Какого цвета Марс?

Для начала разберем все основные аргументы сторонников теории «НАСАскрываетцветМарса». Доказательств у них не много, но если их не объяснять, могут возникнуть сомнения даже у человека далекого от конспирологии.
Излюбленный метод конспирологов – это надергать фактов, проигнорировать объяснения и преподнести под своей трактовкой. Поэтому надо лишь показать, насколько манипулятивны все эти теории заговора. Да, я думаю, что инициаторы всех этих разоблачений заговоров прекрасно понимают их абсурдность, но двоечники – это ценный ресурс рунета, который можно конвертировать в трафик и сотни ссылок на свой сайт или канал youtube.

Итак, приступим.
Вся эта история и истерия началась, когда в больших количествах стали приходить фотографии от марсоходов-близнецов Spirit и Opportunity. Кому-то показалось странным, что на Марсе бордовый грунт и бежевое небо, и тут им на глаза попалась официальная фотография, посадочной платформы Spirit.

«Что это?» — ахнули тогда еще американские двоечники, не умеющие читать описания под фото – «Почему эмблема NASA бордовая, а не синяя?».

И правда, почему? Не будет же NASA так глупо палиться: скрывать истинный цвет Марса (обойдем стороной вопрос нафига это вообще нужно), и при этом оставлять цветовые подсказки, что любой конспиролог мог разоблачить заговор.

А ведь всего-то надо было глянуть описание фотографии и узнать, что эти кадры сделаны с использованием не красного фильтра, а инфракрасного. Цветные фотографии на марсоходах-близнецах создавались путем съемки черно-белой камерой через разные цветовые фильтры. Там на каждой камере было семь фильтров с разной длиной волны, немного отличающиеся на правой и левой, среди которых был красный и был инфракрасный.

Подробнее о получении цветных снимков с камер марсоходов: написано давно.

Немного теории: цветной кадр получается, если снимать через три фильтра: красный, зеленый и синий (формат RGB: red, green, blue), а потом три кадра объединить в Photoshop получив один цветной.

В некоторых случаях, NASA использовало не красный фильтр, а инфракрасный. Нужно это было для того, чтобы получать расширенную информацию о свойствах грунта и исследуемых объектов. Ведь фотокамера марсохода – это прежде всего научный прибор и только потом средство для развлечения налогоплательщиков. Так вот панораму, с посадочной платформой Spirit сняли с использованием инфракрасного фильтра. Но при этом платформу Opportunity сняли с использованием красного и в нормальных цветах, что и видно по разнице.

Эмблему NASA не видно, но синяя изолента™ сразу бросается в глаза. Зато если посмотреть на разницу в грунте на этих двух фотографиях, то она не такая уж и существенная. Через инфракрасный она «краснее», но на оригинальной зеленой травы и голубого неба все равно не видать.

Особенность получения цветных снимков через три фильтра вызвала еще одно обвинение NASA в том, что они выкладывают много черно-белых снимков и совсем мало цветных. Во-первых, «мало цветных» это чушь, т.к. еще до Curiosity опубликованы тысячи цветных кадров Spirit и Opportunity, и десятки огромных 360-градусных панорам. Во-вторых, выкладывая сырые черно-белые кадры, сделанные через цветные фильтры, NASA дает всем возможность самостоятельно изготовить цветные снимки Марса. Но конспирологи осваивают Photoshop только до функции Autocolor, которой они «восстанавливают истинный цвет Марса», а тонкости работы с цветовыми каналами им неведомы.

Следующий аргумент адептов учения «марснекрасный» — это некий репортаж BBC о работе специалистов NASA. По сюжету передачи, ученый сидит за рабочим ноутбуком, тут к нему в кабинет входят журналисты, и что-то там спрашивают.

Но конспиролог кричит «Ага!» и тычет в мониторы за спиной ученого, а там не красный Марс и голубое небо. При этом более чем странно выглядит организация заговорщиков глобального масштаба, где журналисты с камерами спокойно разгуливают по кабинетам, заглядывая куда понравится. Но об этом не думают те, кто мечтает поймать NASA на лжи.

Так что же на том мониторе? Там изображен участок Cape Verde кратера Виктория, который исследовал Opportunity.

Ученые NASA используют обработку под земные условия освещения для того, чтобы облегчить определение пород камней, которые встречаются марсоходам. Поскольку глаза геологов привычны к земным условиям, то и изменение цветовой гаммы марсианских снимков производится в ту же сторону. И фотографии эти вовсе не секретные.
Вот мыс Cape St. Mary находящийся по соседству с Cape Verde

А это вообще ядреный Cape St. Vincent.

Или кратер Санта Мария, который Opportunity проезжал в прошлом году

А вот это фото получено с использованием 13 цветных фильтров.

Представляете, что бы было, если б журналисты застукали ученого за редактированием этой фотографии? «NASA скрывает, что марсоходы высадились на радуге!»
Просто в опубликованных фотографиях всегда указывается объяснение типа: It is presented in false color to accentuate differences in surface materials. Или в случае с этой радужной фотографией: The image was taken by the panoramic camera on NASA's Mars Exploration Rover Opportunity using all 13 color filters. Но те, кто всюду видят следы заговора, читать не умеют.

Кроме этого, конспирологи, судя по всему, не знают и о существовании пыли. Иначе не принимали бы за очередное доказательство заговора NASA вот это фото.

Это мемориальный флаг, размещенный в память жертв 9/11 на манипуляторе Opportunity. И внимание привлекает то, что кажется будто он тонирован в красный цвет. Конспирологи думают, что это доказательство использования красного фильтра, хотя это просто рыжая марсианская пыль. Кадр сделан в 2011 году, а если глянуть фотографии, полученные в 2004-м в начале исследовательской операции, за 31 сол (марсианский день), то там чистенький флаг в привычных нам цветах.

Когда появился большой автопортрет Curiosity, там тоже некоторые пытались искать следы заговора.

«Что-то эмблема NASA какая-то серая, а ведь она синяя» только они тоже забывали про пыль. Посадка MSL производилась не с помощью надутых коконов, как у предыдущих марсоходов, а при помощи Sky Crane, так, что он в пыли был уделан с первых секунд на Марсе.

UPD. Применение щетки на поверхность Марса показало ее натуральный цвет

Еще рассказывают некую историю о том, как был получен первый снимок Марса с посадочного аппарата Viking 1.

В книге, авторы которой доказывают, что на Марсе есть жизнь, а NASA это скрывает (Mars: The Living Planet, by B. Di Gregorio, G. Levin and P. Straat, Frog Ltd, Berkeley, 1997) приводится история про обстоятельства получения первого снимка. По их свидетельствам, в JPL собрали журналистов, всюду расставили цветные телевизоры и, получив снимок с Марса сразу вывели его на экраны. На снимке якобы было голубое небо и зеленые пятна на камнях. После этого, как гласит описание в книге, специалисты NASA забегали от монитора к монитору, выкручивая их цветовую настройку так, чтобы фотография Марса оказалась в красных цветах. Проверить достоверность этого рассказа сейчас уже нельзя, но есть два показательных момента: во-первых, цветной кадр Viking получался так же как и на марсоходах-близнецах – путем объединения трех черно-белых снимков, поэтому не было никакого сигнала с Марса, который надо было бы сразу выводить на мониторы; во-вторых, если на мониторах транслировалось изображение из соседнего кабинета, где произвели цветовое сведение кадра, то не проще ли было заменить его на «красный» и продолжить трансляцию, чем привлекать внимание, занимаясь регулировкой мониторов у всех на глазах?

Благодаря истерии, нагнетаемой конспирологами, многих стал волновать вопрос: так какого же цвета Марс и марсианское небо на самом деле? Давайте разберемся.

Главный виновник рыжего цвета Марса – оксиды железа, или просто ржавчина. Марсианская кора оказалась очень богата на железную руду. К примеру, плато Меридиани, где катается Opportunity просто усыпано гематитом – железными шариками, сформировавшимися в неглубоких водоемах или грунтовых водах.

Под воздействием воды в окислительной атмосфере железо превращается в ржавчину, которая, как могут знать те, кто работает с металлом, легко становится тонкой мелкодисперсной пылью. А жидкой воды на планете когда-то было много и долго, так что время покраснеть у Марса было. По наблюдениям NASA вся пыль на Марсе обладает магнитными свойствами, т.е. содержит примеси железа.

Марсианские бури разносят пыль даже туда, где железа в грунте не так много. Например, в кратере Гейла, в месте посадки Curiosity реактивные струи посадочного аппарата сдули пыль, и выявилась серая поверхность.

Но в считанные дни, все вернулась к привычной рыжей картине.

Но в целом пейзажи там светлее, чем на плато Миридиани.
Точно так же покрылся пылью и сам марсоход, поэтому рассматривая его цветовые маркеры и корпус, или пытаясь восстановить «истинный цвет», следует учитывать, что на нем лежит рыжая марсианская пыль.

Касаться тонкости цветовой калибровки баланса белого я здесь не хочу. Мы как-то попробовали, но результатами я не доволен и уже привык к «сырым» (raw) цветам Curiosity.

Форматы больше

Скажу лишь, что цветные камеры Curiosity, в отличие от предшественников, имеют стандартный цветной байеровский фильтр на CCD матрице Kodak KAI-2020, поэтому снимают как и обычные зеркальные камеры. Отличие в цветопередаче зависит от настройки баланса белого. Но на Земле корректировки цветового баланса камеры вносились людьми, которые знали, как будет выглядеть тот или иной цвет при той или иной цветовой температуре. На Марсе людей пока не было, поэтому нет никого, кто мог сказать бы «Это цвет правильный» и незначительные вариации цвета имеют место быть. Для сторонников теории, что NASA снимает все через красный фильтр, чтобы скрыть зеленый Марс, поделюсь секретом, что в сырых снимках Curiosity как раз небольшой перегиб в желто-зеленый.

С тем как выглядит Марс из космоса намного проще. У нас есть фотографии «Викинга»

«Хаббла»

Mars Odyssey

Если кто-то не доверяет NASA может глянуть снимки европейского спутника Mars Express

Фото в начале статьи тоже его.

Или прекрасную true-color фотографию европейского спутника Rosetta

(Круглая «подкова» чуть левее и ниже центра — кратер Гейла)

Или даже советского «Марс-5»

Последний спутник MRO снимает в расширенных цветах, поэтому его кадры «истинными» не назовешь, у него светло серый как ультрамарин выглядит, а темно серый как глубокий синий. Но сходить полюбоваться на фото на официальном сайте всем рекомендую.

Upd. Спустя два года, после написания статьи, можно добавить еще Марс от индийского космического аппарата Mars Orbiter:

А вот с марсианской атмосферой и цветом неба интереснее. Если обратиться снова к марсианским снимкам «Хаббла», то на многих из них можно увидеть голубую атмосферную оболочку Марса.

Для конспирологов это является доказательством марсианского заговора, мол вот доказательство голубого марсианского неба. Сторонники такой идеи забывают, что и «Хаббл» и марсоходы управляются одной и той же Лабораторией реактивного движения (JPL) NASA. Поэтому выглядит странно, что те спокойно публикуют компромат на самих себя. Но логика и конспирология никогда не дружили, поэтому продолжим.

Проблема марсианского голубой атмосферы в том, что она слишком тонкая. Атмосфера Марса составляет от 1% до 0,75% атмосферы Земли – сезоны влияют на плотность. Давление на поверхности Марса такое, как на высоте 30-40 км над Землей. Соответственно и небо там должно быть таким же. Когда Феликс Баумгартнер прыгал, все могли видеть какое там было небо ясным днем.

Но и черного неба на Марсе нет. Так в чем же дело? А разгадка в той же марсианской ржавой пыли. Она очень мелкая, сухая, и гравитация там слабее в три раза, благодаря этому пыль может забираться довольно высоко даже когда нет пыльных бурь. На Марсе даже облака бывают трех типов: водяные (из льда), углекислотные (тоже лед) и пылевые.

Благодаря пыли цвет марсианского неба имеет различные оттенки от розового до бежевого, а в бурю и коричневого. Причем в спокойную погоду заметно темнеет к зениту.

(Съемка Viking1 Lander, sol 1742 — пылевая буря)
При этом на закате и восходе возникает уникальный шанс увидеть голубое небо Марса

Цвет неба на Земле зависит от рэлеевского рассеяния. Коротковолновая часть спектра от фиолетового до голубого рассеивается в воздухе, окрашивая наше небо. Когда солнечный свет проходит через более толстый слой воздуха – на закате – рассеянию подвергаются и более длинные волны вплоть до красного, чему мы и обязаны нашим красным закатам. На Земле солнечный свет у горизонта проходит в 38 раз более толстый слой воздуха, чем в зените, и можно представить сопоставимые масштабы и на Марсе. Но там эта толщина только позволяет увидеть синеву в небе, как у нас ясным днем, да и то только вокруг самого диска. А чуть дальше рассеяться успевает только фиолетовая волна.

К сожалению, Curiosity пока не снимал восходов и закатов, но этому есть объяснение. В отличие от предыдущих марсоходов, которые работали на равнине, «любопытный» находится в глубоком кратере. Его окружают горы, за которыми солнце скрывается не успевая потускнеть до того момента, как его можно снимать без солнечного фильтра не опасаясь повредить матрицу камеры чересчур интенсивным светом.

Может быть, опасность такого света и не была бы фатальной, тем более недавно, когда проходила локальная пыльная буря, но NASA перестраховывается и снимает только через «сварочную маску».

(черная точка — это Деймос)

Вот когда Curiosity взберется на гору и сможет взглянуть за пределы кратера, тогда есть надежда увидеть закат или восход в высоком качестве, но ждать этого еще не меньше года.

В заключение хочется сказать, что цвет Марса это почти такой же непостоянный показатель как и на Земле. На Марсе нет океанов и зеленых насаждений, но время года, время суток, погода, геологическое строение окрестных пород сказываются на том, какие цвета будут в той или иной местности в то или иное время. Обвинять NASA в заговоре бессмысленное дело, если бы не оно мы бы сейчас до сих пор рисовали марсиан проплывающих в своих джонках по каналам вдоль рисовых полей. Конечно, была советская исследовательская программа, есть Mars Express, но 90% информации, которой мы знаем о Марсе мы знаем благодаря NASA. И чтобы проверить достоверность их сведений достаточно знать школьный курс физики и уметь читать.

UP.D:
Буквально через три дня после публикации этого поста Curiosity прислал съемку марсианского неба в зените. Съемка за 101 сол, когда марсоход накрыло дальними отголосками пыльной бури. Видимость снизилась с 30 до 10 км, но все равно зенит — темнее. Белый край слева — от близости Солнца.