Pred 60 rokmi sme prvýkrát uvideli Zem od Mesiaca. Fotku vyvolali vo vesmíre!

Dnes vytiahneme z technologickej histórie jednu unikátnu fotografiu. Na prvý pohľad nie je ostrá ani farebná.

Napriek tomu pred 60 rokmi ukázala ľuďom niečo, čo dovtedy nikdy nevideli – vlastnú planétu pri pohľade z blízkosti Mesiaca.

Presne 26. augusta 1966 NASA zverejnila fotografiu z americkej sondy Lunar Orbiter 1, na ktorej sa nad mesačným horizontom objavila Zem. Snímka vznikla v skutočnosti o tri dni skôr, 23. augusta 1966, ale práve 26. augusta ju dostala verejnosť a objavila sa aj na titulnej strane The New York Times s titulkom „How the Earth Looks from the Moon“.

Nebola to prvá fotografia Zeme z vesmíru. Také zábery existovali už dávno predtým. Bola však prvou fotografiou Zeme vytvorenou z okolia Mesiaca a prvou, na ktorej ľudstvo videlo svoju planétu nad mesačným horizontom. NASA dnes fotografiu označuje za prvý „lunar Earthrise“.

A celé sa to podarilo technológiou, ktorá dnes pôsobí takmer absurdne. Lunar Orbiter 1 totiž nemal digitálny fotoaparát ani obrazový snímač. Fotografoval na klasický film, ktorý si priamo vo vesmíre sám vyvolal, následne ho naskenoval a obraz poslal rádiom na Zem. Pred 60 rokmi!

Čo tam robil Lunar Orbiter 1?

Fotografia Zeme s Mesiacom nebola vôbec hlavným dôvodom, prečo Lunar Orbiter 1 letel k Mesiacu. USA v tom období totiž smerovali k pristátiu ľudí v rámci programu Apollo a NASA potrebovala vedieť jednu veľmi praktickú vec – kam môže lunárny modul bezpečne pristáť.

Zo Zeme sa síce dalo na Mesiac pozerať ďalekohľadmi, no ich rozlíšenie nestačilo na dôkladné posúdenie terénu. Pre Apollo bolo potrebné poznať množstvo detailov, od sklonu terénu cez množstvo kráterov až po veľké balvany a prekážky, ktoré by mohli pristátie ohroziť.

NASA preto vytvorila program Lunar Orbiter. Jeho prvé tri misie sa sústredili predovšetkým na možné miesta pristátia programu Apollo, ďalšie dve potom rozšírili fotografické mapovanie Mesiaca. Päť sond Lunar Orbiter nakoniec nafotografovalo približne 99 % mesačného povrchu.

Prvý Lunar Orbiter 1 odštartoval 10. augusta 1966. O štyri dni neskôr vstúpil na obežnú dráhu Mesiaca a stal sa tak prvou americkou sondou, ktorá obiehala okolo Mesiaca. Celkové prvenstvo však USA ušlo – sovietska Luna 10 začala Mesiac obiehať už 3. apríla 1966. Úlohou Lunar Orbiter 1 bolo detailne fotografovať deväť hlavných potenciálnych miest pristátia Apolla, sedem sekundárnych oblastí a tiež vybrané časti odvrátenej strany Mesiaca. Do konca hlavnej fotografickej fázy pokryl milióny štvorcových kilometrov povrchu. Fotografie si viete pozrieť aj dnes na webe NASA.

Samotný fotografický systém Lunar Orbiteru ale stojí za pozornosť aj po 60 rokoch. V roku 1966 totiž neexistovali obrazové CMOS ba ani staršie CCD snímače, ktoré dnes nájdete od smartfónu po vesmírny teleskop. Ak chcela NASA dosiahnuť dostatočne vysoké rozlíšenie, stavila na osvedčený film.

Lunar Orbiter niesol približne 68-kilogramový systém od Eastman Kodak. Používal dva objektívy súčasne. Teleobjektív s ohniskovou vzdialenosťou 610 mm vytváral detailné snímky a pomerne širokouhlý 80 mm objektív zachytával väčšiu časť okolitého terénu. Oba obrazy sa zaznamenávali na spoločný 70 mm film.

To bol ale iba začiatok. Film totiž nebolo možné po každom fotografovaní poslať kuriérom späť na Zem. Sonda preto niesla rovno aj kompletný systém na jeho spracovanie. Exponovaný film automaticky vyvolala, následne ho posúvala cez skener, ktorý zaznamenaný obraz rozkladal na malé časti. Tie sa previedli na elektrický signál a rádiovým spojením odoslali na pozemné stanice. Na Zemi technici prijaté údaje opäť skladali do výsledných fotografií.

Inými slovami, stovky tisíc kilometrov od Zeme lietalo zariadenie, ktoré spájalo fotoaparát, automatickú fotokomoru, filmový skener a rádiový vysielač.

Navyše, aby toho nebolo málo, systém musel pri fotografovaní kompenzovať pohyb sondy nad mesačným povrchom. Film sa preto počas expozície fyzicky pohyboval rýchlosťou vypočítanou podľa letu sondy, aby výsledný obraz nerozmazal jej pohyb. A to všetko pred 60 rokmi.

Áno, nefungovalo to dokonale. Lunar Orbiter 1 mal problémy práve so systémom kompenzácie pohybu, takže časť snímok bola rozmazaná. Vyskytli sa aj problémy pri spracovaní filmu. Paradoxne však práve komplikácie s fotografickým systémom prispeli k tomu, že zostala kapacita na ďalšie, pôvodne neplánované snímky. A jedna z nich sa zapísala do histórie.

Dňa 23. augusta 1966 sa totiž riadiaci tím rozhodol Lunar Orbiter 1 dočasne otočiť. Namiesto pohľadu priamo na mesačný povrch namierila sonda svoj fotografický systém smerom k horizontu. Keď vychádzala spoza odvrátenej strany Mesiaca, pred kamerou sa objavila Zem.

Snímka vznikla približne o 16:35 GMT počas 16. obehu sondy okolo Mesiaca. Na jednej strane obrazu vidíme členitý mesačný povrch, nad ním čierny priestor a v ňom osvetlenú časť Zeme vzdialenej približne 380 000 kilometrov. NASA fotografovanie zopakovala o dva dni neskôr. O tri dni po prvom zábere, 26. augusta 1966, snímku dostala verejnosť.

Z dnešného pohľadu môže byť prekvapivé, ako zle pôvodná fotografia vyzerala. Bola zrnitá, mala výrazné pruhy a ponúkala omnoho menej detailov než obraz, ktorý dnes nájdete v digitálnych archívoch NASA. Problém však nebol iba v samotnom fotoaparáte. NASA totiž v roku 1966 nedokázala z prijatých údajov vytiahnuť všetku kvalitu, ktorú systém zaznamenal.

Príbeh preto pokračoval ešte v roku 2008. Projekt Lunar Orbiter Image Recovery Project, skrátene LOIRP, sa pustil do obnovy pôvodných analógových dát uložených na magnetických páskach. Tím kombinoval obnovenú techniku zo 60. rokov s modernou digitalizáciou a spracovaním obrazu. V novembri 2008 NASA ukázala výsledok – výrazne kvalitnejšiu verziu prvého pohľadu na Zem od Mesiaca. NASA nakoniec dnes ukazuje pôvodnú a obnovenú fotografiu vedľa seba.

Nešlo iba o skrášlenie historickej fotografie nejakou formou AI. V roku 2008 ešte nebola ani v plienkach. Pôvodné magnetické pásky jednoducho obsahovali viac obrazových informácií, než dokázali systémy v roku 1966 spracovať do fotografie. Moderné spracovanie ukázalo detaily, ktoré boli celý čas uložené v archíve. Aj toto je pekná pripomienka, že archivovať pôvodné dáta má zmysel. Hardvér a algoritmy, ktorými ich spracujeme o niekoľko desaťročí, môžu byť podstatne lepšie než technika dostupná pri ich vzniku.

Slávnejšia fotografia prišla až o dva roky

Ak si pri slove Earthrise predstavíte nádhernú farebnú Zem nad sivým povrchom Mesiaca, nemáte v mysli fotku z Lunar Orbiter 1. Tá slávnejšia fotografia vznikla až 24. decembra 1968 počas misie Apollo 8. Astronaut William Anders vtedy fotografoval farebným fotoaparátom Hasselblad a vytvoril jeden z najznámejších záberov v dejinách kozmonautiky.

Lunar Orbiter 1 ho však predbehol o viac ako dva roky. Na jeho snímke nebol žiadny človek a nikto sa v tej chvíli nepozeral cez hľadáčik. Fotografiu vytvoril automatický stroj podľa príkazov zo Zeme. A vzniklo to prakticky ako vedľajší produkt sondy, ktorej hlavnou úlohou bolo nájsť dostatočne rovný kus mesačného povrchu. O necelé tri roky neskôr už po jednom z takýchto miest kráčali ľudia.