Kees Floor, Zenit november 2011.

Beelden waarop een kant van de aarde volledig is afgebeeld vanuit de ruimte, kunnen we tegenwoordig elke dag zien langskomen. Dergelijke 'bolletjes' worden routinematig gemaakt op basis van meetgegevens van de Europese METEOSAT en van andere weersatellieten boven de evenaar; ze kunnen op verscheidene plaatsen op het internet gevonden worden. Op het eerste gezicht is er dan ook niets bijzonders aan bijgaande satellietbeelden.

Vreemd
Wanneer we nauwkeuriger kijken is er toch iets ongebruikelijks. De weersatellieten die dergelijke bolletjes leveren, staan boven de evenaar. Daardoor ligt de noordpool op die gewone weerbeelden midden op de bovenrand, de zuidpool middenonder en de evenaar in het midden. Bij het hier getoonde beeld bevindt de noordpool (NP) zich echter ergens rechtsboven in beeld. De vertrouwde contouren rond de evenaar, zoals die van Afrika op de METEOSAT-beelden [1], die van Midden-Amerika op de GOES-beelden [2] [3] en die van Indonesië op de GMS-beelden [4] ontbreken. Verder kunnen we India, op INSAT-beelden [5] markant aanwezig ten noorden van de evenaar, niet op de gebruikelijke manier terugvinden. Ook als we het beeld 43 graden linksom draaien, zodat de noordpool zo hoog mogelijk zit, krijgen we niet een van de vertrouwde 'bolletjes' te zien. Nog steeds ligt dan bijvoorbeeld de noordpool niet op de bovenrand. De conclusie moet luiden dat het satellietbeeld de aarde niet toont vanuit de gebruikelijke positie van ongeveer 36 duizend kilometer boven de evenaar. Maar waarvandaan dan wel?

1. De aarde vanaf de maan (?), 12 juni 2010. NP=noordpool; Ar=Arabisch Schiereiland; Au=Australië; IO=Indische Oceaan; SO=Stille Oceaan; KZ=Kaspische Zee en Hi=Himalaya. Instrument: Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC). Resolutie: 3,7 kilometer.Satelliet: Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), in een baan rond de maan op ongeveer 50 kilometer hoogte. (Bron: NASA/GSFC/Arizona State University [6]; URL http://wms.lroc.asu.edu/lroc_browse/view/E130954785).

2. Noord- en Zuid-Amerika vanaf de maan (?), 9 augustus 2010, 17.22 UTC. Instrument: LROC. Resolutie: 3,5 kilometer. Satelliet: LRO. (Bron: NASA/GSFC/Arizona State University [6]; URL http://wms.lroc.asu.edu/lroc_browse/view/ E136013771).

De maan?
De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA en de Arizona State University, waarvan de foto afkomstig is, weten het antwoord [6]: we zien de aarde op het satellietbeeld vanaf de maan, de moeder aller satellieten! De afstand vanwaaruit wordt waargenomen, bedraagt daardoor 360 tot 405 duizend kilometer, afhankelijk van de positie van de maan in zijn baan; dat is dus aanzienlijk meer dan de 36 duizend kilometer van de weersatellieten boven de evenaar.
Hoe komt die camera of een ander instrument dat gebruikt is om de aarde in beeld te brengen, op de maan terecht? Op zoek naar een antwoord blijkt dat de claim van de maan als waarnemingspositie niet helemaal gerechtvaardigd is. De Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) waarmee de foto is gemaakt, is opgesteld op, de naam zegt et al, de Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Deze satelliet legt elke twee uur een volledige omwenteling af rond de maan op ongeveer 50 kilometer hoogte boven het maanoppervlak; de genoemde afstand van de camera tot de aarde klopt dus wel ongeveer. Vanaf deze positie verzamelen de diverse instrumenten op de satelliet gegevens over het maanoppervlak ter voorbereiding van een toekomstige bemande ruimtevaartmissie naar de maan. Een van de instrumenten is de LROC, die het oppervlak gedetailleerd in kaart moet brengen, bijvoorbeeld om voor zo'n missie een veilige landingsplaats te kunnen vinden.

De aarde?
Dan blijft er nog één vraag over. Waarom zou je, gezien de overvloed van gegevens van de veel dichterbij staande operationele weersatellieten, de aarde vanaf de verafgelegen maan willen fotograferen? Daar blijkt in dit speciale geval een goede reden voor. De camera's van de satelliet moeten namelijk geregeld worden geijkt om de beelden op de juiste wijze te kunnen interpreteren. Die ijking kan het best worden uitgevoerd met een helder voorwerp op een donkere achtergrond. Voor een camera op een satelliet in een baan op 50 kilometer hoogte rond de maan is de aarde daarvoor het meest geëigende waarneemobject.
De LROC-foto is samengesteld uit verschillende, gekalibreerde opnamen. De maan stond in de periode van de opnamen op ruim 370 duizend kilometer van de aarde. De resolutie bedraagt ongeveer 3,7 kilometer. Het middelpunt van de foto is 25°N, 114°O, een positie op enkele honderden kilometers ten noorden van Hong Kong. In het noordpoolgebied was het op 12 juni 2010, de dag van de opname, helder weer, zodat het ijs op de Noordelijke IJszee en de stroken met open water daartussenin goed te zien zijn. Ook zijn bijvoorbeeld het Midden-Oosten, Australië en de Kaspische Zee gemakkelijk terug te vinden door de (gedeeltelijke) afwezigheid van bewolking. Onderaan de foto ontbreekt een stuk van de aarde, doordat de berekeningen over hoe lang de aarde in beeld zou zijn niet helemaal klopten.

Amerika
Een waarnemer op de naar de aarde toegekeerde kant van de maan heeft een ononderbroken uitzicht op onze planeet. De aarde komt niet op en gaat niet onder. Ze heeft een schitterende blauwe tint en is als ze ginds aan de hemel staat, bovendien vier maal zo groot als de maan gezien vanaf de aarde. De verschillende delen van de aarde komen langs. Zo waren tijdens een volgende kalibratie Noord- en Midden-Amerika zichtbaar bij zeer weinig bewolking (figuur 2). Opnieuw wijkt het gezichtsveld wat af van wat we bij een satelliet recht boven de evenaar mogen verwachten. Het middelpunt van de foto ligt op 15°N, 94°W, ergens in de Golf van Tehuantepec, ten zuiden van West-Mexico. Hierdoor kunnen we verschijnselen op hogere breedte, zoals de krul van een depressie tussen Ierland en IJsland, veel beter zien dan op het operationele satellietbeeld van ongeveer hetzelfde tijdstip van de GOES-satelliet boven de evenaar.

Links:
[1] METEOSAT-bolletjes zijn onder ander te vinden op:
http://oiswww.eumetsat.org/IPPS/html/MSG/IMAGERY/VIS006/BW/FULLDISC/index.htm,
http://www.metoffice.gov.uk/satpics/disc_eur.html en
http://www.dmi.dk/dmi/index/danmark/satellit/msg_fuldklode_animation
[2] GOES-west-bolletjes zijn onder ander te vinden op:
http://www.goes.noaa.gov/FULLDISK/GWIR.JPG en http://www.ssec.wisc.edu/data/west/latest_westirhem.jpg
[3] GOES-east-bolletjes zijn onder ander te vinden op:
http://www.goes.noaa.gov/FULLDISK/GEIR.JPG en http://www.ssec.wisc.edu/data/east/latest_eastirhem.jpg
[4] GMS-bolletjes zijn onder ander te vinden op:
http://www.bom.gov.au/products/IDX1374.shtml en http://www.jma.go.jp/en/gms/
[5] INSAT-bolletjes zijn onder ander te vinden op:
http://www.imd.gov.in/section/satmet/dynamic/insatglobe-ir.htm
[6] NASA/ASU-websites:
http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/multimedia/lroimages/lroc-20100624-earth.html en
http://lroc.sese.asu.edu/news/index.php?/archives/249-The-Earth-from-the-Moon.html

1. De aarde vanaf de maan (?), 12 juni 2010. De afbeelding is zo gedraaid, dat de noorpool zich boven bevindt.
Met figuur 1 vergelijkbaar METEOSAT-beeld, 12 juni 2010.
2. Noord- en Zuid-Amerika vanaf de maan (?), 9 augustus 2010.
Met figuur 1 vergelijkbaar GOES-beeld, 9 augustus 2010.