Почему астронавты на Луне не могли отойти от космического корабля дальше, чем на 19 метров?

     Вы замечали, что на лунных снимках, когда астронавты фотографируются на фоне лунного модуля (который их доставил на Луну), они никогда не отходят от него дальше, чем на 19 метров? Наверное, не обращали на этот факт внимания.

Вот близко к лунному модулю астронавты подходят, и даже что-то там делают около лесенки. Но  максимальное расстояние, на которое отходит астронавт с фотоаппаратом,  чтобы сделать снимок прилунившегося модуля, никогда не превышает 19 метров. Как будто есть граница, дальше которой ему не разрешено отходить.

    Не удивлюсь, если вначале вам такое утверждение покажется невероятным. Допускаю даже, что заглянув в интернет и посмотрев для убедительности несколько десятков снимков НАСА с лунным модулем в кадре, у вас вначале возникнет стойкое желание не согласиться со мной. Но после того, как я разъясню причины, почему астронавты не могли отойти от лунного модуля дальше 19-ти метров, вы тоже начнёте замечать эти «странности» лунных снимков НАСА буквально во всех миссиях "Аполлон".

     Давайте попробуем определить, с какого расстояния был сделан этот снимок из миссии «Аполлон-15» (рис.I-1), на каком удалении от лунного модуля находился фотограф? 

Рис.I-1. Снимок из миссии Аполлон-15. Астронавт салютует флагу США. На заднем плане, по данным NASA, гора Хэдли Дельта высотой около 3,5 км.

     Определить расстояние не сложно.  Во-первых, из справочника фирмы-производителя (а это Грумман Корпорейшн) известно, что расстояние между крайними чашами опор лунного модуля составляет 9,5 метров (31 фут) - рис.I-2.  

Рис.I-2. Размеры лунного модуля миссии Аполлон, согласно справочнику Груммана 1971 г.

Во-вторых, нам известно, что снимок сделан на 70-мм киноплёнку среднеформатным фотоаппаратом Хассельблад 500, с объективом Zeiss Biogon 5,6/60. Фокусное расстояние объектива 60 мм, угол охвата по горизонтали – 47° (рис.I-3).  На приведённой выше фотографии (рис.I-1) видно, что крайние опоры занимают ровно половину ширины кадра. 

Рис.I-3. Схема съёмки общего плана (вид сверху).

       На фотоснимке мы видим три опоры. С точки зрения фотографа, расстояние от левой опоры до центральной (линия А рис.I-3) в 2 раза меньше, чем расстояние от центральной опоры до правой (линия В). Из этого можно сделать вывод, что лунный модуль повернут диагональю, соединяющей удаленные опоры, примерно на 21 градус по часовой стрелке. Поскольку диагональ, соединяющая крайние точки опор, равна 9,5 метрам (линия С на схеме), то проекция этой диагонали (расстояние А+В) составляет около 8,87 м. А поскольку данное расстояние (А+В) - это примерно половина ширины кадра, то полная ширина кадра по линии, проходящей через опору N (зеленая горизонтальная линия), будет составлять 17,7 м. Зная угол охвата объектива по горизонтали, 47°, получаем расстояние от фотоаппарата до линии опоры N - это 20,4 м. А если считать расстояние не от опоры, а от центра лунного модуля, то тогда расстояние до фотоаппарата будет равно 19 метрам.  Фотограф, снимая лунный модуль, находился от него на удалении примерно 19 метров.

     И вот что странно: просмотрев массу последовательных кадров из разных кассет, мы заметили, что всегда лунный модуль снимают именно с этого расстояния. Максимальное удаление не превышает 19 метров.

     Вот, например, кассета с цветной фотоплёнкой, обозначенной как Magazine 86/NN, из миссии “Аполлон-15”. Все пять кадров, где появляется лунный модуль, сняты примерно с одного и того же расстояния, около 19 метров (рис.I-4). Опоры лунного модуля занимают по ширине примерно половину кадра.  

Рис.I-4. Аполлон-15. Кассета с цветной фотоплёнкой, 1971 г.

     А вот другая кассета, Magazine 92/OO, (это уже черно-белая фотоплёнка). Здесь восемь последовательных кадров с лунным модулем, и все кадры опять сняты с расстояния от 16 до 19 метров (рис.I-5). Обратим внимание также на то, что солнце светит сбоку, тень падает слева направо.

Рис.I-5. Аполлон-15. Кассета с черно-белой фотоплёнкой из миссии "Аполлон-15".

      И вот что удивительно, проходят 9 месяцев после экспедиции Аполлона-15, а кадры лунного модуля следующей миссии, Аполлон-16, снимаются абсолютно точно также: опять солнце светит сбоку, слева направо, и опять фотограф отошёл на расстояние около 18-19 метров (рис.I-6).

Рис.I-6. Пять последовательных кадров с лунным модулем, миссия "Аполлон-16".

      Вы спросите – и в других миссиях также? Их ведь было шесть - миссий с высадками на Луну.

      Да точно также. Все кадры с лунными модулями делаются под копирку, по одной и той же схеме, как будто съёмка производится в одном и том же месте. Вот посмотрите на кадры, сделанные через 8 месяцев после Аполлона-16, в миссии Аполлон-17 (рис.I-7): на всех шести кадрах солнце светит опять сбоку, слева направо, и  опять съёмка производится с расстояния примерно 19 метров. 

Рис.I-7. Кадры из миссии Аполлон-17, 1972 г.

      Почему фотограф от лунного модуля никогда не отходит дальше? А он просто не может отойти дальше – там, через 19 метров, лунная поверхность заканчивается!

      Дело в том, что съёмка лунных миссий производилась в павильоне на фоне большого киноэкрана. Чтобы создать ощущение, что действие происходит на Луне, на киноэкран проецировался слайд (диапозитив) с изображением некой лунной горы, а перед экраном насыпался мелкий песок, имитирующий лунный грунт. Когда снималось видео (телекамерой) или кино (на 16-мм киноплёнку), то по этому песку передвигались прыжками актёры в бутафорских скафандрах, с фотоаппаратами из пенопласта, изображая астронавтов на Луне. К бутафории пришлось прибегнуть, поскольку нужно было в павильоне создать «лёгкость» прыжков, сымитировать лунную гравитацию. Вместо реального скафандра, который весил 65 кг, актёры бегали в лёгком по весу муляже скафандра и вместо реального Хассельблада крутили в руках копию фотоаппарата из пенопласта. Бутафория легко читается в видеосюжетах. 

ПОСМОТРИТЕ:   ВИДЕО из миссии Аполлон-17

        Расчёт был сделан на то, что качество картинки телекамеры очень низкое, изображение на 16-мм киноплёнке тоже не очень высокого качества (размер кадра на 16-мм киноплёнке 10,2 х 7,5 мм), поэтому зритель не отличит реальный скафандр от муляжа, а муляж фотоаппарата на общем плане - от реального Хассельблада.

         Но вот когда астронавты позировали для фотосессии и стояли статично, то этом случае они надевали реальные скафандры и брали в руки фотоаппараты Хассельблад, ведь съёмка производилась на среднеформатную плёнку с размером кадра 53 х 53 мм. Информационная ёмкость такого кадра несравнимо выше - площадь фотокадра в 36 раз больше, чем площадь кадра на 16-мм киноплёнке (см. рис. I-8).

Рис.I-8. Сравнительные размеры кадра на 70-мм фотоплёнке и 16-мм кинопленке. Арнольд, сотрудник фирмы Кодак, демонстрирует КОПИЮ ролика 70-мм фотоплёнки из Миссии Аполлон-11.

      На всех снимках, обратите внимание, например, на рис.I-1, отчётливо видна граница, которая отделяет горизонтальную плоскость с насыпным грунтом от вертикальной плоскости экрана. Верхняя и нижняя половины кадра заметно отличаются и по тональности, и по фактуре. Эту границу легко заметить и на других  приведенных кадрах, где сфотографирован лунный модуль, будь то миссия Аполлон-15, Аполлон-16 или Аполлон-17 (рис.I-4,I-5,I-6,I-7).  Видна не только граница раздела, но совершенно очевидно, что на этой границе происходит резкая смена фактуры «лунной» поверхности.

      Можно даже без труда определить расстояние до экрана. Лунная поверхность заканчивается буквально за дальней опорой лунного модуля. Иногда за «пепелацем» видна еще небольшая полоска насыпного грунта, но это не более 3-4 метра в глубину. Итого получается, что до киноэкрана расстояние около 26 метров (см. рис.I-3). 

       А ширина той части киноэкрана на фоне, что попадает в кадр – около 23 метров. Иногда мы замечаем, что во время съёмок фотограф делает небольшие повороты камеры влево-вправо, при этом открывается дополнительно ещё часть горы (рис.I-9). Следовательно, экран продолжается за границами кадра. Однако этот дополнительно просматриваемый участок не превышает ½ ширины кадра и составляет  примерно 40%. Обратите внимание, что фотограф никогда не поворачивает фотокамеру при съемке серии из 5 или 8 кадров больше, чем на 20 градусов (на ширину половины кадра).  Можно сделать вывод, что полная ширина киноэкрана примерно на 40% больше 23 метров и составляет около 32 метров.  

Рис.I-9. При съёмке второго кадра открылось дополнительно по ширине примерно 40% горы на фоне.

      У меня, как у кинооператора, который 25 лет в институте кинематографии читает лекции студентам на тему «Как делается кино», нет никакого сомнения в том, что эти фотографии – обычные комбинированные съёмки, сделанные в павильоне, а не документальные кадры пребывания астронавтов на Луне. Для меня это совершенно очевидно, и в этом нет даже повода для спора. Интерес представляет другой вопрос. Сейчас, когда мы уже просмотрели впечатляющие кинокартины на космическую тему, например, американский фильм «Гравитация» (2013 г.) или российский фильм «Салют-7» (2017 г.), мне, как кинооператору, любопытно узнать, с помощью какой технологии были получены те или иные "убедительные" космические кадры, какие способы комбинированных съёмок применялись в том или ином эпизоде фильма. Конечно, в этих игровых постановочных фильмах есть и специальная подвеска актёров на тросах, и использование хромакея.

        В случае «лунных» снимков НАСА мне интересна именно технология, с помощью которой актёры в павильоне совмещались с отснятым заранее "лунным" пейзажем. Каким образом актёр в скафандре, который изображал астронавта, был размещён на фоне предполагаемой лунной горы Хэдли Дельта? Как это всё было сделано без хромакея? Какой из отработанных технологических приёмов здесь применила НАСА?

      Например, в течение десятилетий в кинематографе применялся метод совмещения актера с заранее отснятым пейзажем, под названием рирпроекция. Как только мы покажем типичные примеры, вы тут же без труда вспомните, что в старых фильмах часто замечали кадры, снятые по такой схеме (рис.I-10).

Рисунок I-10. Общий вид съемки методом рирпроекции

      При рирпроекции («рир» - от английского слова “rear”, сзади) кинопроектор с изображением пейзажа (дороги или облаков) находится позади просветного (полупрозрачного) экрана. Съёмочная камера и персонажи находятся с одной стороны, а изображение на экран проецируется с другой стороны. Скорость съемки и скорость проекции синхронизируются специальным кабелем, чтобы исключить несовпадение частот съёмки и проекции.

    Светочувствительность негативных киноплёнок в середине ХХ века была очень низкой. Из-за низкой светочувствительности киноматериалов приходилось использовать небольшие по размеру экраны, шириной 4-5 метров, чтобы обеспечить необходимую для съёмок яркость. Сейчас, когда на любом цифровом фотоаппарате можно установить индекс светочувствительности 3.200 единиц или даже 25.000 единиц, трудно поверить, что светочувствительность в 100 единиц в те годы считалась высокой. И если черно-белые плёнки достигали значения 250 единиц, то цветные киноплёнки были значительно ниже по чувствительности. По данным НАСА, в лунных экспедициях использовалась цветная 16-мм киноплёнка светочувствительностью 160 ед. АСА (ASA, American Standard Association) и цветная обращаемая фотоплёнка Эктахром светочувствительностью 64 единицы.

          Как правило, способом рирпроекции снимались средние и крупные планы, очень часто - планы с движущимся фоном за окном автомобиля. В фильме о композиторе Штраусе 1938 г. «Большой вальс» (реж. Ж.Дювивье) актеры сидели в неподвижной карете, а изображение движущегося "венского" леса проецировалось сзади на полупрозрачный экран (рис.I-11).

Рис.I-11. Кадры из фильма «Большой вальс», снятые методом рирпроекции

ВИДЕО: Эпизод "Рождение музыки" из фильма "Большой вальс"

       Рирпроекцию использовал Стенли Кубрик в одном из эпизодов фильма "С широко закрытыми глазами" (1989 г.), когда для монтажа понадобился дополнительно ещё один план с актёром Томом Крузом (рис.I-12).  

Рис.I-12. Том Круз в фильме "С широко закрытыми глазами". Кадр снят методом рирпроекции.

Чтобы не устраивать съёмку в городе, кадр был отснят в павильоне методом рирпроекции (рис.I-13): 

Рис.I-13. Том Круз идет по траволатору перед киноэкраном (рирпроекция). Чтобы не засветить экран, на приборе сверху установлены шторки.

        А вот кадр из любимого многими зрителями фильма «Терминатор», 1984 г. - Сара Коннор убегает от взрывающегося бензовоза (рис.I-14). Актриса на самом деле просто пробегала перед экраном. На этот экран сзади проецировался отснятый заранее движущийся бензовоз. Высота экрана, как нетрудно понять, была немногим больше, чем человеческий рост, а ширина – около 5 метров. Поскольку экран по размеру небольшой, актрисе, чтобы не выйти из резкости, приходилось бежать не столько вперёд, сколько по диагонали вдоль него, слева направо. 

Рис. I-14. Использование рирпроекции в фильме «Терминатор».

Чтобы взрыв казался масштабнее, поджигался макет, хоть и большой, но игрушечный бензовоз (рис.I-15,I-16). 

Взорвать реальный бензовоз в городе было бы крайне опасно.

Рис.I-15. Установка макета бензовоза.

Рис.I-16. Даже небольшой шар огня по отношению к макету создаёт ощущение большого взрыва.

        Вы, наверное, думаете - для чего мы в деталях описываем способ съемки одного кадра из фильма "Терминатор"? С какой целью показываем рабочие моменты, где видны используемые при съёмке макеты?  Дело в том, что на тот исторический отрезок времени использование макетов - это применяемая технология съёмок комбинированных кадров. И НАСА воспользовалась этими технологиями. Мы имеем в виду использование небольших макетов вместо реальных, больших по размеру, машин и аппаратов. Таких кадров, где используются макеты, в "лунных миссиях" не то чтобы много, их невероятно много. Возможно, что их около двух тысяч, "лунных" фотоснимков, где вместо реальных объектов фигурируют уменьшенные копии - макеты. И очень часто позади этих макетов установлен киноэкран, на который проецируется удалённый "лунный" пейзаж.    

       Способ рирпроекции, как я полагаю, действительно рассматривался, как один из вариантов, для создания "лунных" фотографий, для тех случаев, когда в кадре нужно показать астронавта на фоне лунной горы. А вот использование хромакея (в те годы чаще всего использовался синий экран) было сразу отвергнуто, поскольку этот приём легко обнаружить, во-первых, по размытости контуров на границе "фон-объект" (видна «окантовка»), а во-вторых, из-за рефлексов, которые синий экран давал в теневых частях белых скафандров и в стеклах шлемов. Синий фон с помощью маски и контрамаски удаляется полностью, и его можно заменить на серый лунный пейзаж, а вот синие рефлексы в теневой части белых скафандров оставались – и это, конечно, было недопустимым.

      Те, кто снимал на зелёном хромакее, знают, что большую неприятность доставляют рефлексы цветного фона на белых одеждах. Там, где белая одежда ярко освещена, слабые зеленые рефлексы не читаются (рис.I-17). А вот в теневых участках на белых одеждах  эти рефлексы хорошо видны. Именно из-за таких цветных рефлексов, выдающих комбинированные съемки, НАСА отказалась от применения хромакея в лунных миссиях.

Рис.I-17. Зелёный цвет хромакея создаёт цветные рефлексы на белых одеждах в теневых участках.

         Способ рирпроекции не создаёт ненужных цветных рефлексов, но у него есть два недостатка. Первый проистекает из-за того, что актеров перед экраном приходится ярко высвечивать, создавая ощущение солнечного дня на Луне, и рассеянный свет в большом количестве попадает на экран. На экране исчезает «чернота», изображение на фоне становится малоконтрастным, серым, что хорошо видно в кадрах фильма «Большой вальс». В кадре из фильма "С широко закрытыми глазами" большая часть ночной улицы засвечена световыми гирляндами, витринами магазинов и уличными фонарями. А ведь в лунных снимках почти половина кадра по площади должна занимать абсолютная "чернота" космоса. 

      Определенный выход из этой ситуации можно найти. Для этого нужно, чтобы ни один из прожекторов, который освещает актёра-астронавта, не был направлен в сторону экрана. Другими словами, прожектор, который имитирует эффект света от солнца, должен освещать актёра исключительно сзади. А поскольку непосредственно сзади за актёром находится киноэкран, прожектор-солнце ставят сбоку от экрана. Отсюда и получается задне-боковой свет. Чуть выше мы обращали ваше внимание на тот факт, что на фотографиях разных миссий Аполлон всё время используется один и тот же задне-боковой свет.

        Мы показали 24 разных снимка, где астронавт появляется на фоне лунного модуля (рис.I-4,I-5,I-6,I-7), сделанные в трёх разных экспедициях. Но все кадры, как братья-близнецы, похожи друг на друга: сняты с одного и того же расстояния, с одним и тем же направлением света, везде видна граница раздела «экран-грунт». Иначе говоря, все эти кадры выполнены по одной и той же технологии и, возможно, в одном и том же павильоне.  

        Разглядывая эти фотоснимки, вы, наверное, обратили внимание ещё на один признак, который (как мы увидим в дальнейшем), ещё раз подчеркнёт, что перед нами – комбинированные съёмки: мы не видим промежуточных кадров, снятых с разного расстояния. Ведь, по логике вещей,  если бы астронавт на самом деле оказался на Луне, то он, удаляясь от ракеты, сделал бы несколько снимков последовательно: например, сначала был бы снимок вблизи лунного модуля, потом, отойдя на несколько шагов, появилась бы серия снимков с астронавтом на переднем плане и лунным модулем у него за спиной, потом, удалившись ещё на несколько шагов, фотограф сделал бы пару-тройку общих планов «для всего человечества» с маленькой фигуркой астронавта, лунным модулем и электромобилем вдалеке. Но мы не видим такой последовательности снимков, вместо этого все кадры в течение нескольких экспедиций однотипно снимаются с одного и того же расстояния, в одном и том же ракурсе, и затем, в одни и те же заданные границы кадра вписываются (ставятся в кадр) нужные «элементы»: гора на фоне, лунный модуль, астронавт и электромобиль (ровер). 

     Обратите внимание на те фотоснимки, что предшествуют фотосессии из 5-6 снимков с 19 метров, -  это кадры, снятые уже в другом месте и в другое время: то это какое-то сиденье от ровера, то угол какого-то модуля, то крупно часть флага, иногда - просто кадр с тенью астронавта, или даже вообще – кадр с орбиты. Кадры с лунным модулем на фоне лунной горы стоят изолированно от всего материала. 

     Поскольку в данной статье мы хотим рассказать о технологии создания «лунных кадров», то сразу раскроем ещё один очень важный «секрет»: съемка фотокадров производилась не легким маневренным фотоаппаратом, а громадной неподвижной установкой весом более тонны. И эта съёмочная установка была жестко «привязана» к экрану, т.е. находилась всё время на одном и том же расстоянии от киноэкрана, на который проецировался слайд с проектора.  Она, эта установка, не могла перемещаться по павильону, как ходил бы фотограф с фотоаппаратом, она была жёстко закреплена. А для того, чтобы получить хоть какое-то разнообразие кадров с одной и той же точки съемки, приходилось двигать не съёмочную камеру, она оставалась неподвижной, а перемещать платформу с грунтом в пространстве между съёмочным аппаратом и киноэкраном. 

      Первоначально предполагалось, что в лунных миссиях будет применяться способ рирпроекции. Но как мы говорили выше, у этого способа есть два недостатка, которые могли бы подчеркнуть фальсификацию. Первый недостаток связан с тем, что ярко высвечивая огромный лунный модуль и актеров "как в солнечный день", мы тем самым засвечиваем расположенный сзади них экран, и фон становится малоконтрастным, как будто в атмосферной дымке (обратите внимание ещё раз на кадры из фильма "Большой вальс", лес на фоне подёрнут дымкой). А поскольку на Луне никакой атмосферной дымки нет, то падения контраста освещения на фоне не должно быть. С этим первым недостатком можно как-то бороться.    

      Второй недостаток рирпроекции, легко преодолимый на средних и крупных планах, возник при съемке общих планов. И этот недостаток поставил крест на использовании рирпроекции в "лунных экспедициях". Вначале американцы думали, что смогут побороть этот второй недостаток, но их усилия оказались тщетны. Дело в том, что для съемки действительно общих планов необходим огромный экран на фоне, шириной в несколько десятков метров. Но когда на 30-метровый экран было спроецировано изображение, оно оказалось таким слабым по яркости, что производить киносъемку оказалось невозможным. Одно дело, когда экран шириной 5-6 метров, его площадь не более 15 кв.м., и в павильоне снимается средний план (типа кадра с Томом Крузом). И совсем другое дело, когда ширина киноэкрана увеличивается до 30-32 метров - его площадь приближается к 400 кв.метров. Поскольку площадь экрана увеличивается примерно в 25 раз, то соответственно в 25 раз падает яркость. И при таком падении яркости уже катастрофически не хватает светочувствительности киноматериала, чтобы нормально проэкспонировать киноплёнку. Это и есть второй недостаток рирпроекции - невероятно низкая яркость экрана при съёмке общих планов. Поэтому, говоря о технологии создания "лунных кадров", мы не можем пройти мимо того, каким образом решалась проблема повышения яркости на большом киноэкране. 

Леонид Коновалов, продолжение следует. Следующая часть будет опубликована завтра. Там будет ещё больше разоблачающих американских лунных аферистов фактов.