Pourquoi n'y a-t-il pas d'étoiles visibles dans l'espace cislunaire?

Il est très déroutant que l'alunissage n'ait pas d'étoiles en arrière-plan, les clips ISS n'ont pas d'étoiles en arrière-plan. J'ai écouté plusieurs interviews d'astronautes parler de ce à quoi cela ressemble dans l'espace et environ la moitié d'entre eux parlent de «l'espace noir le plus sombre». Je suis sûr qu'il y a une très bonne explication à cela.

La lumière des étoiles n'est-elle visible qu'à travers le milieu de l'atmosphère terrestre? Mais une fois dans le vide de l'espace où il n'y a pas de médium ils disparaissent? Quelle est l'explication?

Minute 47-49 étoiles, conférence de presse des trois astronautes d'Apollo 11

Entretien de la BBC avec Neil Armstrong uniquement

La réponse d'Anders est tout à fait correcte, mais j'aimerais ajouter quelques informations supplémentaires. Comme en témoignent les transcriptions, la lumière de la Terre réfléchie est assez forte même à cette distance:

La lumière du soleil venant par la fenêtre est si brillante que vous pouvez lire un livre par elle.

Autrement dit, même avec les lumières éteintes, il serait probablement difficile de voir les étoiles à moins que vous ne tourniez d'une manière qui ne laisse pas passer la lumière du soleil à travers les fenêtres.

Cependant, alors que la capsule entre dans l'ombre projetée par la Lune (un pur accident - ils n'avaient pas prévu que l'approche se déroule de cette façon), il y a:

Houston, ça a été un vrai changement pour nous. Maintenant, nous sommes capables de revoir les étoiles et de reconnaître les constellations pour la première fois pendant le voyage. C'est - le ciel est plein d'étoiles. Tout comme la nuit de la Terre. Mais jusqu'ici, nous n'avons pu voir les étoiles qu'occasionnellement et peut-être à travers le monoculaire, mais nous ne reconnaissons aucun motif d'étoiles.

Donc pendant quelques minutes, ils ont vu "le ciel plein d'étoiles". En dehors de cela, ils ont vu quelques étoiles de temps en temps, mais seulement des étoiles brillantes singulières (peut-être aussi en regardant d'une manière qui minimise la luminosité de la Terre et du Soleil):

Houston, ça a été un vrai changement pour nous. Maintenant, nous sommes capables de revoir les étoiles et de reconnaître les constellations pour la première fois pendant le voyage. C'est - le ciel est plein d'étoiles. Tout comme la nuit de la Terre. Mais jusqu'ici, nous n'avons pu voir les étoiles qu'occasionnellement et peut-être à travers le monoculaire, mais nous ne reconnaissons aucun motif d'étoiles.

Le cœur de la réponse d'Anders est toujours vrai, cependant. L'exposition est le principal problème ici - les caméras et les yeux humains ont une certaine plage dynamique, et même les étoiles les plus brillantes sont entièrement trop faibles par rapport au Soleil, à la Terre (à une distance comparable à la distance de la Lune à la Terre) et à la Surface lunaire (si vous êtes au soleil, comme la plupart de la mission l'a été). Un appareil photo moderne pourrait être capable de prendre une photo HDR qui permettrait aux étoiles d'être visibles en même temps que la Terre ou le Soleil, et ce serait assez facile à faire si vous pouviez obstruer les principales sources de lumière (le même comme nous le faisons lorsque nous photographions la couronne du soleil, etc.). Mais techniquement, ce serait un "trafiqué"

C'est une question d'exposition et de plage dynamique. Un capteur comme un appareil photo ne peut gérer les entrées que dans une certaine gamme d'intensités, et une grande partie des compétences photographiques (ou des préréglages intelligents) consiste à mapper la lumière extérieure sur cette gamme afin que les détails qui vous intéressent apparaissent plutôt que de devenir blancs ou noirs. .

Si vous prenez une photo d'une scène très éclairée, afin de distinguer les détails des parties lumineuses (comme un paysage lunaire, la Terre, l'ISS, etc.), vous devrez ajuster l'exposition en faisant aussi des objets faibles comme les étoiles sombre pour voir sur un fond de ciel sombre. Vous pouvez essayer de régler l'exposition pour montrer les étoiles à la place, mais maintenant le paysage et la Terre seraient trop lumineux (et probablement gâcher l'image en provoquant un torchage).

On peut essayer de le contourner en prenant plusieurs photos à différents niveaux d'exposition et plus tard en les compositant numériquement. Mais cela nécessite beaucoup de travail supplémentaire.

La raison en est que:

1. Pour prendre une photo dans différentes conditions d'éclairage, vous devez utiliser différents paramètres de l'appareil photo pour obtenir une image utile.
2. Les caméras (et l'œil humain) n'ont pas de portée illimitée dans un ensemble donné de conditions, c'est-à-dire qu'elles ne peuvent pas représenter de manière satisfaisante des objets de chaque luminosité dans une seule image.

En particulier, si l'on photographie un sujet bien éclairé, il faut utiliser les réglages de l'appareil photo qui limitent considérablement la quantité de lumière enregistrée par le capteur de l'appareil photo, sinon il sera submergé et ne montrera pas de détails utiles. Dans le cas de la prise d'un sujet qui n'est que faiblement éclairé (ou, dans ce cas, n'émettant que ce qui équivaut à une faible lumière), comme les étoiles, il faut utiliser des réglages qui maximisent la quantité de lumière que le capteur absorbe obtenir des détails utiles dans l'image, ou on n'enregistrera rien. Ces deux types de paramètres sont logiquement incompatibles, et il est donc impossible (avec la technologie d'appareil photo existante) de capturer simultanément un sujet très sombre et très lumineux sur une seule photo (c'est-à-dire pas un composite) et d'avoir tous les deux l'air raisonnable.

Et la Lune et les étoiles ne sont qu'une paire incompatible. La surface de la Lune est illuminée de manière aussi brillante que le paysage de la Terre en plein jour. Les étoiles sont si sombres qu'elles ne peuvent être vues que la nuit.

En fait, vous pouvez le démontrer depuis la Terre elle-même. Voici deux photos que j'ai prises avec mon propre appareil photo il y a une dizaine de mégasecondes il y a environ, à compter de cette publication. Tous deux ont été abattus la nuit, la même nuit. La photo de gauche est prise avec l'appareil photo réglé sur la lumière du jour. Oui, ce sont les mêmes paramètres que vous utiliseriez pour prendre une photo en plein jour, uniquement utilisés la nuit, et la Lune enregistre fort et clairement. Voilà à quel point c'est brillant. Puisque la luminosité de la surface n'est pas affectée par la distance, la Lune équivaut effectivement à un petit morceau de paysage ensoleillé dans le ciel, de notre point de vue, tout comme lors d'une journée ensoleillée et lumineuse sur Terre. Comme vous pouvez le voir, les caractéristiques de la surface de la Lune sont clairement visibles et, en outre, sa coloration est similaire à celle de votre dernière photo - comme il se doit, car c'est sa couleur réelle. Notez l'absence complète d'étoiles, exactement comme sur les images de la NASA. Dans la deuxième photo à droite, l'appareil photo a été réglé sur le mode "bulbe" pour exposer le capteur pendant une longue période, et sa sensibilité a été considérablement augmentée. Vous pouvez maintenant voir les étoiles, mais la Lune ressemble presque à un deuxième Soleil - sa surface est complètement oblitérée car le capteur a été saturé de photons comme une éponge qui a déjà absorbé trop d'eau et en a maintenant assez, tandis que la floraison contamine le reste de l'image. La raison pour laquelle vous vous "attendez" à voir des stars est probablement parce que vous avez regardé trop de films de science-fiction. Les films représentent des stars pour un effet artistique. En réalité, les images qui les capturent, prises en une seule fois, ne sont pas possibles avec la technologie d'aujourd'hui, et la raison en est que le facteur entre les deux est de l'ordre d'un milliard (90 dB) de luminosité. (Vous pouvez composer les deux images ci-dessus de manière appropriée pour les simuler, mais ce serait juste cela.)