დადგმული კადრები

სინამდვილეში, ყველაზე ხშირად კოსმოსური ხომალდები, რომლებიც იკვლევენ მზის სისტემას, იღებენ შავ-თეთრ სურათებს - ასეთი კამერები უფრო მარტივი, საიმედო და იაფია. ფერადი გამოსახულების მისაღებად, როვერები ან ზონდები იღებენ სამ შავ-თეთრ ჩარჩოს: წითელი, მწვანე და ლურჯი ფილტრების მეშვეობით და შემდეგ ქმნიან მათგან ფერად სურათს. სხვათა შორის, ასე მოიპოვა ფოტოგრაფიის დიდმა ენთუზიასტმა და გამომგონებელმა სერგეი პროკუდინ-გორსკიმ მე-20 საუკუნის დასაწყისში მსოფლიოში პირველი ფერადი ფოტოები. მის კამერას სამი ლინზა ჰქონდა, რომლებიც ერთდროულად იღებდნენ სამ შავ-თეთრ სურათს ფილტრებით, ხოლო ფერადი გამოსახულება „სინთეზირებული“ იყო ამის შემდეგ, პროექტორში.

მიუხედავად წარმოების „მრგვალი“ მეთოდისა, ამ გზით მიღებული ფერადი გამოსახულებები საკმაოდ კარგად ასახავს რეალურ ფერებს. ასე რომ, საიდან მოდის ლურჯი მზის ჩასვლამარსზე?

ფიზიკა და მტვერი

ფაქტია, რომ მარსის და დედამიწის ატმოსფერო ძალიან განსხვავებულია. მარსზე ის შესამჩნევად ნაკლებად მკვრივი და ძალიან მტვრიანია. მტვერი შეიცავს ძალიან წვრილ ნაწილაკებს, რომელთა ზომა შედარებულია სინათლის ტალღის სიგრძესთან. დღის განმავლობაში მტვრის უმცირესი ნაწილაკები შთანთქავს მზის სინათლის სპექტრის ლურჯ ნაწილს და მარსზე ცას ისეთივე მოწითალო ელფერი აქვს, როგორც მთელ მის ზედაპირს. როდესაც მზე ჩადის, გზა, რომელსაც სინათლე გადის პლანეტის ატმოსფეროში, უფრო გრძელი ხდება და სხვა ეფექტი ხდება დომინანტი - რეილის სინათლის გაფანტვა. ამავდროულად, ლურჯი შუქი უფრო ძლიერად იფანტება მარსის ატმოსფეროში. სწორედ ამის გამო ჩვენ ვხედავთ ლურჯ ნათებას მარსზე ჩამავალი მზის გარშემო.

ტიპიური მარსის მზის ჩასვლა. ფოტო: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Damia Bouch

სხვა ცა

მარსი არის ელიტარული კლუბიოთხი ციური სხეული ატმოსფეროთი, რომლის ზედაპირი და ცა ფერადად გვენახა. კლუბის დანარჩენი ორი წევრია ვენერა და ტიტანი და, რა თქმა უნდა, ჩვენი დედამიწა.

1983 წლის 1 მარტს ვენერას ზედაპირზე დაეშვა ზონდი Venera-13, რომელმაც შეძლო მუშაობა 456 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე და 92 ატმოსფერო წნევაზე 127 წუთის განმავლობაში. უიღბლო ვენერა არ იყო პირველი კოსმოსური ხომალდი, რომელმაც დააბრუნა სურათები მზის სისტემის ჩვენი უახლოესი მეზობლის ზედაპირიდან, მაგრამ ეს იყო პირველი ფერადი გამოსახულება. დაშვების მანქანას ჰქონდა ორი „ფერადი“ ტელეფოტომეტრიული კამერა TFZL-077. მათ გამოსახულება მიიღეს სამი ფერის ფილტრის საშუალებით - ლურჯი, მწვანე და წითელი.

საცნობარო ფერის მასშტაბი იყო Venera-13 პანორამული კამერების ხედვის ველში. სინთეზირებული ფერადი სურათების მიღების შემდეგ, ხმელეთის მეცნიერებმა შეძლეს მათი გამოსწორება ამ მასშტაბით. სროლის სამიზნე პლანეტის ზედაპირი იყო, მაგრამ პანორამების კუთხეებში მოყვითალო ცა ჩანს. ოთხი დღის შემდეგ, 5 მარტს, ფერადი სურათები გადაიღეს Venera-13-ის სტენდი, Venera-14-ის აპარატით, რომელიც ზედაპირზე მუშაობდა მხოლოდ 57 წუთის განმავლობაში. ვენერას ყვითელ-მომწვანო ფერი ასევე განპირობებულია რეილის გაფანტვით. თუმცა, პლანეტარული ატმოსფეროს ინფრაწითელი სპექტროსკოპიის ლაბორატორიის უფროსის მოადგილის თქმით. მაღალი გარჩევადობა MIPT ალექსანდრა როდინა, პირველ რიგში სწორედ ეს ფერია განპირობებული, გაზრდილი სიმკვრივევენერას ატმოსფერო და მეორეც, მასში დიდი რაოდენობით გოგირდმჟავას არსებობა.

ცის ფრაგმენტები ჩანს ვენერას ზედაპირის კიდეებზე. ფოტო: IKI RAS

შემდეგი ციური სხეულის "ფერად" დაპყრობას ატმოსფეროსთან ერთად ათ წელზე მეტი მოუწია. 2005 წლის 14 იანვარს დაარსდა ევროპ კოსმოსური სააგენტო(ESA) NASA-ს კასინის ზონდის მიერ სატურნის სისტემაში მიტანილი ჰაიგენსის ლანდერი ზედაპირზე დაეშვა. ყველაზე დიდი თანამგზავრისატურნი, ტიტანი.

Დიდი დროყველაზე მეტად ითვლებოდა დიდი თანამგზავრიმზის სისტემაში, მაგრამ 1980-იან წლებში ვოიაჯერის კვლევებმა აჩვენა, რომ ტიტანი უფრო დიდი ჩანს, ვიდრე ეს არის მეთანის მკვრივი ატმოსფეროს გამო, რომელიც შეცდომით მთვარის ზედაპირად იყო შეგებული. მაგრამ ატმოსფეროს გამოკლებით, ეს საკმაოდ დიდი ციური სხეულია: თანამგზავრებს შორის მას მხოლოდ იუპიტერის განიმედე უსწრებს. ტიტანი არა მხოლოდ ჩვენს მთვარეზე დიდია, არამედ მერკური და პლუტონიც.

ჰაიგენსმა პარაშუტით ჩამოსვლისას 147 წუთი იმუშავა და ზედაპირიდან სიგნალები კიდევ 72 წუთის განმავლობაში გადასცა, მან შეძლო დედამიწაზე 700 მეგაბაიტი ინფორმაციის გაგზავნა, მათ შორის 350 სურათი, რომელთაგან ზოგიერთი ფერადი იყო.

ფოტოებზე ტიტანი გამოიყურება, თუმცა უსიცოცხლო, მაგრამ საკმაოდ მშვიდად. ფაქტობრივად, ადამიანი იქ რამდენიმე წამსაც ვერ გაძლებდა. ფოტო: NASA/JPL/ESA/არიზონას უნივერსიტეტი

კოსმოსური ხომალდის კამერებმა დააფიქსირეს თანამგზავრის გაყინული ნახშირწყალბადების ყვითელი ყავისფერი ზედაპირი, ახლად გარეცხილი მეთანის წვიმით (ტიტანზე კლიმატი არც თუ ისე კარგია). სატურნის მთვარეზე ცა ასევე მოყვითალო-ყავისფერია, თავად თანამგზავრი კი სურათებზე ყვითელ-მწვანეა. და აქ ისევ იგივე გაფანტვა „მუშაობს“, მხოლოდ სხვა გაზებზე.

მას შემდეგ, რაც ასტრონომებმა ტიტანზე პეიზაჟი გადაიღეს, მზის სისტემაში არ დარჩენილა "ატმოსფერული" ობიექტები ფერადი ციებით (გიგანტური პლანეტები, რომლებიც შედგება აირისა და სითხისგან, არ ითვლება). ყველა დანარჩენისთვის ციური სხეულები მზის სისტემა, მერკურიდან პლუტონამდე ცა შავი იქნება - თუნდაც შავ-თეთრში, თუნდაც ფერადი ფოტოგრაფიაში. არ არის მნიშვნელოვანი ატმოსფერო და, შესაბამისად, იფანტება მზის სინათლეარაფერზე.

სამეცნიერო ფანტასტიკურ ფილმებში ჩვენ ვხედავთ სხვა სამყაროებს ცისარტყელას ყველა ფერის ცაებით. მაგრამ მეცნიერები ჯერ კიდევ ვერ უპასუხებენ კითხვას, რა ფერის შეიძლება იყოს ცა მზის სისტემის გარეთ არსებულ პლანეტებზე (ე.წ. ეგზოპლანეტები). ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ გამოვიცნოთ როგორი ატმოსფერო აქვთ ამ პლანეტებს: დღეს სამი ათასზე მეტი ეგზოპლანეტაა აღმოჩენილი და მათი უმეტესობა მდებარეობს ვარსკვლავური სისტემები, რომლებიც სულაც არ ჰგავს მზის. და ვარსკვლავების სინათლე, რომელიც ანათებს ამ პლანეტებს, შეიძლება არ იყოს იგივე, რაც მზის შუქს: წითელ ჯუჯებს, ლურჯ გიგანტებს, თეთრ გიგანტებს და თითქმის მეწამულ (ხილულ დიაპაზონში) ყავისფერ ჯუჯებსაც კი შეუძლიათ პლანეტები ჰქონდეთ.

რადგან დედამიწის ატმოსფეროსაუკეთესოდ ავრცელებს სინათლეს ლურჯ სპექტრში.

სხვებზე კოსმოსური ობიექტებიატმოსფეროს შემადგენლობა განსხვავდება დედამიწისგან ან საერთოდ არ არსებობს, ამიტომ სხვა პლანეტებზე ცა მნიშვნელოვნად განსხვავდება. Ზე მთვარე, მერკურიდა პლუტონიარ არის ატმოსფერო. და არაფერი აფანტავს სინათლის სხივებს. ამიტომ, ამ ციურ სხეულებზე ცა შავია და იქ ვარსკვლავები ძალიან კაშკაშა.

Ზე ვენერაარის ატმოსფერო და არ აფანტავს მწვანე და ლურჯ სხივებს. ამიტომ ცა ვენერაზე ყვითელი ფერი, აქვს ნაცრისფერი ელფერი ჰორიზონტთან ახლოს და ნარინჯისფერი ზენიტში.

მარსიანელიცა ყვითელი-ნარინჯისფერია. ეს იმიტომ ხდება, რომ პლანეტის ატმოსფეროში ბევრი წითელი მტვერია. მზის ჩასვლისა და მზის ამოსვლის დროს, ცა მარსზე ფერი ვარდისფერი, ჰორიზონტზე კი მეწამულიდან ლურჯად იცვლება.

ცის ფერი სატურნიისევე როგორც დედამიწაზე ლურჯი ფერი. და ისევე, როგორც ჩვენი, ატმოსფერო არ ფანტავს მზის წითელ ნაწილს.

Ცა ურანიაქვს აკვამარინის ფერი. ამის მიზეზი პლანეტის ატმოსფეროს შემადგენლობაა. იგი ძირითადად შედგება წყალბადის, ჰელიუმისა და მეთანის მცირე ნაწილისგან. ატმოსფერო ირეკლავს ლურჯ და მწვანე სხივებს და შთანთქავს წითელს, რაც ქმნის ცის მშვენიერ ფერს.

Ზე ნეპტუნიცა ლურჯი ფერის. ეს იმიტომ ხდება, რომ ატმოსფერო დომინირებს დიდი რიცხვიმეთანის გაზი, რომელიც ძლიერად შთანთქავს წითელ სპექტრს.

გაზის გიგანტი - იუპიტერი. პლანეტის ატმოსფერო შედგება უწყვეტი მკვრივი ღრუბლებისგან. ღრუბლების ფერი კი სიმაღლის მიხედვით იცვლება: ზედა არის წითელი, შემდეგ თეთრი და ყავისფერი, ქვედა კი ლურჯი.

ყველამ იცის, როგორ გამოიყურება მზე დედამიწის ზედაპირიდან. საკმარისია მხოლოდ ცას შევხედოთ და დავინახოთ მანათობელი დისკი, რომელიც ჩვენგან 149,6 მილიონი კილომეტრის დაშორებით მდებარეობს. უფრო რთული წარმოსადგენია, როგორ გამოიყურება მზე მზის სისტემის სხვა პლანეტებიდან. მხატვრების ნამუშევრები და ფოტომასალა დაეხმარება მათ, ვისაც არ აქვს საკმარისი საკუთარი ფანტაზია. მათზე დაინახავთ მზეს, როგორც ჩანს მზის სისტემის შვიდი პლანეტისა და "ჯუჯა" პლუტონის ცაზე.

მერკური

Mariner 10 პირველია კოსმოსური ხომალდირომელმაც მერკურს მიაღწია (1975-1976 წწ.). დევიდ სეილი | NAS

ვენერა

მზის სისტემის მეორე პლანეტა მზიდან 108 მილიონი კილომეტრითაა დაშორებული. თუ მზეს უყურებთ ვენერას ატმოსფეროს გოგირდმჟავას ღრუბლების ქვეშ, ვარსკვლავი ჰგავს ბუნდოვან მანათობელ ლაქას. ვენერაზე მზე დედამიწაზე 50%-ით დიდია.

მაგელანი (აშშ) - ინტერპლანეტარული სადგური, რომელმაც პირველად ჩაატარა ვენერას დეტალური სარადარო რუკა და განაგრძო კვლევა, რომელიც დაიწყო Venera მოწყობილობების (სსრკ) მიერ 6 წლის წინ. დევიდ სეილი | NASA

მარსი

წითელი პლანეტის მტვრიან ცაზე მზე გაცილებით პატარა ჩანს ვიდრე დედამიწაზე. მარსი მზიდან 227,9 მილიონი კილომეტრით არის დაშორებული - ვარსკვლავისგან 1,5-ჯერ უფრო შორს, ვიდრე ჩვენი პლანეტა. მზის ჩასვლა მარსზე.

მზის ჩასვლა მარსზე. NASA

იუპიტერი

მზის ხედი ევროპიდან, იუპიტერის ერთ-ერთი თანამგზავრიდან. იუპიტერი მზიდან 778,5 მილიონი კილომეტრითაა დაშორებული, რაც 5-ჯერ აღემატება დედამიწასა და ჩვენს „მშობელ“ ვარსკვლავს შორის მანძილს. ევროპაში მზე 5-ჯერ უფრო პატარაა ვიდრე დედამიწაზე. გამოსახულებაში იუპიტერი აპირებს ვარსკვლავს თავისი დისკით დაფაროს.

NASA/JPL-Caltech

სატურნი

ურანი

ურანი მეშვიდე პლანეტაა მზიდან, 19-ჯერ უფრო შორს ვარსკვლავიდან ვიდრე დედამიწა.

ვოიაჯერ 2 არის პირველი და ერთადერთი კოსმოსური ხომალდი, რომელმაც მიაღწია ურანს (1986 წ.). დევიდ სეილი | NASA

ნეპტუნი

მოდით აღფრთოვანებული ვიყოთ მზე ტრიტონიდან, ნეპტუნის ერთ-ერთი თანამგზავრიდან. ნეპტუნი მზის სისტემის ყველაზე შორეული პლანეტაა. ტრიტონზე მძლავრი კრიო გეიზერის მიერ გამოფრქვეული მტვრისა და გაზის ღრუბლები ნაწილობრივ ანათებს პატარა მზეს, რომელიც დედამიწაზე 30-ჯერ მცირეა.

17:09 04/12/2016

👁 1 695

მზის ჩასვლა გუსევში. მარსის როვერ "სპირიტის" სურათი

ასტროფიზიკოსი სანტიაგო პერეს-ჰოიოსი მარსის ატმოსფეროზე, პურკინჯეს ეფექტზე და ადამიანის თვალით მარსის ცის ფერის აღქმაზე.

AT ამ მომენტშიბევრი ფოტოა, მაგრამ ყველა მათგანი არ გვაძლევს საშუალებას ვიმსჯელოთ ამ ფოტოზე ცის ფერზე. ბევრ მათგანს აქვს ძალიან მაღალი თეთრი ბალანსი, ამიტომ ჩვენი ხედვა არ გვაძლევს საშუალებას განვასხვავოთ კონტრასტები ამ ფოტოებში. საბედნიეროდ, საკმაოდ არიან საინტერესო კვლევა, რომელშიც მეცნიერები ცდილობენ განასხვავონ მარსის ცაზე ფერები და ახსნან ფიზიკური კანონებით.

Mars Exploration Rover-ის პროგრამის ფარგლებში ნასას მეცნიერებმა წითელ პლანეტას და ბელ III-ს მიიტანეს. ისინი აღჭურვილი იყო Pancam Instrument პანორამული კამერებით. მეცნიერებმა მიიღეს რადიომეტრიული კალიბრირებული გამოსახულება, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცის ფერის დასადგენად. სურათის მონაცემები გარდაიქმნა ფიზიკური რაოდენობით(ნაკადი და გასხივოსნება) კამერისა და ფილტრების სპექტრული მგრძნობელობის, მარსის ზედაპირზე მოხვედრილი მზის რადიაციის და სხვა ფაქტორების გათვალისწინებით. Spirit და Oppotunity-მ გადაიღო მოლურჯო შავი და შავი ცაიმ ფენებში, სადაც მტვერი არ არის. თუმცა ყველაზემარსის ატმოსფეროში ბევრი მტვერია, ამიტომ ყველაზე ხშირად ცა სხვა ფერისაა.

მარსზე ცის ფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ მზის რადიაციაარის მიმოფანტული პირდაპირი სინათლის სხივიდან და ანათებს ზედაპირს და როგორ შეიწოვება გაფანტული სხივები ატმოსფეროში არსებული მოლეკულებისა და ნაწილაკების მიერ. მაგალითად, ატმოსფერო რომ არ იყოს, როგორც ეს იყო, მაშინ იქნებოდა ბნელი ცადა თეთრი. ცა ცისფერია რეილის გაფანტვის გამო, რის გამოც გამოსხივების ტალღის სიგრძეზე ნაკლები რადიუსის მქონე მოლეკულები (დაახლოებით 1/10) უკეთ იფანტება მოკლე ტალღის სიგრძეებზე. ამ შემთხვევაში, გაფანტვის ჯვარი კვეთა უკუპროპორციულია ტალღის სიგრძის მეოთხე ხარისხთან.

მარსის ატმოსფერო გაცილებით თხელია, ამიტომ მოლეკულური გაფანტვა ნაკლებად ეფექტურია. მარსის მტვერმა შეიძლება ისეთივე როლი შეასრულოს, როგორც ჰაერის მოლეკულებმა დედამიწაზე, რომლებიც ფანტავენ სინათლის მოკლე ტალღის სიგრძეებს და ხელს უწყობენ წარმოქმნას. ლურჯი ცადა წითელი მზის ჩასვლა დედამიწაზე. მარსზე იგივე იმუშავებს, თუ ნაწილაკები ყოველგვარი შთანთქმის გარეშე გაფანტავს სინათლეს. თუმცა, მარსის მტვერი მდიდარია ლურჯი შთამნთქმელი რკინის ოქსიდით, რომელიც გამოიმუშავებს საპირისპირო ეფექტიდა უბრალოდ გადააქვს სინათლის მოკლე ტალღების სიგრძე რადიაციული ნაკადისგან.

როვერ Opportunity, ვიქტორია კრატერის კიდეზე მაღლა, 2007 წელს ერთი თვის მანძილზე იყურებოდა და აქ შეგიძლიათ ნახოთ, როგორ გახდა მარსის ჰაერი სულ უფრო გაუმჭვირვალე მტვრის ქარიშხლის გამო.

როვერებმა გადაიღეს "მუქი მოყვითალო-ყავისფერი" ცის სურათები ტიპიურ სიტუაციაში, როდესაც მარსის ატმოსფეროში ბევრი მტვერი რჩება. მაგრამ იმის გამო, რომ მტვერი ზოგჯერ ცას უფრო ცისფერს ხდის (შუქის გაფანტვის გამო) ან უფრო წითელს (შუქის შთანთქმის გამო), აქ უფრო ღრმა გაგებაა საჭირო. კურტ ეჰლერსმა და მისმა კოლეგებმა ჩაატარეს კვლევა, რომელსაც აფასებს ყველა, ვინც იცნობს ატმოსფერულ ოპტიკას. ელერსმა და კოლეგებმა დაათვალიერეს მიკრონის ზომის მტვრის კომპლექსური ეფექტი, რომელიც შთანთქავს ცისფერ შუქს და აჩვენეს, რომ გაწითლება ოდნავ უფრო ეფექტურია და იწვევს მოყვითალო-ყავისფერ ცას "მტვრიან სიტუაციებში". გარდა ამისა, უფრო გრძელი ტალღების სიგრძე (წითელი) და მოკლე ტალღები (ლურჯი) ძალიან განსხვავებულად იფანტება, რაც წარმოქმნის საინტერესო ეფექტებს, როგორიცაა ლურჯი ბზინვარება, რომელიც მიჰყვება მზეს მარსის ცისკენ მიმავალ გზაზე.

ამ კვლევის მიხედვით, ცა მოყვითალო-ყავისფერი ფერისაა და მზე ცისფერი ანათებს და განსაკუთრებით შესამჩნევია მზის ჩასვლისას. მაგრამ ეს უფრო რთულია, ვიდრე წარმოგიდგენიათ. ვინაიდან მარსი მზიდან 1,5 მანძილითაა დაშორებული, ზედაპირზე სინათლის რაოდენობა დედამიწის ნახევარია. არასაკმარისი განათების გამო, ჩვენი თვალები ცვლის მგრძნობელობას ლურჯ შუქზე, რადგან ჩვენ გადავდივართ ფერისადმი მგრძნობიარე კონუსების გამოყენებაზე არაფერად მგრძნობიარე ღეროების გამოყენებაზე. ამას პურკინჯეს ეფექტს უწოდებენ. ასე რომ, პირველი ასტრონავტი, რომელიც მარსზე დაეშვა, სავარაუდოდ აღწერს ცას იმაზე ლურჯად, ვიდრე თქვენ მოელოდით.

მასალების საფუძველზე