Zdjęcia z kosmosu, publikowane na stronie NASA i innych agencji kosmicznych, często przyciągają uwagę tych, którzy wątpią w ich autentyczność - krytycy znajdują w nich ślady edycji, retuszu czy manipulacji kolorem. Dzieje się tak od początku „spisku księżycowego”, a teraz podejrzane są zdjęcia wykonane nie tylko przez Amerykanów, ale także Europejczyków, Japończyków i Hindusów. Proponujemy zrozumieć, dlaczego obrazy kosmiczne są w ogóle przetwarzane i czy mimo to można je uznać za autentyczne.
Aby poprawnie ocenić jakość zdjęć satelitarnych, które widzimy w sieci, należy wziąć pod uwagę dwa ważne czynniki. Jeden z nich związany jest z naturą interakcji między agencjami a ogółem społeczeństwa, drugi jest podyktowany prawami fizyki.
Public relations
Obrazy kosmiczne to jeden z najskuteczniejszych sposobów popularyzowania pracy misji badawczych w kosmosie bliskim i głębokim. Jednak nie wszyscy pracownicy są od razu do dyspozycji mediów.
Obrazy uzyskane z kosmosu można z grubsza podzielić na trzy grupy: „surowe” (surowe), naukowe i publiczne. Surowe lub oryginalne pliki ze statku kosmicznego są czasami dostępne dla wszystkich, a czasami nie. Na przykład zdjęcia wykonane przez łaziki Curiosity i Opportunity lub satelitę Saturna Cassini są publikowane niemal w czasie rzeczywistym, tak aby każdy mógł je zobaczyć w tym samym czasie, co naukowcy badający Marsa lub Saturna. Surowe zdjęcia Ziemi z ISS są przesyłane na oddzielny serwer NASA. Astronauci wypełniają je tysiącami i nikt nie ma czasu, aby je wstępnie przetworzyć. Jedyne, co jest do nich dodawane na Ziemi, to georeferencje ułatwiające wyszukiwanie.
W przypadku Messengera, New Horizons czy Dawn jest inaczej. Surowe obrazy uzyskane z tych urządzeń nie są publikowane natychmiast po otrzymaniu, ale są publikowane z opóźnieniem tygodni, miesięcy lub nawet lat. Jest to konieczne, aby naukowcy pracujący nad odpowiednimi projektami mogli bezpiecznie analizować dane, aw przypadku jakichkolwiek odkryć, najpierw zgłaszać je na konferencjach.
Pliki z personelem naukowym często mają określony format, który jest zrozumiały tylko dla specjalnych programów lub aplikacji. Takie pliki zawierają dużą ilość informacji o okolicznościach strzelania (czas, pozycja statku kosmicznego, pozycja obiektu, kąt oświetlenia, charakterystyka strzelania itp.). Informacje te, bez sklasyfikowania, są tak nieciekawe dla większości entuzjastów astronautyki, że zwykle są umieszczane w miejscach wygodnych dla naukowców, ale odstraszają osoby postronne za pomocą złożonego interfejsu. Takie witryny lub serwery FTP w domenie publicznej to NASA PDS, ESA PSA, archiwum JAXA. Nawet Chiny zamieściły materiał z Księżyca na stronie internetowej swojej Akademii Nauk (której serwer okresowo się zawiesza). Kiedy poprzedni rosyjski satelita meteorologiczny "Electro-L" zajmował się pomiarami, ramki z niego można było znaleźć na serwerze NTsOMZ;w ogóle nie ma obrazów z nowego satelity w domenie publicznej. Z satelitów teledetekcyjnych można oglądać tylko wstępne obrazy, a same obrazy trzeba będzie zamówić w Geoportalu Roscosmos.
Film promocyjny:
Zwykle jednak publiczne ujęcia dołączane do komunikatów prasowych NASA i innych agencji kosmicznych są krytykowane za retusz, ponieważ to one przede wszystkim przyciągają uwagę internautów. A jeśli chcesz, możesz tam znaleźć wiele rzeczy. I manipulacja kolorami:
Zdjęcie platformy lądowania łazika Spirit w widzialnym zakresie światła oraz z uchwyceniem bliskiej podczerwieni.
I nałóż wiele ujęć:
Ziemia wznosi się nad księżycowym kraterem Compton.
I manipulacje z wyciętymi obrazami (kopiuj i wklej):
Kopiuj i wklej ślady na złożonym obrazie Ziemi.
A nawet bezpośredni retusz z nadpisaniem niektórych części obrazu. Motywacja NASA w przypadku wszystkich tych manipulacji jest tak prosta, że nie wszyscy są gotowi w to uwierzyć: jest piękniejsza.
Ale prawda jest taka, że bezdenna czerń przestrzeni wygląda bardziej imponująco, gdy nie zakłócają jej zanieczyszczenia na soczewce i naładowane cząsteczki na filmie. Kolorowa ramka jest rzeczywiście bardziej atrakcyjna niż czarno-biała. Zdjęcie panoramiczne jest lepsze niż pojedyncze zdjęcie. Jednocześnie ważne jest, że w przypadku NASA prawie zawsze można znaleźć ramki źródłowe i porównać je ze sobą. Na przykład oryginalna wersja (AS17-134-20384) i wersja „do druku” (GPN-2000-001137) tego obrazu z Apollo 17, który jest cytowany jako prawie główny dowód retuszowania zdjęć księżycowych:
Jeden z materiałów filmowych z misji Apollo 17.
Podświetlona wersja oryginalnego obrazu.
Podświetlona wersja opublikowanego obrazu.
Lub znajdź „selfie stick” łazika, który „zniknął” podczas tworzenia autoportretu:
Migawka ciekawości z dnia 14 stycznia 2015 r., Sol 868.
Fizyka fotografii cyfrowej
Zazwyczaj ci, którzy obwiniają agencje kosmiczne za manipulowanie kolorem, używanie filtrów lub publikowanie czarno-białych fotografii „w tej epoce cyfrowej”, nie biorą pod uwagę fizycznych procesów cyfrowego obrazowania. Uważają, że jeśli smartfon lub kamera natychmiast wydziela kolorowe ramki, to statek kosmiczny powinien być do tego bardziej zdolny, a oni nawet nie wiedzą, jakie skomplikowane operacje są potrzebne, aby kolorowy obraz natychmiast trafił na ekran.
Wyjaśnijmy teorię fotografii cyfrowej: matryca aparatu cyfrowego to tak naprawdę bateria słoneczna. Jest światło - jest prąd, brak światła - brak prądu. Tylko matryca to nie pojedyncza bateria, a wiele małych baterii - pikseli, z których każdy osobno odczytuje wyjście prądowe. Optyka skupia światło na matrycy fotograficznej, a elektronika odczytuje intensywność uwalnianej energii przez każdy piksel. Z uzyskanych danych konstruowany jest obraz w odcieniach szarości - od zerowego prądu w ciemności do maksimum w świetle, czyli na wyjściu okazuje się czarno-biały. Aby był kolorowy, musisz zastosować filtry kolorów. Okazuje się, co dziwne, że filtry kolorów są obecne w każdym smartfonie i każdym aparacie cyfrowym z najbliższego sklepu! (Dla niektórych ta informacja jest banalna, ale zgodnie z doświadczeniem autora dla wielu okaże się nowością.) W przypadku konwencjonalnego sprzętu fotograficznego stosuje się naprzemiennie filtry czerwony, zielony i niebieski, które na przemian nakładane są na poszczególne piksele matrycy - jest to tzw. Filtr Bayera.
Filtr Bayera jest w połowie zielony, podczas gdy czerwony i niebieski stanowią jedną czwartą obszaru.
NASA nie ma za zadanie dostarczać pięknych zdjęć do komunikatów prasowych i mediów. Kamery kosmiczne to przede wszystkim instrumenty inżynieryjne lub naukowe, które pomagają kontrolować te statki kosmiczne lub uzyskiwać informacje o kosmosie. Omówiliśmy to już szczegółowo w artykule „Jak bada się planety przy pomocy światła”.
Tutaj powtórzymy: kamery nawigacyjne wytwarzają czarno-białe obrazy, ponieważ takie pliki ważą mniej, a także dlatego, że kolor po prostu nie jest tam potrzebny. Kamery naukowe mogą wydobyć więcej informacji o kosmosie niż ludzkie oko, dlatego stosuje się do nich szerszą gamę filtrów barwnych:
Matryca i bęben filtrujący do instrumentu OSIRIS w Rosetta.
Zastosowanie filtra bliskiej podczerwieni, który nie jest widoczny dla oka, zamiast czerwonego, doprowadziło do zaczerwienienia Marsa w wielu klatkach, które trafiły do mediów. Nie wszystkie wyjaśnienia dotyczące zakresu podczerwieni zostały przedrukowane, co dało początek osobnej dyskusji, którą omówiliśmy również w materiale „Jaki kolor ma Mars”.
Łazik Curiosity ma jednak filtr Bayera, dzięki czemu może fotografować w znanym naszym oczom kolorze, chociaż do aparatu dołączony jest również osobny zestaw filtrów barwnych.
Stosowanie oddzielnych filtrów jest wygodniejsze z punktu widzenia doboru zakresów światła, w jakich chcemy patrzeć na obiekt. Ale jeśli ten obiekt porusza się szybko, to jego pozycja zmienia się na obrazach w różnych zakresach. W kadrze Electro-L było to zauważalne na szybkich chmurach, które miały czas na przemieszczenie się w ciągu kilku sekund, gdy satelita zmieniał filtr. Na Marsie zdarzyło się to podczas fotografowania zachodów słońca z łazika Spirit i Opportunity - nie mają one filtra Bayera:
Sunset, nakręcony przez „Spirit” w 489 sol. Nakładaj zdjęcia wykonane z filtrami przy 753 535 i 432 nanometrach.
Na Saturnie Cassini ma podobne trudności:
Księżyce Saturna Tytan (tył) i Rea (przód) na zdjęciach Cassini.
W punkcie Lagrange DSCOVR napotyka tę samą sytuację:
Księżycowy tranzyt przez dysk Ziemi na obrazie DSCOVR 16 lipca 2015 r.
Aby uzyskać piękne zdjęcie z tego ujęcia, nadające się do dystrybucji w mediach, musisz pracować w edytorze zdjęć.
Jest jeszcze jeden czynnik fizyczny, o którym nie wszyscy wiedzą - czarno-białe obrazy mają wyższą rozdzielczość i wyrazistość w porównaniu z kolorami. Są to tak zwane obrazy panchromatyczne, które obejmują wszystkie informacje o świetle wpadającym do aparatu, bez odfiltrowywania jakichkolwiek jego części. Dlatego wiele kamer satelitarnych dalekiego zasięgu kręci tylko w panchromie, co dla nas oznacza czarno-białe kadry. Taka kamera LORRI jest zainstalowana na New Horizons, kamera NAC na księżycowym satelicie LRO. W rzeczywistości wszystkie teleskopy są filmowane w panchromie, chyba że specjalnie zastosowano filtry. („NASA ukrywa prawdziwy kolor księżyca” to miejsce, z którego pochodzi.)
Do kamery panchromatycznej można podłączyć multispektralną „kolorową” kamerę, wyposażoną w filtry i posiadającą znacznie niższą rozdzielczość. Jednocześnie jego kolorowe obrazy można nałożyć na obrazy panchromatyczne, w wyniku czego otrzymujemy kolorowe obrazy o wysokiej rozdzielczości. Ta metoda jest często stosowana podczas pomiarów Ziemi. Jeśli o tym wiesz, możesz zobaczyć w niektórych ramkach typową aureolę, która pozostawia rozmazaną ramkę kolorów:
Pluton na zdjęciach New Horizons.
To dzięki tej nakładce powstała bardzo imponująca ramka Ziemi nad Księżycem, którą podano powyżej jako przykład nakładania różnych obrazów.
Często trzeba skorzystać z narzędzi edytorów graficznych, gdy trzeba wyczyścić ramkę przed opublikowaniem. Idea nieskazitelności technologii kosmicznej nie zawsze jest uzasadniona, więc śmieci na kamerach kosmicznych to rzecz powszechna. Na przykład kamera MAHLI w łaziku Curiosity jest po prostu brudna, inaczej nie można powiedzieć:
Jedna z panoram wykonanych przez Curiosity za pomocą Mars Hand Lens Imager (MAHLI) w Sol 1401.
Sorinka w teleskopie słonecznym STEREO-B dała początek osobnemu mitowi o obcej stacji kosmicznej nieustannie przelatującej nad północnym biegunem słońca:
Nawet w kosmosie nierzadko występują naładowane cząstki, które pozostawiają swoje ślady na matrycy w postaci oddzielnych punktów lub pasków. Im dłuższa ekspozycja, tym więcej śladów pozostaje, na kadrze pojawia się „śnieg”, który nie wygląda zbyt reprezentacyjnie w mediach, dlatego też starają się go wyczyścić (czytaj: „photoshop”) przed publikacją:
Dlatego możemy powiedzieć: tak, NASA „przerobiła” zdjęcia z kosmosu. Photoshop ESA. Roscosmos „Photoshop”. ISRO „Photoshop”. JAXA „photoshopped” … Nie tylko „photoshopped” to Narodowa Agencja Kosmiczna Zambii. Jeśli więc ktoś nie jest zadowolony z obrazów NASA, zawsze możesz użyć jego obrazów kosmicznych bez żadnych oznak przetwarzania.
Witalij Egorow