Le foto dallo spazio, pubblicate sul sito web della NASA e di altre agenzie spaziali, spesso attirano l'attenzione di coloro che dubitano della loro autenticità: i critici trovano tracce di editing, ritocco o manipolazione del colore nelle immagini. Questo è stato il caso dall'inizio della "cospirazione lunare", e ora le foto scattate non solo dagli americani, ma anche da europei, giapponesi e indiani sono state sospettate. Ci proponiamo di capire perché le immagini spaziali vengono elaborate e se possono, nonostante ciò, essere considerate autentiche.
Per poter valutare correttamente la qualità delle immagini satellitari che vediamo sul Web, è necessario tener conto di due fattori importanti. Uno di questi è legato alla natura dell'interazione tra le agenzie e il pubblico in generale, l'altro è dettato da leggi fisiche.
Relazioni pubbliche
Le immagini spaziali sono uno dei mezzi più efficaci per rendere popolari le missioni di ricerca nello spazio vicino e profondo. Tuttavia, non tutto il personale è immediatamente a disposizione dei media.
Le immagini ottenute dallo spazio possono essere approssimativamente suddivise in tre gruppi: "grezze" (grezze), scientifiche e pubbliche. I file grezzi, o originali, dei veicoli spaziali a volte sono disponibili per tutti, a volte no. Ad esempio, le immagini scattate dai rover Curiosity and Opportunity o dal satellite di Saturno Cassini vengono pubblicate quasi in tempo reale in modo che chiunque possa vederle contemporaneamente agli scienziati che studiano Marte o Saturno. Le fotografie grezze della Terra dalla ISS vengono caricate su un server NASA separato. Gli astronauti li inondano di migliaia e nessuno ha il tempo di pre-elaborarli. L'unica cosa che viene aggiunta a loro sulla Terra è la georeferenziazione per facilitare la ricerca.
Nel caso di Messenger, New Horizons o Dawn, le cose sono diverse. Le immagini grezze ottenute da questi dispositivi non vengono pubblicate immediatamente al ricevimento, ma vengono rilasciate con un ritardo di settimane, mesi o addirittura anni. Ciò è necessario affinché gli scienziati che lavorano su progetti rilevanti possano analizzare in sicurezza i dati e, in caso di scoperte, prima riferirli alle conferenze.
I file con personale scientifico spesso hanno un formato specifico che viene compreso solo da programmi o applicazioni speciali. Tali file contengono una grande quantità di informazioni sulle circostanze della ripresa (ora, posizione del veicolo spaziale, posizione del soggetto, angolo di illuminazione, caratteristiche di ripresa, ecc.). Queste informazioni, senza essere classificate, sono così poco interessanti per la maggior parte degli appassionati di astronautica che di solito vengono pubblicate in luoghi che sono convenienti per gli scienziati, ma spaventano gli estranei con un'interfaccia complessa. Tali siti o server FTP di pubblico dominio sono NASA PDS, ESA PSA, archivio JAXA. Anche la Cina ha pubblicato filmati della Luna sul sito web della sua Accademia delle Scienze (il cui server si blocca periodicamente). Quando il precedente satellite meteorologico russo "Electro-L" era impegnato nel rilevamento, i frame da esso potevano essere trovati sul server NTsOMZ;non ci sono affatto immagini dal nuovo satellite di pubblico dominio. Solo le immagini preliminari possono essere visualizzate dai satelliti di telerilevamento e le immagini stesse dovranno essere ordinate sul Roscosmos Geoportal.
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Ma di solito, gli scatti pubblici allegati ai comunicati stampa della NASA e di altre agenzie spaziali vengono criticati per il ritocco, perché sono loro che attirano l'attenzione degli utenti di Internet in primo luogo. E se vuoi, puoi trovare molte cose lì. E la manipolazione del colore:
Foto della piattaforma di atterraggio del rover Spirit nel raggio di luce visibile e con la cattura del vicino infrarosso.
E sovrapponi più scatti:
La Terra sorge sopra il cratere lunare di Compton.
E manipolazioni con immagini tagliate (copia e incolla):
Copia-incolla tracce su un'immagine composita della Terra.
E anche il ritocco diretto, con la cancellazione di alcune parti dell'immagine. La motivazione della NASA nel caso di tutte queste manipolazioni è così semplice che non tutti sono pronti a crederci: è più bella.
Ma la verità è che l'oscurità senza fondo dello spazio sembra più impressionante quando non è disturbata dai detriti sull'obiettivo e dalle particelle cariche sulla pellicola. Una cornice colorata è, infatti, più attraente del bianco e nero. Uno scatto panoramico è meglio di uno scatto singolo. Allo stesso tempo, è importante che nel caso della NASA si possano quasi sempre trovare i frame sorgente e confrontarli tra loro. Ad esempio, la versione originale (AS17-134-20384) e la versione stampata (GPN-2000-001137) di questa immagine dall'Apollo 17, che è citata quasi come la prova principale del ritocco fotografico lunare:
Uno dei filmati catturati durante la missione Apollo 17.
Una versione evidenziata dell'immagine originale.
Una versione evidenziata dell'immagine pubblicata.
Oppure trova il "selfie stick" del rover, che "è scomparso" durante la creazione del suo autoritratto:
Curiosity snapshot datata 14 gennaio 2015, sol 868.
Fisica della fotografia digitale
In genere, coloro che incolpano le agenzie spaziali di manipolare il colore, utilizzare filtri o pubblicare fotografie in bianco e nero "in questa era digitale" non considerano i processi fisici dell'imaging digitale. Credono che se uno smartphone o una fotocamera emette immediatamente fotogrammi a colori, allora la navicella dovrebbe essere tanto più capace di farlo, e non sanno nemmeno quali complesse operazioni sono necessarie affinché un'immagine a colori colpisca immediatamente lo schermo.
Spieghiamo la teoria della fotografia digitale: la matrice di un apparato digitale è, infatti, una batteria solare. C'è luce - c'è corrente, nessuna luce - nessuna corrente. Solo la matrice non è una singola batteria, ma molte piccole batterie - pixel, da ciascuna delle quali l'uscita corrente viene letta separatamente. L'ottica focalizza la luce su una matrice fotografica e l'elettronica legge l'intensità del rilascio di energia da ogni pixel. Dai dati ottenuti, un'immagine è costruita in sfumature di grigio - dalla corrente zero al buio al massimo alla luce, cioè all'uscita risulta essere in bianco e nero. Per renderlo colorato, è necessario applicare filtri colorati. Si scopre, stranamente, che i filtri colorati sono presenti in ogni smartphone e in ogni fotocamera digitale del negozio più vicino! (Per alcuni, questa informazione è banale, ma, secondo l'esperienza dell'autore, per molti si rivelerà una notizia.) Nel caso delle apparecchiature fotografiche convenzionali, viene utilizzata un'alternanza di filtri rosso, verde e blu, che vengono alternativamente sovrapposti ai singoli pixel della matrice: questo è il cosiddetto filtro Bayer.
Un filtro bayer è per metà verde, mentre il rosso e il blu sono un quarto dell'area.
La NASA non ha il compito di fornire belle fotografie per comunicati stampa e media. Le telecamere dei veicoli spaziali sono principalmente strumenti scientifici o ingegneristici che aiutano a controllare questi veicoli spaziali o ottenere informazioni sullo spazio. Ne abbiamo già parlato in dettaglio nell'articolo "Come si investigano i pianeti con l'aiuto della luce".
Qui lo ripeteremo: le telecamere di navigazione producono immagini in bianco e nero perché tali file pesano meno e anche perché il colore semplicemente non è necessario lì. Le telecamere scientifiche possono estrarre più informazioni sullo spazio di quante l'occhio umano possa percepire, e quindi per loro viene utilizzata una gamma più ampia di filtri colorati:
Matrice e tamburo del filtro per lo strumento OSIRIS presso Rosetta.
L'uso di un filtro nel vicino infrarosso, che non è visibile all'occhio, al posto del rosso, ha portato all'arrossamento di Marte in molti fotogrammi che sono andati ai media. La spiegazione sulla portata dell'infrarosso non è stata ristampata del tutto, il che ha dato luogo a una discussione separata, di cui abbiamo discusso anche nel materiale "Di che colore è Marte".
Tuttavia, il rover Curiosity ha un filtro Bayer, che gli consente di riprendere con un colore familiare ai nostri occhi, sebbene con la fotocamera sia incluso anche un set separato di filtri colorati.
L'utilizzo di filtri separati risulta più conveniente dal punto di vista della scelta delle fasce di luce in cui si vuole guardare l'oggetto. Ma se questo oggetto si muove rapidamente, la sua posizione cambia nelle immagini in intervalli diversi. Sul metraggio Electro-L, questo era evidente sulle nuvole veloci, che hanno avuto il tempo di muoversi in pochi secondi mentre il satellite stava cambiando il filtro. Su Marte, questo è accaduto quando si riprendono i tramonti dal rover Spirit e Opportunity - non hanno un filtro Bayer:
Tramonto, girato da "Spirit" nel 489 sol. Sovrapposizione di immagini scattate con filtri a 753 535 e 432 nanometri.
Su Saturno, Cassini ha difficoltà simili:
Le lune di Saturno Titano (dietro) e Rea (davanti) nelle immagini di Cassini.
Al punto di Lagrange, DSCOVR si trova nella stessa situazione:
Transito lunare attraverso il disco terrestre nell'immagine DSCOVR il 16 luglio 2015.
Per ottenere una bella foto da questo scatto, adatta alla distribuzione sui media, devi lavorare in un editor di immagini.
C'è un altro fattore fisico che non tutti conoscono: le immagini in bianco e nero hanno una risoluzione e una chiarezza maggiori rispetto al colore. Queste sono le cosiddette immagini pancromatiche, che includono tutte le informazioni sulla luce che entrano nella telecamera, senza filtrarne nessuna parte. Pertanto, molte telecamere satellitari "a lungo raggio" scattano solo in panchrome, che per noi significa fotogrammi in bianco e nero. Una simile telecamera LORRI è installata su New Horizons, una telecamera NAC sul satellite lunare LRO. Infatti, tutti i telescopi sono ripresi in panchrome, a meno che non vengano utilizzati filtri specifici. ("La NASA nasconde il vero colore della luna" è da dove proviene.)
Una telecamera multispettrale "a colori", dotata di filtri e con una risoluzione molto inferiore, può essere collegata a una telecamera pancromatica. Allo stesso tempo, le sue immagini a colori possono essere sovrapposte a quelle pancromatiche, a seguito delle quali otteniamo immagini a colori ad alta risoluzione. Questo metodo viene spesso utilizzato durante il rilevamento della Terra. Se lo conosci, puoi vedere in alcuni fotogrammi un tipico alone, che lascia una cornice di colore sfocato:
Immagini di Plutone in New Horizons.
È stato attraverso questa sovrapposizione che è stata creata la cornice molto impressionante della Terra sopra la Luna, che è data sopra come esempio di sovrapposizione di immagini diverse.
Spesso devi ricorrere agli strumenti degli editor grafici quando devi ripulire un frame prima della pubblicazione. L'idea dell'impeccabilità della tecnologia spaziale non è sempre giustificata, quindi la spazzatura sulle telecamere spaziali è una cosa comune. Ad esempio, la fotocamera MAHLI del rover Curiosity è semplicemente sporca, altrimenti non puoi dire:
Uno dei panorami scattati da Curiosity con Mars Hand Lens Imager (MAHLI) in Sol 1401.
Sorinka nel telescopio solare STEREO-B ha dato origine a un mito separato su una stazione spaziale aliena che sorvola costantemente il Polo Nord del Sole:
Anche nello spazio, le particelle cariche non sono rare, che lasciano le loro tracce sulla matrice sotto forma di punti o strisce separati. Più lunga è l'esposizione, più tracce rimangono, "neve" appare sui fotogrammi, che non sembra molto presentabile nei media, quindi cercano anche di pulirlo (leggi: "photoshop") prima della pubblicazione:
Pertanto, possiamo dire: sì, le immagini della NASA "photoshoppato" dallo spazio. Photoshop ESA. Roscosmos "photoshop". ISRO "photoshop". JAXA "photoshoppato" … Non solo "photoshoppato" è l'Agenzia Spaziale Nazionale dello Zambia. Quindi, se qualcuno non è soddisfatto delle immagini della NASA, puoi sempre utilizzare le loro immagini spaziali senza alcun segno di elaborazione.
Vitaly Egorov
