Lavastetut laukaukset
Itse asiassa useimmiten aurinkokuntaa tutkivat avaruusalukset ottavat mustavalkoisia kuvia - tällaiset kamerat ovat yksinkertaisempia, luotettavampia ja halvempia. Värikuvan saamiseksi roverit tai anturit ottavat kolme mustavalkoista kehystä: punaisen, vihreän ja sinisen suodattimen läpi ja muodostavat niistä sitten värikuvan. Muuten, näin suuri valokuvauksen harrastaja ja keksijä Sergei Prokudin-Gorsky sai 1900-luvun alussa maailman ensimmäiset värivalokuvat. Hänen kamerassaan oli kolme linssiä, jotka ottivat samanaikaisesti kolme mustavalkokuvaa suodattimien läpi, ja värikuva "syntetisoitiin" sen jälkeen projektorissa.
Huolimatta "ympyrän" tuotantomenetelmästä, tällä tavalla saadut värikuvat toistavat todelliset värit melko hyvin. Joten mistä se tulee sininen auringonlasku Marsissa?
Fysiikka ja pöly
Tosiasia on, että Marsin ja Maan ilmapiirit ovat hyvin erilaisia. Marsissa se on huomattavasti vähemmän tiheä ja erittäin pölyinen. Pöly sisältää hyvin pieniä hiukkasia, joiden koko on verrattavissa valon aallonpituuteen. Päivän aikana pienimmät pölyhiukkaset imevät auringonvalon spektrin sinisen osan ja Marsin taivaalla on sama punertava sävy kuin sen koko pinta. Kun aurinko laskee, valon polku planeetan ilmakehässä pitenee ja toinen vaikutus tulee hallitsevaksi - Rayleighin valonsironta. Samaan aikaan sininen valo siroutuu voimakkaammin Marsin ilmakehään. Tästä syystä näemme sinisen hehkun laskevan auringon ympärillä Marsissa.
Tyypillinen Marsin auringonlasku. Kuva: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Damia Bouch
Muut taivas
Mars on sisällä eliittiklubi neljästä ilmakehän taivaankappaleesta, joiden pinnan ja taivaan pystyimme näkemään värillisenä. Klubin kaksi muuta jäsentä ovat Venus ja Titan sekä tietysti maapallomme.
1. maaliskuuta 1983 Venera-13-luotain laskeutui Venuksen pinnalle, joka pystyi toimimaan 456 celsiusasteen lämpötilassa ja 92 ilmakehän paineessa 127 minuuttia. Epäonninen Venus ei ollut ensimmäinen avaruusalus, joka palautti kuvia lähimmän naapurin pinnalta aurinkokunnassa, mutta se oli ensimmäinen värikuva. Laskeutumisajoneuvossa oli kaksi "väri" telefotometristä kameraa TFZL-077. He saivat kuvan ottamalla kuvia kolmen värisuodattimen - sinisen, vihreän ja punaisen - läpi.
Vertailuväriasteikko oli Venera-13-panoraamakameroiden näkökentässä. Saatuaan syntetisoidut värikuvat maanpäälliset tutkijat pystyivät korjaamaan ne tässä mittakaavassa. Ammunta kohteena oli planeetan pinta, mutta kellastuva taivas näkyy panoraamien kulmissa. Neljä päivää myöhemmin, 5. maaliskuuta, otettiin värikuvia Venera-13-varastolla, Venera-14-laitteella, joka työskenteli pinnalla vain 57 minuuttia. Venuksen kelta-vihreä väri johtuu myös Rayleigh-sironnasta. Planeettojen ilmakehän infrapunaspektroskopian laboratorion apulaisjohtajan mukaan korkea resoluutio MIPT Alexandra Rodina, tämä väri johtuu ensinnäkin lisääntynyt tiheys Venuksen ilmakehään ja toiseksi suuren määrän rikkihappoa siinä.
Taivaan sirpaleita näkyy Venuksen pinnan reunoilla. Kuva: IKI RAS
Seuraavan taivaankappaleen "värillinen" valloitus ilmakehän kanssa joutui odottamaan yli kymmenen vuotta. 14. tammikuuta 2005 perustettu Euroopassa avaruusvirasto(ESA) NASAn Cassini-luotaimen Saturnus-järjestelmään tuoma Huygens-laskeutuja on laskeutunut pinnalle suurin satelliitti Saturnus, Titan.
Pitkä aika pidettiin eniten iso satelliitti Aurinkokunnassa, mutta Voyager-tutkimukset 1980-luvulla osoittivat, että Titan näyttää suuremmalta kuin se on johtuen tiheästä metaaniilmakehästä, jota luultiin kuun pinnaksi. Mutta jopa ilman ilmakehää, tämä on melko suuri taivaankappale: satelliittien joukossa vain Jupiterin Ganymede ohittaa sen. Titan ei ole vain Kuumme suurempi, vaan myös Merkurius ja Pluto.
Huygens työskenteli 147 minuuttia laskuvarjon aikana ja lähetti signaaleja pinnalta vielä 72 minuuttia, kun hän onnistui lähettämään 700 megatavua tietoa Maahan, mukaan lukien 350 kuvaa, joista osa oli värillisiä.
Valokuvissa Titan näyttää elottomalta, mutta melko rauhalliselta. Itse asiassa ihminen ei olisi kestänyt siellä edes muutamaa sekuntia. Kuva: NASA/JPL/ESA/Arizonan yliopisto
Avaruusaluksen kamerat tallensivat satelliitin keltaruskean jäätyneiden hiilivetyjen pinnan, joka oli juuri pesty metaanisateessa (Titanin ilmasto ei ole kovin hyvä). Saturnuksen kuun taivas on myös kellanruskea, ja itse satelliitti on kuvissa kelta-vihreä. Ja täällä taas sama sironta "toimii", vain muihin kaasuihin.
Sen jälkeen, kun tähtitieteilijät valokuvasivat Titanin maiseman, aurinkokunnassa ei ollut jäljellä "ilmakehän" esineitä, joissa oli värillinen taivas (jättiläisiä planeettoja, jotka koostuvat kaasusta ja nesteestä, ei lasketa). Kaikille muille taivaankappaleet aurinkokunta, Merkuriuksesta Plutoon, taivas on musta - jopa mustavalkoisena, jopa värikuvauksessa. Ei ole merkittävää ilmapiiriä, ja siksi haihtuu auringonvalo ei mihinkään.
Tieteiselokuvissa näemme muita maailmoja, joissa on taivas, joka näyttää olevan kaikissa sateenkaaren väreissä. Mutta tiedemiehet eivät vieläkään pysty vastaamaan kysymykseen, minkä värinen taivas voi todella olla aurinkokunnan ulkopuolisilla planeetoilla (ns. eksoplaneetoilla). Voimme vain arvailla, millaisia ilmakehyksiä näillä planeetoilla on: nykyään on löydetty yli kolme tuhatta eksoplaneettaa, ja suurin osa niistä on tähtijärjestelmät, jotka eivät ole lainkaan samanlaisia kuin aurinko. Ja näitä planeettoja valaisevien tähtien valo ei välttämättä ole sama kuin Auringon valo: punaisilla kääpiöillä, sinisillä jättiläisillä, valkoisilla jättiläisillä ja jopa melkein purppuraisilla (näkyvällä alueella) ruskeilla kääpiöillä voi olla planeettoja.
koska maan ilmakehä hajottaa parhaiten valoa sinisessä spektrissä.
Muilla avaruusobjekteja ilmakehän koostumukset eroavat maan ilmakehästä tai niitä ei ole ollenkaan, joten taivas muilla planeetoilla on merkittävästi erilainen. Käytössä Kuu, Merkurius ja Pluto ei ole tunnelmaa. Eikä mikään hajota valonsäteitä. Siksi taivas näillä taivaankappaleilla on musta ja tähdet siellä ovat erittäin kirkkaita.
Käytössä Venus siellä on ilmapiiri, eikä se hajota vihreitä ja sinisiä säteitä. Siksi taivas Venuksella keltainen väri, on harmaasävy lähellä horisonttia ja oranssi zeniitissä.
Marsin taivas on kelta-oranssi. Tämä johtuu siitä, että planeetan ilmakehässä on paljon punaista pölyä. Auringonlaskun ja auringonnousun aikana taivas Marsissa väri pinkki, ja horisontissa se muuttuu violetista siniseksi.
taivaan väri Saturnus aivan kuin maan päällä sininen väri. Ja aivan kuten meillä, ilmapiiri ei hajota auringonvalon punaista osaa.
Taivas uraani on akvamariinin värinen. Syynä tähän on planeetan ilmakehän koostumus. Se koostuu pääasiassa vedystä, heliumista ja pienestä osasta metaania. Tunnelma heijastaa siniset ja vihreät säteet ja imee punaiset, mikä luo taivaan kauniin värin.
Käytössä Neptunus taivas sinisen väristä. Tämä johtuu siitä, että ilmapiiri hallitsee suuri määrä metaanikaasua, joka absorboi voimakkaasti punaisen spektrin.
kaasu jättiläinen - Jupiter. Planeetan ilmakehä koostuu jatkuvista tiheistä pilvistä. Ja pilvien väri vaihtelee korkeuden mukaan: ylemmät ovat punaisia, sitten valkoisia ja ruskeita ja alimmat ovat sinisiä.
Kaikki tietävät, miltä aurinko näyttää maan pinnalta. Riittää, kun katsot taivaalle ja näet loistavan kiekon, joka sijaitsee 149,6 miljoonan kilometrin etäisyydellä meistä. On hieman vaikeampaa kuvitella, miltä aurinko näyttää muilta aurinkokunnan planeetoilta. Taiteilijoiden teokset ja valokuvat auttavat niitä, joilla oma mielikuvitus ei riitä. Niissä näet auringon sellaisena kuin se näkyy aurinkokunnan seitsemän planeetan ja "kääpiö" Pluton taivaalla.
Merkurius
Mariner 10 on ensimmäinen avaruusalus joka saavutti Merkuriuksen (1975-1976). David Seal | NAS
Venus
Aurinkokunnan toinen planeetta on 108 miljoonan kilometrin päässä auringosta. Jos katsot aurinkoa Venuksen ilmakehän rikkihappopilvien alta, tähti näyttää hämärältä valopilviltä. Aurinko Venuksella näyttää olevan 50 % suurempi kuin maan päällä.
Magellan (USA) – planeettojenvälinen asema, joka teki ensimmäistä kertaa yksityiskohtaisen tutkakartoituksen Venuksesta ja jatkoi Venera-laitteiden (neuvostoliitto) 6 vuotta aiemmin aloittamaa tutkimusta. David Seal | NASA
Mars
Punaisen planeetan pölyisellä taivaalla aurinko näyttää paljon pienemmältä kuin maan päällä. Mars sijaitsee 227,9 miljoonan kilometrin päässä Auringosta - 1,5 kertaa kauempana tähdestä kuin planeettamme. Auringonlaskut Marsilla.
Auringonlasku Marsissa. NASA
Jupiter
Näkymä auringosta Europalta, yhdeltä Jupiterin kuiilta. Jupiter on 778,5 miljoonan kilometrin päässä Auringosta, mikä on 5 kertaa Maan ja "emätähtemme" välinen etäisyys. Euroopalla aurinko näyttää olevan viisi kertaa pienempi kuin maan päällä. Kuvassa Jupiter peittää tähden levyllään.
NASA/JPL-Caltech
Saturnus
Uranus
Uranus on seitsemäs planeetta Auringosta, 19 kertaa kauempana tähdestä kuin Maa.
Voyager 2 on ensimmäinen ja ainoa avaruusalus, joka on saavuttanut Uranuksen (1986). David Seal | NASA
Neptunus
Ihailkaamme aurinkoa Tritonista, yhdestä Neptunuksen kuista. Neptunus on aurinkokunnan kaukaisin planeetta. Tritonin voimakkaan kryogeysirin sylkemät pöly- ja kaasupilvet ylittävät osittain pienen Auringon, joka on 30 kertaa pienempi kuin maan päällä.
17:09 04/12/2016👁 1 695
Auringonlasku Gusevissa. Kuva Mars-kulkijasta "Spirit"
Astrofyysikko Santiago Pérez-Hoyos Marsin ilmakehästä, Purkinje-ilmiöstä ja Marsin taivaan värin havaitsemisesta ihmissilmällä.
AT Tämä hetki Valokuvia on monia, mutta kaikki eivät anna meidän arvioida taivaan väriä tämän perusteella. Monissa niistä on liian korkea valkotasapaino, joten näkökykymme ei anna meidän erottaa näiden valokuvien kontrasteja. Onneksi niitä on melkoisesti mielenkiintoinen tutkimus, jossa tutkijat yrittävät erottaa värejä Marsin taivaalla ja selittää niitä fysikaalisilla laeilla.
Osana Mars Exploration Rover -ohjelmaa NASAn tutkijat toimittivat punaiselle planeetalle ja Bell III:n. Ne oli varustettu Pancam Instrumentin panoraamakameroilla. Tutkijat ovat saaneet radiometrisesti kalibroituja kuvia, joiden avulla voidaan määrittää taivaan väri. Kuvatiedot on muunnettu muotoon fyysisiä määriä(vuo ja säteily) ottaen huomioon kameran ja suodattimien spektriherkkyys, Marsin pinnan saavuttava auringonsäteily ja muut tekijät. Spirit ja Oppotunity kuvasivat sinimustaa ja musta taivas niissä kerroksissa, joissa ei ole pölyä. kuitenkin suurin osa aikaa Marsin ilmakehässä on paljon pölyä, joten useimmiten taivas on eri värinen.
Taivaan väri Marsissa riippuu siitä, miten auringonsäteily siroaa suorasta valonsäteestä ja valaisee pintaa ja kuinka ilmakehän molekyylit ja hiukkaset absorboivat sironneet säteet. Esimerkiksi, jos ei olisi ilmapiiriä, kuten , niin se olisi tumma taivas ja valkoinen. Taivas on sininen Rayleigh-sironta, jonka ansiosta molekyylit, joiden säde on pienempi kuin säteilyn aallonpituus (noin 1/10), siroavat paremmin lyhyemmillä aallonpituuksilla. Tässä tapauksessa sirontapoikkileikkaus on kääntäen verrannollinen aallonpituuden neljänteen potenssiin.
Marsin ilmakehä on paljon ohuempi, joten molekyylien sironta on vähemmän tehokasta. Marsin pölyllä voi olla sama rooli kuin ilmamolekyylillä maan päällä, jotka hajottavat lyhyitä valon aallonpituuksia ja myötävaikuttavat sen muodostumiseen. sinitaivas ja punainen auringonlasku maan päällä. Marsissa se toimisi samoin, jos hiukkaset sirottavat valoa ilman absorptiota. Marsin pölyssä on kuitenkin runsaasti sinistä absorboivaa rautaoksidia, joka tuottaa käänteinen vaikutus ja yksinkertaisesti kääntää lyhyet valon aallonpituudet pois säteilyvirrasta.
Korkealla Victoria-kraatterin reunalla sijaitseva Opportunity-mönkijä kurkisti kaukaisuuteen kuukauden ajan vuonna 2007, ja täällä voit nähdä, kuinka Marsin ilma muuttui yhä läpinäkymättömämmäksi pölymyrskyn seurauksena.
Roverit ottivat kuvia "tummasta kellertävänruskeasta" taivaasta tyypillisessä tilanteessa, jossa Marsin ilmakehään jää paljon pölyä. Mutta koska pöly saa joskus taivaan näyttämään sinisemmältä (valonsironta) tai punaisemmalta (valon absorption vuoksi), tässä tarvitaan syvempää ymmärrystä. Kurt Ehlers ja hänen kollegansa ovat tehneet tutkimuksen, jota kaikki ilmakehän optiikkaan perehtyneet arvostavat. Ehlers ja kollegat tarkastelivat mikronikokoisen pölyn monimutkaista sinistä valoa absorboivaa vaikutusta ja osoittivat, että punoitus on hieman tehokkaampaa ja johtaa kellertävän ruskeaan taivaan "pölyisissä tilanteissa". Lisäksi pidemmät aallonpituudet (punainen) ja lyhyemmät aallonpituudet (sininen) hajoavat hyvin eri tavalla tuottaen mielenkiintoisia vaikutuksia, kuten sinisen hehkun, joka seuraa Aurinkoa matkalla Marsin taivaalle.
Tämän tutkimuksen mukaan taivas on väriltään kellertävänruskea, ja Aurinko hehkuu sinisenä ja näkyy erityisesti auringonlaskun aikaan. Mutta se on monimutkaisempi kuin voit kuvitella. Koska Mars on 1,5 etäisyydellä Auringosta, valon määrä pinnalla on puolet Maan valosta. Riittämättömän valon vuoksi silmämme vaihtavat herkkyyttä siniseen valoon, koska siirrymme väriherkkien kartioiden käytöstä ei-väriherkkiin sauvojen käyttöön. Tätä kutsutaan Purkinje-efektiksi. Joten ensimmäinen astronautti, joka laskeutui Marsiin, kuvailee taivasta todennäköisesti sinisemmäksi kuin voisi odottaa.
Materiaalien perusteella
