- Наука и космонавтика
Здравствуйте, уважаемые читатели! Вопрос о том, какого цвета небо на Марсе, продолжает будоражить умы и порождать споры. Многие, видя разные снимки, склонны обвинять ученых в фальсификациях. Давайте разберемся в этом вопросе с научной точки зрения, оставив теории заговора в стороне.
Интернет пестрит противоречивыми мнениями: от строгих научных объяснений до самых невероятных конспирологических теорий. Попробуем восстановить ясную и объективную картину происходящего.
Почему на Земле небо голубое, а закат красный?
Для понимания марсианских явлений полезно вспомнить земные. Почему наше небо имеет голубой оттенок, а на закате окрашивается в багрянец?
1. Явление рассеяния света
Природу голубого цвета неба пытался постичь еще Леонардо да Винчи, но первую физическую теорию предложил британский ученый Джон Рэлей в XIX веке. Согласно его модели, солнечный свет рассеивается в атмосфере неравномерно. Интенсивность рассеяния обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Проще говоря, коротковолновое излучение (синий, голубой, фиолетовый свет) рассеивается гораздо сильнее, чем длинноволновое (красный, оранжевый).
Красные и желтые лучи проходят сквозь атмосферу почти по прямой, а синие и голубые, многократно отражаясь от молекул воздуха и микрочастиц, достигают наших глаз со всех сторон, окрашивая небосвод. Вот наглядная иллюстрация этого процесса:
Позже теория Рэлея была уточнена: рассеяние происходит не только на самих молекулах, но и на флуктуациях плотности воздуха и мельчайших взвешенных частицах. Тем не менее, основной вывод остался верным: небо голубее всего из-за рассеяния коротких волн.
На закате солнечным лучам приходится пробиваться через гораздо более толстый слой атмосферы. Короткие волны рассеиваются и ослабевают в пути, а до наблюдателя в основном доходят длинные волны красной части спектра, окрашивая горизонт.
Марс: история вопроса и «фейковые» снимки
Марс исторически ассоциируется с красным цветом, что породило ожидание увидеть и багровое небо. Когда в 2004 году NASA опубликовало первые цветные снимки с марсохода Spirit, многие обратили внимание на странный, неестественно рыжий цвет эмблемы на аппарате. Это мгновенно породило волну заявлений о фальсификации и «марсианском фотошопе».
Сегодня в сети тысячи снимков Марса, и цветовая гамма на них поразительно разнообразна: от красноватых пустынь с алым небом до пейзажей с почти земным голубым небосводом. Конспирологи, видя эти несоответствия, выдвигают две противоположные версии: либо все съемки — павильонные подделки на Земле, либо NASA намеренно скрывает истинно голубой цвет марсианского неба.
- 1) Все съемки делают на Земле. Никто никуда не летает. Просто где-то ученые схалтурили и забыли наложить фильтр.
- 2) На самом деле на Марсе голубое небо, а нам врут (по разным причинам), лишь бы скрыть правду, и раскрашивают все снимки с помощью фотошопа в красноватый цвет.
Реальность, как часто бывает, прозаичнее и интереснее.
Как на самом деле делают цветные снимки на Марсе
Цифровые камеры марсоходов работают по принципу, схожему с камерами в наших смартфонах. Они используют светофильтры (чаще всего красный, зеленый и синий — модель RGB) и делают не один цветной снимок, а несколько черно-белых изображений через каждый из фильтров. Каждый такой кадр содержит информацию об интенсивности только своего цвета в каждой точке.
Эти отдельные «каналы» передаются на Землю, где их накладывают друг на друга, воссоздавая цветное изображение. Для научных целей используются и другие фильтры, включая инфракрасные и ультрафиолетовые, невидимые глазу. Один и тот же объект может быть снят в разных спектральных диапазонах:
Знаменитый «рыжий» снимок 2004 года был получен с использованием инфракрасного фильтра, что и привело к необычной цветопередаче. Об этом прямо указано в описании на сайте NASA, но детали часто упускаются из виду. Вот ссылка на эту страничку >>
Кроме того, при обработке первых снимков ученые иногда сознательно усиливали красные тона, руководствуясь ожиданием увидеть «классический» красный Марс. Также существуют снимки, специально откалиброванные под «земные» условия — это делается для удобства геологов, которые привыкли анализировать породы в знакомом освещении.
Вот как выглядит разложение обычной фотографии на RGB-каналы в графическом редакторе (слева — итоговое цветное изображение):
Еще один пример разложения на каналы и различные варианты цветокоррекции одного и того же исходного материала:
Почему на Марсе не черное небо? Роль пыли
Часто звучит резонный вопрос: атмосфера Марса очень разрежена, ее плотность у поверхности сравнима с земной на высоте 35 км. На такой высоте у нас небо темно-синее, почти черное. Почему же на Марсе оно не черное?
Во-первых, сравнение не совсем корректно из-за разного состава и поведения атмосфер на больших высотах. Но главный фактор — марсианская пыль.
Пыль, состоящая из оксидов железа (что и придает ей красноватый оттенок), постоянно витает в разреженной атмосфере из-за слабой гравитации и частых бурь. Эти микрочастицы и становятся главными «художниками», определяющими цвет неба.
При обычном, среднем содержании пыли в воздухе работает тот же эффект Рэлея: коротковолновый голубой свет рассеивается сильнее. Поэтому в зените (прямо над головой) небо Марса может иметь темно-синий или серо-голубой оттенок. Однако из-за разреженности атмосферы этот эффект слабее, чем на Земле.
Ближе к горизонту солнечному свету приходится пройти через более толстый слой атмосферы и пыли. Здесь в игру вступают два процесса: рассеяние голубого света и отражение/поглощение света красноватыми частицами пыли. В результате у горизонта небо часто приобретает желтоватые, розовые или светло-красные тона.
Это особенно красиво видно на марсианских закатах, где голубоватая дымка у горизонта сменяется более темным небом выше. Солнце, как и на Земле, выглядит красным.
Подобный эффект можно воспроизвести в домашних условиях. Если в стакан с водой добавить немного молока и посветить через него фонариком, то вблизи источника свет будет голубоватым, а вдали — желтоватым, так как короткие волны рассеются первыми.
Опыт с раствором молока. Справа - источник. Слева цвет желтеет.В редкие периоды, когда пыли в атмосфере очень мало, небо в зените может становиться почти черным с синеватым отливом, а у горизонта — серо-голубым.
Отдельного упоминания заслуживают перламутровые облака Марса, которые образуются из кристаллов углекислотного льда на большой высоте и создают потрясающие оптические эффекты.
Перламутровые облакаИтоги: какого же цвета небо на Марсе?
Подведем главные выводы, основанные на научных данных:
- Основной фон: Чаще всего небо на Марсе имеет серо-желтоватый или охристый оттенок из-за вездесущей железосодержащей пыли.
- В зените: В полдень область неба вокруг Солнца может отливать серо-голубым, а по мере удаления от светила цвет переходит в серый, затем в желтоватый.
- Во время пыльных бурь: При высокой концентрации пыли небо становится насыщенно-рыжим или красно-коричневым.
- В ясную погоду: При малом количестве пыли небо в зените может быть темно-синим, почти черным, а у горизонта — серо-голубым или серо-желтым.
- Особые условия: При определенном соотношении пыли и ледяных кристаллов в атмосфере небо может приобретать голубоватые тона, напоминающие земные.
Важно помнить, что и на Земле небо не имеет одного постоянного цвета. Оно бывает и лазурно-синим, и белесым, и багровым на закате. Марс в этом смысле не исключение — его небо динамично и меняется в зависимости от погодных условий, времени суток и количества пыли.
В завершение — небольшая подборка фотографий, демонстрирующих разнообразие марсианских пейзажей:
Источник - сайт НАСА >>
На этом наш разбор завершен. Будем рады узнать ваше мнение:
- Какой факт о марсианском небе показался вам самым удивительным?
- Остались ли нераскрытые вопросы?
- Какой оттенок марсианского неба вам кажется наиболее красивым или правдоподобным?
Спасибо за внимание! До новых встреч.
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Фото с Марса - фейк? Какой же там цвет неба - красный или голубой? Разбираемся!.