Сегодня у нас есть доступ к огромному количеству фотографий Марса, Луны и других космических объектов – достаточно сделать пару запросов в интернете, чтобы получить десятки тысяч снимков. Однако главная проблема заключается в том, что мы не можем полностью доверять своим глазам и первым впечатлениям от этих изображений.
Почему наш мозг нас обманывает?
Всё дело в особенностях человеческого восприятия. Наш мозг постоянно сравнивает объекты с известными эталонами: мы знаем, что средний рост человека составляет около 1,8 метра, и если видим его маленьким, то понимаем, что он находится далеко. Мы примерно представляем высоту столбов, деревьев, домов. Мозг анализирует эти данные, и мы можем ориентироваться в пространстве.
Но стоит убрать привычные ориентиры – и мы мгновенно теряем способность точно определять размеры и расстояния. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим пример из мира хобби – моделирования железных дорог.
Из моего архива
На этом снимке я специально убрал фон, по которому можно было бы сориентироваться. Попробуйте определить реальный размер человечков и паровоза, а также расстояние, с которого была сделана фотография. Скорее всего, у многих это вызовет затруднения.
Этим же приёмом активно пользуются в киноиндустрии при создании декораций, чтобы обмануть зрительское восприятие.
Особенности восприятия марсианских пейзажей
Когда мы смотрим на фотографии Марса, задача становится ещё сложнее – у нас просто нет соответствующего жизненного опыта. Многие люди даже земные пустыни видели только на картинках.
Так на что же мы можем опереться, чтобы понять реальные масштабы?
Во-первых, можно использовать горизонт. На Земле, если человек ростом 1,8 метра стоит на ровной поверхности, горизонт будет находиться от него примерно в 5 километрах (расчёт по формуле D≈√(2Rh)).
Поскольку радиус Марса примерно в два раза меньше земного, то и расстояние до горизонта на Красной планете будет меньше – около 3,5 километров. То есть горизонт оказывается ближе к наблюдателю в 1,4 раза, но наш мозг, не имея опыта, воспринимает его как земной. В результате все объекты вдалеке кажутся нам более удалёнными, чем они есть на самом деле.
Практический способ: следы марсоходов
Как же проверить эти расчёты на практике? Помочь могут сами марсоходы, которые колесят по марсианской поверхности.
Возьмём, к примеру, Curiosity. Диаметр каждого его колеса составляет 20 дюймов. Учитывая, что один дюйм равен 25,4 мм, получаем диаметр колеса 50,8 см или 0,51 метра.
Обратите внимание: Что там, на Марсе? 04.08.21 Curiosity захромал.
Специально для операторов на колесе сделаны прямые засечки с отверстиями.
Не буду углубляться в детали, что в этих отверстиях зашифровано название института с помощью азбуки Морзе – это тема для отдельного разговора.
Воспользуемся простой геометрической формулой для длины окружности: P = 2πR = πD. Подставив наши значения (π ≈ 3,14, D = 0,51 м), получаем P ≈ 1,6 метра. Это значит, что при одном полном обороте колеса (без проскальзывания) марсоход должен проехать примерно 1,6 метра.
Давайте посмотрим на практический пример. Без ориентиров в виде следов оценить расстояния на снимке очень сложно.
Видите следы от крайнего левого колеса? Давайте посчитаем обороты.
На расстоянии примерно пяти метров следы чётко видны. Чуть дальше марсоход корректировал курс, и колеса частично стёрли следы друг друга. Но мы уже можем определить, что это произошло примерно за 6-7 метров до текущей позиции.
Таким образом, в кадр попало около 10-15 метров марсианской поверхности.
Учёт проскальзывания и анализ сложных участков
Конечно, важно учитывать эффект проскальзывания колёс. Поэтому не стоит пытаться точно измерить расстояние по таким снимкам, где следы неявные.
Однако даже здесь можно заметить, что колесо совершило примерно два оборота – разница между следами «с отверстиями» и без них достаточно заметна. Также хорошо видно, как песок свободно проходит через эти отверстия.
Специальные исследования показали, что средний коэффициент проскальзывания для Curiosity составляет около 8,5%. Это значит, что реальное расстояние за один оборот колеса будет не 1,6 метра, а примерно 1,46 метра (после вычета 8,5%).
А теперь предлагаю вам самим попрактиковаться в анализе. Изучите следующий снимок и попробуйте по следам восстановить, как вёл себя марсоход на этом участке, и примерно оценить ширину дюны. Снимок специально приведён в максимальном размере для удобства изучения деталей.
Какие у вас есть варианты и комментарии?
В следующей части мы попробуем работать не только с оценкой расстояний вглубь кадра, но и с определением ширины объектов.
Все неуказанные фотографии взяты с официального ресурса NASA: https://mars.nasa.gov/mars2020/
Спасибо тем, кто ставит лайки и пишет комментарии - я знаю, что работал не зря. И это дает новые идеи.
А потом, я учусь на Ваших вопросах также как и вы. :-)
Если подпишетесь, то Вы всегда будете в курсе новых публикаций!
Если есть чем поделиться или добавить, пишите в комментариях, обязательно отвечу.
Читать дальше >>>>
<<<< Предыдущий
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Как там на Марсе? Размеры, расстояния и следы - 1.