Bilder från rymden, publicerade på NASA: s webbplats och andra rymdorganisationer, lockar ofta uppmärksamheten hos dem som tvivlar på deras äkthet - kritiker hittar spår av redigering, retuschering eller manipulation av färg i bilderna. Detta har varit fallet sedan "månkonspirationen" började, och nu har bilderna tagits inte bara av amerikaner utan också av européer, japaner och indianer misstänkt. Vi föreslår att förstå varför rymdbilder alls bearbetas och om de trots detta kan betraktas som äkta.
För att korrekt kunna bedöma kvaliteten på satellitbilder som vi ser på webben är det nödvändigt att ta hänsyn till två viktiga faktorer. Den ena är relaterad till interaktionen mellan myndigheter och allmänheten, den andra dikteras av fysiska lagar.
Public relations
Rymdbilder är ett av de mest effektiva sätten att popularisera forskningsuppdrag i nära och djupt utrymme. Men inte all personal står omedelbart till förfogande för media.
Bilder som erhålls från rymden kan grovt delas in i tre grupper: "rå" (rå), vetenskaplig och allmän. Rå eller originalfiler från rymdfarkoster är ibland tillgängliga för alla och ibland inte. Till exempel publiceras bilder tagna av Curiosity and Opportunity Rovers eller Saturnus satellit Cassini i nära realtid så att vem som helst kan se dem samtidigt som forskare som studerar Mars eller Saturnus. Rå bilder från jorden från ISS laddas upp till en separat NASA-server. Astronauter översvämmar dem med tusentals, och ingen har tid att förbehandla dem. Det enda som läggs till dem på jorden är geo-referenser för att underlätta sökning.
När det gäller Messenger, New Horizons eller Dawn är det annorlunda. Råbilder som erhållits från dessa enheter publiceras inte omedelbart efter mottagandet utan släpps med en fördröjning på veckor, månader eller till och med år. Detta är nödvändigt så att forskare som arbetar med relevanta projekt säkert kan analysera data och, i händelse av upptäckter, först rapportera dem vid konferenser.
Filer med vetenskaplig personal har ofta ett specifikt format som endast specialprogram eller applikationer förstår. Sådana filer innehåller en stor mängd information om fotograferingsförhållandena (tid, rymdfarkostens position, motivets position, ljusvinkel, fotograferingsegenskaper etc.). Denna information, utan att klassificeras, är så ointressant för de flesta astronautiska entusiaster att den vanligtvis publiceras på platser som är lämpliga för forskare, men skrämmer bort utomstående med ett komplext gränssnitt. Sådana webbplatser eller FTP-servrar i det offentliga området är NASA PDS, ESA PSA, JAXA-arkiv. Till och med Kina publicerade bilder från månen på webbplatsen för dess vetenskapsakademi (vars server kraschar regelbundet). När den tidigare ryska meteorologiska satelliten "Electro-L" var engagerad i kartläggning, kunde filmen från den hittas på NTsOMZ-servern;det finns inga bilder från den nya satelliten i allmänhet. Endast preliminära bilder kan ses från fjärranalyssatelliterna, och själva bilderna måste beställas på Roscosmos Geoportal.
Kampanjvideo:
Men vanligtvis kritiseras offentliga bilder som bifogas pressmeddelanden från NASA och andra rymdorganisationer för retuschering, för det är de som i första hand fångar internetanvändarnas öga. Och om du vill kan du hitta mycket där. Och färgmanipulation:
Foto av landningsplattformen för Spirit Rover i det synliga ljusområdet och med fångsten av det nära infraröda.
Och lägg på flera bilder:
Jorden stiger över Comptons månkrater.
Och manipulationer med klippta bilder (kopiera och klistra in):
Kopiera och klistra in spår på en sammansatt bild av jorden.
Och till och med direkt retuschering, med att skriva över vissa delar av bilden. NASAs motivation när det gäller alla dessa manipulationer är så enkel att inte alla är redo att tro det: det är vackrare.
Men sanningen är att den bottenlösa svartheten i rymden ser mer imponerande ut när den inte störs av skräp på linsen och laddade partiklar på filmen. En färgram är faktiskt mer attraktiv än svartvitt. Ett panoramaskott är bättre än ett skott. Samtidigt är det viktigt att när det gäller NASA kan du nästan alltid hitta källramarna och jämföra varandra. Till exempel originalversionen (AS17-134-20384) och den "utskrivbara" versionen (GPN-2000-001137) av denna bild från Apollo 17, som citeras som nästan det huvudsakliga beviset för månfotoretouchering:
Ett av filmerna från Apollo 17-uppdraget.
En markerad version av originalbilden.
En markerad version av den publicerade bilden.
Eller hitta "selfie stick" av rover, som "försvann" när du skapar sitt självporträtt:
Nyfikenhet ögonblicksbild daterad 14 januari 2015, sol 868.
Fysik för digital fotografering
Vanligtvis överväger de som skyller rymdorganisationer för att manipulera färg, använda filter eller publicera svartvita fotografier "i denna digitala tidsålder" de fysiska processerna för digital bildbehandling. De tror att om en smartphone eller kamera omedelbart ger färgramar, borde rymdfarkosten vara desto mer kapabel till detta, och de vet inte ens vilka komplexa operationer som är nödvändiga för att en färgbild omedelbart ska träffa skärmen.
Låt oss förklara teorin för digital fotografering: matrisen till en digital apparat är i själva verket ett solbatteri. Det finns ljus - det finns ström, inget ljus - ingen ström. Endast matrisen är inte ett enda batteri, utan många små batterier - pixlar, från vilka var och en av strömmen läses separat. Optik fokuserar ljus på en fotomatris och elektronik läser intensiteten av energifrigörelsen från varje pixel. Från de erhållna uppgifterna är en bild konstruerad i gråtoner - från noll ström i mörkret till maximalt i ljuset, det vill säga vid utgången visar det sig vara svartvitt. För att göra det färgat måste du använda färgfilter. Det visar sig, konstigt nog, att färgfilter finns i varje smartphone och varje digitalkamera från närmaste butik! (För vissa är denna information trivial, men enligt författarens erfarenhet kommer det för många att visa sig vara nyheter.) När det gäller konventionell fotografisk utrustning används en alternering av röda, gröna och blå filter, som alternerande läggs på individuella pixlar i matrisen - detta är det så kallade Bayer-filtret.
Ett lagerfilter är halvgrönt, medan rött och blått är en fjärdedel av området.
NASA har inte till uppgift att leverera vackra fotografier för pressmeddelanden och media. Rymdfarkoster är främst tekniska eller vetenskapliga instrument som hjälper till att kontrollera dessa rymdfarkoster eller få information om rymden. Vi har redan pratat om detta i detalj i artikeln "Hur planeterna undersöks med hjälp av ljus."
Här kommer vi att upprepa: navigeringskameror producerar svarta och vita bilder eftersom sådana filer väger mindre, och också för att färg helt enkelt inte behövs där. Vetenskapliga kameror kan extrahera mer information om rymden än det mänskliga ögat kan uppfatta, och därför används ett bredare utbud av färgfilter för dem:
Matris och filtertrumma för OSIRIS instrument på Rosetta.
Användningen av ett nära-infrarött filter, som inte är synligt för ögat, istället för rött, ledde till att Mars rodnade i många ramar som gick till media. Inte alla förklaringar om det infraröda området trycktes om, vilket gav upphov till en separat diskussion, som vi också diskuterade i materialet "Vilken färg är Mars".
Curiosity-roveren har dock ett Bayer-filter som gör det möjligt att fotografera i en färg som är bekant för våra ögon, även om en separat uppsättning färgfilter också ingår i kameran.
Att använda separata filter är bekvämare när det gäller att välja de ljusintervall där du vill titta på objektet. Men om det här objektet rör sig snabbt, ändras dess position i bilderna i olika intervall. På Electro-L-filmerna märktes detta på de snabba molnen, som hade tid att röra sig på några sekunder medan satelliten bytte filter. På Mars hände en liknande sak när man sköt solnedgångar från Spirit och Opportunity Rover - de har inte ett Bayer-filter:
Solnedgång, filmad av "Spirit" i 489 sol. Överlagringsbilder som tagits med filter med 753 535 och 432 nanometer.
På Saturnus har Cassini liknande svårigheter:
Saturnusmånarna Titan (bak) och Rhea (fram) i Cassini-bilder.
Vid Lagrange-punkten möter DSCOVR samma situation:
Måntransit över jordens skiva i DSCOVR-bilden den 16 juli 2015.
För att få ett vackert foto från den här bilden, lämplig för distribution i media, måste du arbeta i en bildredigerare.
Det finns en annan fysisk faktor som inte alla vet om - svartvita bilder har högre upplösning och klarhet jämfört med färg. Dessa är de så kallade pankromatiska bilderna, som inkluderar all ljusinformation som kommer in i kameran utan att filtrera bort några delar av den. Därför skjuter många "långväga" satellitkameror bara i panchrome, vilket för oss betyder svartvita ramar. En sådan LORRI-kamera är installerad på New Horizons, en NAC-kamera på LRO-månens satellit. Faktum är att alla teleskop filmas i panchrome, såvida inte filter används specifikt. ("NASA döljer månens sanna färg" är varifrån den kom.)
En multispektral "färg" -kamera, utrustad med filter och med mycket lägre upplösning, kan anslutas till en panchromatisk kamera. Samtidigt kan dess färgbilder läggas på panchromatiska bilder, vilket resulterar i att vi får högupplösta färgbilder. Denna metod används ofta vid kartläggning av jorden. Om du vet om det kan du i vissa ramar se en typisk gloria som lämnar en suddig färgram:
Pluto i New Horizons-bilder.
Det var genom detta överlägg som den mycket imponerande ramen på jorden ovanför månen skapades, vilket ges ovan som ett exempel på att lägga över olika bilder.
Du måste ofta tillgripa grafikredaktörernas verktyg när du behöver städa upp en ram innan du publicerar. Idén om rymdteknikens oklanderlighet är inte alltid motiverad, så sopor på rymdkameror är en vanlig sak. Till exempel är MAHLI-kameran på Curiosity Rover helt enkelt smutsig, annars kan du inte säga:
En av panoramaerna tagna av Curiosity med Mars Hand Lens Imager (MAHLI) i Sol 1401.
Sorinka i STEREO-B-solteleskopet gav upphov till en separat myt om en främmande rymdstation som ständigt flyger över solens nordpol:
Även i rymden är laddade partiklar inte ovanliga, vilket lämnar sina spår på matrisen i form av enskilda punkter eller ränder. Ju längre exponering, desto fler spår kvarstår "snö" på ramarna, som inte ser särskilt framträdande ut i media, så de försöker också rensa bort den (läs: "photoshop") före publicering:
Därför kan vi säga: ja, NASA "photoshoppade" bilder från rymden. ESA Photoshop. Roscosmos "photoshop". ISRO "photoshop". JAXA "photoshop" … Inte bara "photoshop" är National Space Agency i Zambia. Så om någon inte är nöjd med NASA-bilder kan du alltid använda deras rymdbilder utan några tecken på bearbetning.
Vitaly Egorov
