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Di che colore è il cielo di Marte?


E’ forse una delle domande più frequenti: “di che colore è il cielo di Marte?”.  Un’enorme quantità di immagini inviate a Terra dai lander e dai rover in anni di esplorazione spaziale lo hanno ritratto in tante diverse tonalità, compreso l’azzurro molto terrestre a cui siamo tanto affezionati. E quindi qual è il vero colore che percepiranno i primi esploratori?


Su Marte entrano in gioco molti fattori, sia ambientali che tecnologici.

I primi riguardano essenzialmente come l’atmosfera, meno densa, con composizione diversa dalla nostra e molto più polverosa assorbe e propaga la luce del Sole.

I secondi riguardano i lander ed i rover inviati sulla superficie, ognuno con il proprio set ottico diversamente progettato e calibrato.

La maggior parte delle missioni è stata equipaggiata con filtri centrati su specifiche lunghezze d’onda, dall’infrarosso al vicino ultravioletto, pensati per massimizzare la scienza e lo studio della geologia planetaria. Quando si combinano insieme i classici rosso, verde e blu si può ottenere con una certa approssimazione quello che potreste vedere se foste sul posto ma di certo siamo ben lontani dalla sensibilità dell’occhio umano.

Le fotocamere di Curiosity, invece, possono offrire quanto più vicino alla realtà sia mai stato trasmesso a Terra da una missione robotica.

Usano un Bayer CCD tipo quello delle comuni fotocamere in commercio, che dovrebbe garantire una vista in “veri colori”. Ma naturalmente anche in questo caso c’è da prendere i risultati con le pinze.

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Lo schema Bayer è un sistema di disposizione degli elementi sensibili ai colori nei sensori digitali. Lavora effettuando una sintesi additiva RGB. Il filtro Bayer classico presenta tre componenti fondamentali: rosso, verde e blu. Ogni cella 2×2 contiene 2 verdi, 1 rosso e 1 blu. In questo sistema risulta evidente una predominanza della componente verde, perché l’occhio umano è più sensibile al verde (533 nanometri) e il nostro Sole, nonostante presenti uno spettro con tutte le lunghezze d’onda che ce lo fanno apparire bianco-giallastro, ha un picco di emissione nella regione verde. Ma questo funziona sulla Terra e fino a quando l’uomo non metterà materialmente piede su Marte o su altri mondi dove variano così tanti parametri, non potremo mai essere certi che il criterio sia valido altrove.

Inoltre, i CCD “marziani” lasciano passare molta più luce dell’occhio umano, proprio per rendere la scena leggibile agli scienziati ma il paesaggio dovrebbe risultare molto più buio ed in condizioni quasi crepuscolari, un essere umano percepisce meno variazioni cromatiche e quindi meno dettagli.

Per offrire una visione realistica, le MastCam correggono il colore per renderlo “naturale” basandosi sul Sundial, il target di calibrazione posto sul ponte del rover, dove sono integrati anche alcuni magneti che catturano la polvere marziana in corrispondenza delle targhette colorate per migliorare la taratura.

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Ma, ancora prima dei vari processing che si possono applicare sulle raw ricevute a Terra, le stesse fotocamere di Curiosity sono in grado di riprendere immagini con e senza bilanciamento del bianco.

Quest’ultimo viene utilizzato dagli scienziati per mostrare il paesaggio in condizioni di illuminazioni terrestri e ciò, oltre a rendere il cielo azzurro, è di grande aiuto per identificare i materiali rocciosi in base alla nostra esperienza sulla Terra.

Così, alla fine, anche se non possiamo affermare con assoluta certezza quali siano i veri colori di Marte, sappiamo che, ironia della sorte, il cielo sembra comportarsi in modo opposto a quello terrestre: per la maggior parte del giorno, l’atmosfera e le polveri in sospensione diffondono una luce prevalentemente giallo-arancione ma la situazione cambia al tramonto quando i raggi di luce solare percorrono una traiettoria più lunga nell’atmosfera e quelle stesse particelle di polvere lasciano passare con più facilità la componente blu.

Come aveva commentato Jim Bell, professore di astronomia alla Cornell a capo del team della PanCam dei Mars Exploration Rover, “catturare i colori giusti non è una scienza esatta” (non lo è sulla Terra, figuriamoci su Marte!).

Le immagini di Marte che conosciamo sono un compromesso tra tecnologia, scienza e post-processing mirati per scopi diversi, compreso voler mostrare al pubblico come potrebbe essere. In tutto questo trova posto anche il bilanciamento del bianco che, come abbiamo visto, ha una valenza scientifica: mentre sulla Terra, viene utilizzato per restituire immagini “più reali”, su Marte rende le foto più terrestri.

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