Чанъэ-4: почему дальняя сторона Луны выглядит красной на новых снимках

На самом деле он не темный и точно не красный.

Отредактировано 2023-15-06
дальняя сторона луныДальняя сторона Луны.

Первые в истории снимки, сделанные с поверхности дальней стороны Луны, были опубликованы после успешной высадки на нее Китайского национального космического управления (CNSA). Спускаемый аппарат "Чанъэ-4" и марсоход "Юйту-2" следуют за "Чанъэ-3" и оригинальным марсоходом "Юйту", которые были отправлены на ближнюю сторону Луны в 2013 году.

Но если вы внимательно рассматривали снимки, то могли бы подумать, что дальняя сторона Луны красная. Именно так она выглядит на необработанных снимках - и это отличается от других фотографий Луны, на которых она выглядит серой. Так что же происходит?

Камеры на космических аппаратах часто воспринимают цвета не так, как человеческий глаз. Например, красный, зеленый и синий компоненты обычно регистрируются отдельно. Так было и с последними изображениями, и цветовая коррекция не применялась, чтобы учесть разную чувствительность каждого набора цветовых детекторов камеры.

Первая фотография ниже является примером одного из таких "сырых" изображений, и я сопроводил ее гистограммами красного, зеленого и синего каналов, чтобы показать, как распределяется яркость в каждом из них. В необработанном варианте лунная поверхность выглядит красной, потому что используемые детекторы были более чувствительны к красному цвету, чем к синему или зеленому. Поэтому, хотя на самом деле поверхность почти одинаково яркая во всех трех цветах, зеленый и синий детекторы были настроены так, чтобы быть менее чувствительными к свету, чем красные детекторы. Вот почему гистограммы зеленого и синего цветов не простираются до яркого конца диапазона их шкалы.

марсоход Необработанное изображение Change'4, показывающее ровер Yutu 2. Гистограммы красного, зеленого и синего каналов показаны справа.

Откорректировать изображение, чтобы оно выглядело более разумно, очень просто. На следующем изображении я просто растянул зеленый и синий каналы, чтобы яркие концы каждой гистограммы совпадали более близко.

реалистичный цвет дальней стороны ЛуныБолее реалистичный вид. То же изображение, что и раньше, после растяжения зеленого и синего каналов.

Я мог бы пойти дальше и придать поверхности еще более голубой оттенок. На самом деле, в Twitter развернулась оживленная дискуссия о том, как лучше поступить. Безусловно, есть технически более искусные подходы, чем мой, но все согласны с тем, что некорректированный цвет вводит в заблуждение.

Калибровка цветов

Так как же мы можем быть уверены в цвете на Луне? Когда астронавты "Аполлона" делали свои цветные фотографии (а в те времена это была фотография с использованием цветной пленки, а не цифровая обработка изображений, как сегодня), они помещали в поле зрения мишень для калибровки цвета, содержащую участки известного цвета. Это позволяло добиться правильного цветового баланса при проявке и печати. Когда Джек Шмитт из "Аполлона-17" обнаружил на серой поверхности "оранжевую почву", ее подлинный оранжевый цвет можно было подтвердить сравнением с цветами на калибровочной полосе.

Оранжевая почва, сфотографированная астронавтом Оранжевая почва, сфотографированная астронавтом "Аполлона-17". Это такой же цвет, как и на Луне. Обратите внимание на мишень для калибровки цвета.

Жаль, что CNSA не добавила полосу цветовой калибровки на рампы посадочного аппарата "Чанъэ-4", изображенного на переднем плане фотографий выше. Британский марсоход Beagle2, который успешно приземлился на Марс в 2003 году, но не вышел на связь, был известен тем, что имел на борту мишень для калибровки цвета в виде картины Дэмиена Херста. Марсоход НАСА Curiosity также имеет на борту мишени для калибровки цвета.

Однако снимки, полученные с космического аппарата "Чанъэ-4" и марсохода "Юйту-2", предназначены в первую очередь для навигационных целей, для которых правильная цветопередача не имеет большого значения.

Измерение того, насколько хорошо камни и минералы на внеземной поверхности отражают свет разных цветов, имеет определенную научную ценность. На марсоходе Yutu 2 установлен "спектрометр видимого и ближнего инфракрасного диапазона", предназначенный именно для этого, чтобы мы могли больше узнать о составе поверхности.

Уже известно, что средняя поверхность Луны представляет собой слегка красноватый вариант темно-серого цвета, хотя и менее красный, чем планета Меркурий, и гораздо менее красный, чем Марс, поверхность которого действительно красная в результате окисления минералов железа (по сути, ржавчины).

Цветовое восприятие

Знание того, как поверхность Луны отражает свет разных цветов, является лишь одним из аспектов представления изображения лунного пейзажа так, чтобы оно выглядело правильно. Возможно, вы помните иллюзию цвета платья, которая стала вирусной в 2015 году. Это было изображение платья, которое некоторые люди считали черно-синим, в то время как другие были уверены, что оно бело-золотое.

Это показывает, что восприятие цвета субъективно, а также зависит от контекста. То, как вы видите цвета на изображениях в этой статье, например, также зависит от характеристик устройства, на котором вы ее читаете.

Однако измерения показывают, что на Луне очень мало цветовых вариаций, и астронавты, побывавшие там, скажут вам, что Луна, по сути, серая (отчасти это объясняет волнение, когда был замечен слой оранжевой почвы). Когда первый китайский астронавт выйдет на Луну - вероятно, где-то в 2020-х годах - он, скорее всего, испытает то же самое.