ich verwende, um eine allgemeine Position zu erhalten. Ich verwende Blender, obwohl ich denke, dass die meisten 3D-Programme ähnliche virtuelle Kamera- und Skalierungsfunktionen haben würden. Ich habe meine anfängliche Antwort korrigiert, die die Hälfte der ungefähren Höhe ergab (nachdem ich mein zeitsparendes Blender-Skript mit dem Radius des Mondes anstelle des Durchmessers gefüttert hatte).

Fett

erstaunliche Antwort. Nur eine Kuriosität, ich frage mich, warum die "metrische Kamera" genannt wird: Ist es ein Hinweis auf Napoleon oder bedeutet es im Sinne von "Messung"?

Leorex

@ Joe Messung. Es handelt sich um eine speziell für die Photogrammetrie entwickelte Präzisionskamera, „die so konstruiert ist, dass sich ihre geometrischen Eigenschaften von Foto zu Foto nicht ändern und das Bild so wenig wie möglich verzerrt wird“. (Glossar der Mapping Sciences der American Society of Civil Engineers)

äh

Diese Antwort ergänzt diese Antwort gut.

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Die anfängliche Mondumlaufbahn betrug ungefähr 100 x 300 km, wobei der weitere Punkt auf der anderen Seite lag. Aus den Missionsprotokollen erfahren wir von einer Bitte, den Mond am Terminator auf der anderen Seite zu fotografieren (weil es keine Kommunikation mit der Erde gab). Mit diesem einfachen Rechner finde ich heraus, dass nur 7% der Mondoberfläche sichtbar gewesen wären bei 300km. Die vollständige Karte der Far Side ist unten zu sehen. Es sieht aus wie die andere Seite, und der Maßstab ist deutlich anders, aber es scheint kein Faktor von 7 zu sein, der erforderlich wäre!

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Schließlich habe ich herausgefunden, dass 10:30 Uhr die Richtung von Lunar North auf dem Bild sein soll.

Ein paar Dinge fallen mir auf. Zunächst einmal glaube ich, dass das gesamte Bild nicht die andere Seite ist. Tatsächlich glaube ich, dass der linke Rand tatsächlich die nahe Seite ist, da die andere Seite nicht viele Stuten hat und die Linie zwischen den beiden nahezu perfekt ist.

Nachdem ich ziemlich viel herumgegraben habe, habe ich die Quelle für dieses Bild gefunden. Es stellte sich heraus, dass es überhaupt nicht von einem Astronauten aufgenommen wurde, sondern von einem Instrument namens Mapping Metric Camera, das zur Kartierung des Mondes für Apollo 15-17 verwendet wurde. Der Film wurde in einer kurzen EVA auf dem Heimweg vom Mond abgerufen. Es scheint, dass dies eines der Fotos war, die auf dem Heimweg vom Mond aufgenommen wurden, da es eines der letzten in der Serie ist. Sie können die gesamte Serie auf der Apollo Digital Archive-Website sehen. Die Zeit des Fotos ist nirgends aufgezeichnet, die ich finden kann. Das letzte Foto davor, das eine Zeit hat, ist 3000, 1972-04-24T23:32:28, das beginnt, die Krümmung des Mondes zu zeigen. Ich glaube, was tatsächlich passiert ist, ist, dass die Rückflugbahn des Mondes auf der anderen Seite begann und einen Kurs entlang kam, der es ermöglichte, dass noch viel von der dunklen Seite gesehen werden konnte. Trans-Earth Injection geschah am 25. April 1972 02:15:33 . Wahrscheinlich wurde das Foto kurz nach TEI aufgenommen, obwohl ich die Zeitleiste nicht genauer finden kann. Man sieht, wie sich die Fotos ab 3000 langsam weiter vom Mond entfernen. Davor wurden sie etwa alle 30 Sekunden aufgenommen. Sie hörten auf, Bilder nach dem Standardplan zu machen, aber um 200:33Sie schalteten die Kamera für eine Weile wieder ein. Das war 10 Minuten nach dem TEI, was so aussieht, als wäre es ein guter Ort, um die Bilder aufzunehmen, die sie von der „anderen Seite“ des Mondes zurückgeschickt haben. Es war ungefähr 2 Stunden lang an, bis ungefähr 202:55. Sicherlich würde irgendwann während dieser Zeit eine "globale" Ansicht des Mondes sichtbar sein, und in Richtung des früheren Teils sollte die andere Seite sichtbar sein. Ich kann die Höhe gegen die Zeit nicht finden, aber das macht jetzt alles Sinn!

Samuel

Sie hatten also nur eine Frage, weil Sie davon ausgegangen sind, dass Sie die Hälfte der Oberfläche sehen? Nur 7 % zu sehen bedeutet nicht, dass Sie nicht auch den Horizont sehen.

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Es scheint mir immer noch seltsam, dass es ein perfekter Kreis ist, was ich noch nicht herausgefunden habe.

Kim Halter

Dies musste aus einer viel größeren Entfernung als 300 km aufgenommen werden. Das ist Mare Crisium am oberen rechten Rand, was bedeutet, dass der halbe Mond tatsächlich sichtbar ist, weil dieses Merkmal sehr groß ist. Unter dem Link oben, den Mark Adler gesetzt hat, ist es beschriftet. Es musste also so sein, als würden sie von der Schwerkraft des Mondes eingefangen, und sie mussten, als das geschah, etwas über die Umlaufbahn des Mondes hinaus gereist sein.

Samuel

@kimholder Der Rand dieses Features ist sichtbar und stark verzerrt. Ich bin mir nicht sicher, wie Sie behaupten können, dass 50% auf dem Foto des OP sichtbar sind.

Kim Halter

@Samuel Die Größe von Mare Crisium auf dem Foto im Verhältnis zur gesamten Scheibe ist von der Erde aus gesehen so groß. Beachten Sie auch, dass das Foto in der Frage auf dem Kopf steht, es wird aus kompositorischen Gründen so dargestellt. 10:30 ist dort nicht Norden, eher 5.

Samuel

@kimholder Nein, auf dem Foto hier ist es deutlich größer. Suchen Sie die richtige Stute?

Samuel

@kimholder Ja, das habe ich mir auch angesehen. Die Drehung des Bildes ändert jedoch nichts am scheinbaren Größenverhältnis der Stute zur sichtbaren Oberfläche. Es erscheint viel größer, da weniger als 50 % der Oberfläche sichtbar sind.

Samuel

@kimholder Ich habe verstanden, was du gesagt hast. Ich bin damit nicht einverstanden, insbesondere mit Ihrer Aussage "was bedeutet, dass der halbe Mond tatsächlich sichtbar ist". Es ist sehr deutlich, dass auf dem Foto weniger als 50 % der Oberfläche sichtbar sind.

Samuel

@kimholder Ja, es gibt nichts zu tun, um dieses Argument zu retten. Sie müssten ein Zehntel des Weges zurück zur Erde zurücklegen, bevor fast 50 % der Oberfläche sichtbar würden. Nur, da sie auf der anderen Seite waren, ist das nicht passiert. Auf der anderen Seite waren also zu keinem Zeitpunkt 50 % der Oberfläche für ein einzelnes Foto sichtbar. Ich bin mir nicht sicher, wie ich es klarer formulieren soll.

Kim Halter

@Samuel Ich habe ein paar meiner Kommentare gelöscht, um die Liste zu verkürzen. Mein Augenmaß für die Größe von Crisium war im Verhältnis ziemlich daneben, und ich war Multitasking, als ich das alles schrieb - der "halbe" Teil war faul und basierte auf Missverständnissen, dann habe ich ihm danach nicht genug Aufmerksamkeit geschenkt. Ich dachte meistens, dass die 300 km viel zu wenig sind. Sie haben Recht.

David Cary

"ungerade ... ein perfekter Kreis" -- Da der Mond und jeder Planet einer perfekten Kugel nahe kommen, zeigt jedes Foto, das vollständig im Rahmen ist, ihn als Kreis. Mit Fisheye-Kameras erscheint die Erde als Kreis, selbst wenn sie fotografiert wird, wenn die Kamera nur wenige Meter über der Erde gehalten wird – „ photo.stackexchange.com/questions/23760/… “.

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Das geht nur, wenn Sie weit genug entfernt sind. Wenn Sie sich zum Beispiel in einem Flugzeug befinden, sieht die Erde nicht wie ein Kreis aus.

Kyle

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So kam ich ungefähr in die richtige Position, um dem aufgenommenen Foto zu entsprechen. Die Augenhöhe ist etwas zu niedrig, also ignorieren Sie das, aber ich denke, die Mondlänge ist ungefähr richtig (120 ° E). Ich bin sehr skeptisch, dass dieses Bild in den angegebenen Mondumlaufhöhen aufgenommen wurde. Diese Höhen sind einfach viel zu niedrig, um diese Merkmale so erscheinen zu lassen, wie sie es tun.

Meine beste Vermutung, wann dieses Bild aufgenommen wurde, war während der Rückkehr zur Erde, wahrscheinlich nicht lange nach dem Trans-Earth-Insertion-Brand. An diesem Punkt würde sich das CSM auf einer Fluchtbahn befinden und den Mond verlassen, so dass es auf dem Weg nach draußen sehr schnell an Höhe gewinnen würde. Es stimmt auch damit überein, welche Hemisphäre sichtbar ist (östlich), da dies die ausgehende Seite des Mondes wäre.

Der Missionsbericht weist auf Seite 5-8 (pdf pg 48) auch darauf hin, dass die Mapping-Kamera auch „vertikal“ nach der Über-Erd-Injektion verwendet wurde. Ich würde vermuten, dass dieses Bild von der Mapping-Kamera aus dieser Zeit stammt. Leider kann ich nicht wirklich Informationen darüber finden, wann und wo dies geschah.

Noch ein Bild aus geringerer Höhe:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich entschuldige mich für das Zuschneiden, Google Earth hat ein festes horizontales FOV und das Ändern der Fensterbreite lässt ungefähr den gleichen horizontalen Teil des Mondes sichtbar. Ich denke jedoch, dass dieses Bild besser zum Bild im OP passt. In diesem Fall sind etwa 20 % der Mondoberfläche sichtbar.

Samuel

Welche Brennweite simulieren Sie hier?

Kyle

@Samuel Leider weiß ich es nicht und Google Earth gibt mir keine einfache Möglichkeit, es anzupassen, weshalb die Augenhöhe falsch ist, um zu erraten, wo sich das Modul befand, als das Bild aufgenommen wurde. Glücklicherweise spielt die Brennweite keine Rolle, da sie nicht ändert, wie viel von der Kugel sichtbar ist, sondern nur, wie verzerrt sie ist. Das Heranzoomen auf die Höhe der Mondumlaufbahn würde deutlich machen, dass sie zu nah ist, da Sie nicht den richtigen relativen Abstand zwischen den sichtbaren Stuten erhalten können.

Samuel

Es sieht für mich so aus, als ob der sichtbare Teil des Mondes auf dem Foto des OP nur der obere rechte Quadrant Ihres Fotos ist. Wenn Ihr Foto 50% beträgt, bedeutet dies, dass das Foto des OP im Bereich von 12% der Oberfläche liegt, was fast mit der Antwort des OP von 7,4% sichtbar übereinstimmt.

Kyle

@Samuel Mein Foto zeigt ungefähr 29% der Mondoberfläche basierend auf der angegebenen Augenhöhe.

Samuel

Noch besser. Der obere rechte Quadrant macht dann etwa 7,25 % der Fläche aus.

Kyle

@Samuel Ich habe ein zweites Bild hinzugefügt, das erheblich näher ist, da ich denke, dass es besser zum Bild von OP passt. Die gemeldete Höhe ist immer noch deutlich höher als 300 km (~186 mi). Mitte zu Mitte sind die beiden Stuten oben rechts etwa 250 Meilen voneinander entfernt, was 1/8 des Durchmessers des Mondes entspricht. Aus 186 Meilen, denke ich, würden sie viel mehr von der sichtbaren Scheibe einnehmen als hier.

Samuel

Ich bin nicht davon überzeugt, dass sie es tun würden. Ich denke, dass das von Ihnen verwendete Tool eine Fehlerspanne aufweist, die groß genug ist (aufgrund des festen Sichtfelds), sodass wir wahrscheinlich davon ausgehen können, dass das Foto mit einem Weitwinkelobjektiv aus einer Entfernung von etwa 300 km aufgenommen wurde. Ockhams Rasiermesser.

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Ich markiere das als richtig. Ich denke, das untere Bild passt gut und es stimmt mit den Informationen in meiner eigenen Antwort überein. Das FOV macht keinen großen Unterschied, wie Kyle richtig bemerkte, es ändert nicht, was sichtbar ist, sondern nur die Größe dessen, was sichtbar ist.

MAH

https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_16#Launch_and_outbound_trip

Als sie eine Verbrennung durchführten, um über der anderen Seite in die Mondumlaufbahn einzudringen, befanden sie sich etwa 300 km über der Oberfläche. Ich kann nicht herausfinden, wann dieses Foto aufgenommen wurde, aber ich würde sagen, es besteht eine gute Chance, dass es damals war.

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Es scheint, dass das Foto wahrscheinlich gegen 76:34 Uhr von history.nasa.gov/ap16fj/11_Day4_Pt2.htm aufgenommen wurde . Ich schätze, das ist Zeit seit dem Start. DOI war bei 77:39. 300 km sind viel besser als zuvor, aber es scheint immer noch etwas seltsam, aus einer solchen Höhe einen so perfekten kreisförmigen Mond zu haben.

Markus Adler

?? Der Umriss einer Kugel ist aus jeder Höhe ein perfekter Kreis.

Kevingrün

@PearsonArtPhoto bei 74:24, reden sie über jemanden, der furzt?

Kevingrün

@MarkAdler Das Problem besteht darin, den ganzen Kreis von so nah in den Rahmen zu bekommen.

Markus Adler

Weitwinkelobjektiv.

äh

@kevingreen ist ein Bestand an Objektiven verfügbar, die auf die Mission mitgebracht wurden? Fischauge?

Kevingrün

@MarkAdler: Weitwinkelobjektiv auf jeden Fall. Wie groß ist der Winkel, um so viel wie möglich zu sehen? Selbst bei 300 km würde ihnen der größte Teil der Oberfläche fehlen. Ich nehme an, dass es von ihrem Standpunkt aus immer noch kugelförmig erscheinen würde. Sie haben es definitiv geschafft, aber was sind die Details darüber, wie?

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@kevingreen Es scheint so.

Markus Adler

Ich verstehe, dass Sie bei 300 km ein Weitwinkelobjektiv mit einer Brennweite von 20 mm für eine Standardkamera mit 35-mm-Film- / Sensorgröße benötigen würden (ich habe die kürzere Abmessung von 24 mm des Sensors verwendet). Sie können Objektive mit kürzeren Brennweiten als diese bekommen.

Jakob Krall

@MarkAdler: Außerdem wurden bei Apollo häufig größere Filmgrößen verwendet, was die für das äquivalente Sichtfeld zulässige Brennweite erhöhen würde.

Markus Adler

Ja, die Hasselblad 500EL-Kameras, die auf Apollo im Orbit und an der Oberfläche verwendet werden, verwenden 56 mm x 56 mm Film im Vergleich zum 36 mm x 24 mm Standard-„35 mm“-Filmformat.

Markus Adler

Für die Hasselblad war ein 38-mm-Objektiv erhältlich, das den Zweck erfüllen würde. Für dieses Bild benötigen Sie ein FOV von 63 °, und dieses Objektiv würde der Hasselblad ein FOV von 73 ° verleihen.

Markus Adler

Meine SLR mit kleinem Sensor (APS-C) mit meinem 10-mm-Weitwinkelobjektiv hat auch ein Sichtfeld von 73° auf der kurzen Seite, also hätte ich dieses Bild machen können. Ich würde mich freuen, es auszuprobieren. Sozusagen.