Foto's uit de ruimte, gepubliceerd op de website van NASA en andere ruimtevaartorganisaties, trekken vaak de aandacht van degenen die twijfelen aan hun authenticiteit - critici vinden sporen van bewerking, retouchering of manipulatie van kleur in de afbeeldingen. Dit is het geval geweest sinds het begin van de "maansamenzwering", en nu worden de foto's die niet alleen door Amerikanen zijn gemaakt, maar ook door Europeanen, Japanners en Indiërs verdacht. We stellen voor te begrijpen waarom ruimtebeelden überhaupt worden verwerkt en of ze desondanks als authentiek kunnen worden beschouwd.
Om de kwaliteit van satellietbeelden die we op internet zien correct te beoordelen, is het noodzakelijk om rekening te houden met twee belangrijke factoren. Een ervan houdt verband met de aard van de interactie tussen instanties en het grote publiek, de andere wordt bepaald door natuurkundige wetten.
Publieke relaties
Ruimtebeelden zijn een van de meest effectieve middelen om het werk van onderzoeksmissies in de nabije en diepe ruimte populair te maken. Niet al het personeel staat echter direct ter beschikking van de media.
Afbeeldingen verkregen uit de ruimte kunnen grofweg worden onderverdeeld in drie groepen: "rauw" (rauw), wetenschappelijk en openbaar. Ruwe of originele bestanden van ruimtevaartuigen zijn soms voor iedereen beschikbaar, en soms niet. Zo worden beelden gemaakt door de Curiosity and Opportunity rovers of Saturnus 'satelliet Cassini in bijna realtime gepubliceerd, zodat iedereen ze tegelijk kan zien als wetenschappers die Mars of Saturnus bestuderen. Ruwe foto's van de aarde van het ISS worden geüpload naar een aparte NASA-server. Astronauten vullen ze met duizenden, en niemand heeft tijd om ze voor te bewerken. Het enige dat op aarde eraan wordt toegevoegd, is georeferentie om het zoeken te vergemakkelijken.
In het geval van Messenger, New Horizons of Dawn liggen de zaken anders. Ruwe afbeeldingen die van deze apparaten zijn verkregen, worden niet onmiddellijk na ontvangst gepubliceerd, maar met een vertraging van weken, maanden of zelfs jaren vrijgegeven. Dit is nodig zodat wetenschappers die aan relevante projecten werken, de data veilig kunnen analyseren en, bij eventuele ontdekkingen, deze eerst kunnen rapporteren op conferenties.
Bestanden met wetenschappelijk personeel hebben vaak een specifiek formaat dat alleen wordt begrepen door speciale programma's of applicaties. Dergelijke bestanden bevatten een grote hoeveelheid informatie over de omstandigheden van de opname (tijd, positie van het ruimtevaartuig, positie van het onderwerp, belichtingshoek, opnamekenmerken, enz.). Deze informatie, zonder te worden geclassificeerd, is zo oninteressant voor de meeste astronautenliefhebbers dat ze meestal wordt gepost op plaatsen die handig zijn voor wetenschappers, maar buitenstaanders afschrikt met een complexe interface. Dergelijke sites of FTP-servers in het publieke domein zijn NASA PDS, ESA PSA, JAXA-archief. Zelfs China plaatste beelden van de maan op de website van zijn Academie van Wetenschappen (waarvan de server regelmatig crasht). Toen de vorige Russische meteorologische satelliet "Electro-L" bezig was met landmetingen, konden er frames van worden gevonden op de NTsOMZ-server;er zijn helemaal geen beelden van de nieuwe satelliet in het publieke domein. Alleen voorlopige beelden kunnen worden bekeken vanaf de teledetectiesatellieten en de beelden zelf moeten worden besteld op het Roscosmos Geoportal.
Promotie video:
Maar meestal worden openbare shots die zijn gekoppeld aan persberichten van NASA en andere ruimtevaartorganisaties bekritiseerd omdat ze zijn geretoucheerd, omdat ze in de eerste plaats de aandacht van internetgebruikers trekken. En als je wilt, kun je daar veel vinden. En kleurmanipulatie:
Foto van het landingsplatform van de Spirit rover in het zichtbare bereik van licht en met de opname van het nabij-infrarood.
En overlay meerdere shots:
De aarde stijgt boven de maankrater van Compton.
En manipulaties met geknipte afbeeldingen (kopiëren en plakken):
Kopieer en plak sporen op een samengestelde afbeelding van de aarde.
En zelfs direct retoucheren, waarbij sommige delen van de afbeelding worden gewist. De motivatie van NASA in het geval van al deze manipulaties is zo eenvoudig dat niet iedereen bereid is het te geloven: het is mooier.
Maar de waarheid is dat de bodemloze zwartheid van de ruimte er indrukwekkender uitziet als deze niet wordt verstoord door vuil op de lens en geladen deeltjes op de film. Een kleurenlijst is inderdaad aantrekkelijker dan zwart-wit. Een panoramische opname is beter dan een enkele opname. Tegelijkertijd is het belangrijk dat u in het geval van NASA bijna altijd de bronframes kunt vinden en de een met de ander kunt vergelijken. Bijvoorbeeld de originele versie (AS17-134-20384) en de "afdrukbare" versie (GPN-2000-001137) van deze afbeelding van Apollo 17, die wordt aangehaald als bijna het belangrijkste bewijs van het retoucheren van maanfoto's:
Een van de beelden van de Apollo 17-missie.
Een gemarkeerde versie van de originele afbeelding.
Een gemarkeerde versie van de gepubliceerde afbeelding.
Of zoek de 'selfiestick' van de rover, die 'verdween' bij het maken van zijn zelfportret:
Curiosity snapshot gedateerd 14 januari 2015, sol 868.
Fysica van digitale fotografie
Degenen die ruimteagentschappen verwijten dat ze kleuren manipuleren, filters gebruiken of zwart-witfoto's publiceren "in dit digitale tijdperk", houden doorgaans geen rekening met de fysieke processen van digitale beeldvorming. Ze zijn van mening dat als een smartphone of camera onmiddellijk kleurframes afgeeft, het ruimtevaartuig hier des te beter toe in staat zou moeten zijn, en ze weten niet eens welke complexe bewerkingen nodig zijn om een kleurenbeeld onmiddellijk op het scherm te laten verschijnen.
Laten we de theorie van digitale fotografie uitleggen: de matrix van een digitaal apparaat is in feite een zonnebatterij. Er is licht - er is stroom, geen licht - geen stroom. Alleen de matrix is geen enkele batterij, maar veel kleine batterijen - pixels, waarvan de stroomuitvoer afzonderlijk wordt gelezen. Optica focust licht op een fotomatrix, en elektronica leest de intensiteit van de energievrijgave van elke pixel. Uit de verkregen gegevens wordt een afbeelding opgebouwd in grijstinten - van nulstroom in het donker tot maximaal in het licht, dat wil zeggen, aan de uitgang blijkt het zwart en wit te zijn. Om het gekleurd te maken, moet u kleurfilters toepassen. Het blijkt, gek genoeg, dat kleurfilters aanwezig zijn in elke smartphone en elke digitale camera van de dichtstbijzijnde winkel! (Voor sommigen is deze informatie triviaal, maar volgens de ervaring van de auteur zal het voor velen nieuws blijken te zijn.) In het geval van conventionele fotografische apparatuur wordt een afwisseling van rode, groene en blauwe filters gebruikt, die afwisselend op afzonderlijke pixels van de matrix worden geplaatst - dit is het zogenaamde Bayer-filter.
Een Bayer-filter is halfgroen, terwijl rood en blauw elk een kwart van het gebied in beslag nemen.
NASA heeft niet de taak om mooie foto's te leveren voor persberichten en media. Camera's van ruimtevaartuigen zijn voornamelijk technische of wetenschappelijke instrumenten die helpen bij het besturen van deze ruimtevaartuigen of het verkrijgen van informatie over de ruimte. We hebben dit al in detail besproken in het artikel "Hoe de planeten worden onderzocht met behulp van licht."
Hier herhalen we: navigatiecamera's produceren zwart-witbeelden omdat dergelijke bestanden minder wegen, en ook omdat kleur daar simpelweg niet nodig is. Wetenschappelijke camera's kunnen meer informatie over de ruimte extraheren dan het menselijk oog kan waarnemen, en daarom wordt er een breder scala aan kleurenfilters voor gebruikt:
Matrix en filtertrommel voor OSIRIS-instrument bij Rosetta.
Het gebruik van een nabij-infrarood lichtfilter, dat niet zichtbaar is voor het oog, in plaats van rood, leidde tot het rood worden van Mars in veel frames die naar de media gingen. Niet alle uitleg over het infraroodbereik werd herdrukt, wat aanleiding gaf tot een aparte discussie, die we ook bespraken in het materiaal "Welke kleur is Mars".
De Curiosity rover heeft echter een Bayer-filter, waardoor hij kan fotograferen in een kleur die onze ogen bekend zijn, al wordt er ook een aparte set kleurenfilters bij de camera geleverd.
Het gebruik van afzonderlijke filters is handiger vanuit het oogpunt van het kiezen van de lichtbereiken waarin u naar het object wilt kijken. Maar als dit object snel beweegt, verandert zijn positie in afbeeldingen in verschillende bereiken. In de Electro-L-frames was dit merkbaar op de snelle wolken, die binnen een paar seconden tijd hadden om te bewegen terwijl de satelliet het filter veranderde. Op Mars gebeurde dit bij het fotograferen van zonsondergangen met de Spirit and Opportunity rover - ze hebben geen Bayer-filter:
Sunset, gefilmd door "Spirit" in 489 sol. Overlay-afbeeldingen die zijn gemaakt met filters van 753.535 en 432 nanometer.
Op Saturnus heeft Cassini vergelijkbare problemen:
De manen van Saturnus Titan (achterkant) en Rhea (voorkant) in Cassini-afbeeldingen.
Op het Lagrange-punt komt DSCOVR dezelfde situatie tegen:
De maanovergang over de schijf van de aarde in de DSCOVR-afbeelding op 16 juli 2015.
Om van deze opname een mooie foto te maken, geschikt voor distributie in de media, moet je in een fotobewerker werken.
Er is nog een fysieke factor die niet iedereen kent: zwart-witafbeeldingen hebben een hogere resolutie en helderheid in vergelijking met kleur. Dit zijn de zogenaamde panchromatische beelden, die alle lichtinformatie bevatten die de camera binnenkomt, zonder dat er delen uit worden gefilterd. Daarom schieten veel "lange afstand" satellietcamera's alleen in panchrome, wat voor ons zwart-witframes betekent. Zo'n LORRI-camera is geïnstalleerd op New Horizons, een NAC-camera op de LRO-maansatelliet. In feite zijn alle telescopen in panchrome gefilmd, tenzij filters specifiek worden gebruikt. ("NASA verbergt de ware kleur van de maan" is waar het vandaan kwam.)
Een multispectrale "kleuren" -camera, uitgerust met filters en met een veel lagere resolutie, kan aan een panchromatische camera worden bevestigd. Tegelijkertijd kunnen de kleurenafbeeldingen over panchromatische afbeeldingen worden gelegd, waardoor we kleurenafbeeldingen met een hoge resolutie krijgen. Deze methode wordt vaak gebruikt bij het inmeten van de aarde. Als je er iets van weet, kun je in sommige frames een typische halo zien, die een wazig kleurenframe achterlaat:
Pluto in New Horizons-beelden.
Het was door deze overlay dat het zeer indrukwekkende frame van de aarde boven de maan werd gecreëerd, dat hierboven wordt gegeven als een voorbeeld van overlappende verschillende afbeeldingen.
Vaak moet u gebruik maken van de tools van grafische editors wanneer u een frame moet opschonen voordat u publiceert. Het idee van de onberispelijkheid van ruimtevaarttechnologie is niet altijd gerechtvaardigd, dus afval op ruimtecamera's komt veel voor. De MAHLI-camera op de Curiosity-rover is bijvoorbeeld gewoon smerig, anders kun je niet zeggen:
Een van de panorama's gemaakt door Curiosity met de Mars Hand Lens Imager (MAHLI) in Sol 1401.
Sorinka in de STEREO-B-zonnetelescoop leidde tot een aparte mythe over een buitenaards ruimtestation dat constant boven de noordpool van de zon vliegt:
Zelfs in de ruimte zijn geladen deeltjes niet ongewoon, die hun sporen op de matrix achterlaten in de vorm van individuele punten of strepen. Hoe langer de belichtingstijd, hoe meer sporen er achterblijven, er verschijnt "sneeuw" op de frames, wat er niet erg representatief uitziet in de media, dus ze proberen het ook schoon te maken (lees: "photoshop") voor publicatie:
Daarom kunnen we zeggen: ja, NASA heeft afbeeldingen uit de ruimte "gefotoshopt". ESA photoshop. Roskosmos "photoshop". ISRO "photoshop". JAXA "gephotoshopt" … Niet alleen "photoshop" is de National Space Agency van Zambia. Dus als iemand niet tevreden is met NASA-afbeeldingen, kunt u altijd hun ruimteafbeeldingen gebruiken zonder enige tekenen van verwerking.
Vitaly Egorov