Наскоро НАСА публикува видео на залез, заснет на Марс, от роувъра „Опортюнити“. Това видео за мнозина беше напълно неочаквано – синоним на думата „Марс“ отдавна е станало словосъчетанието „Червената планета“. Но на видеото на марсианския залез ние съвсем ясно виждаме синьо небе. Каква е причината?
Наложени кадри
Всъщност най-често космическите апарати, изследващи Слънчевата система, правят черно-бели снимки – такива камери са по-прости, сигурни и евтини. За да се получи цветно изображение, роувърите или сондите правят три черно-бели кадъра – през червен, зелен и син филтър, а след това съставят цветно изображение от тях.
Разбира се, именно така в началото на ХХ век са получени първите в света цветни снимки от големия ентусиаст на фотографията и изобретател Сергей Прокудин-Горски.
Неговата камера имала три обектива, които едновременно правили три черно-бели снимки през филтри, а цветното изображение се „синтезирало“ чак след това, в проектора.
Независимо от „допотопния“ начин за производство, получените по такъв начин цветни изображения все пак предават реални цветове. Откъде тогава се е взел синият залез на Марс?
Физика и прах
Атмосферите на Марс и Земята се отличават силно. На Марс атмосферата е значително по-малко плътна и много запрашена. В състава на праха има съвсем дребни частици, чийто размер е съпоставим с дължината на светлинната вълна.
Типичен марсиански залез. © NASA/JPL-Caltech/MSSS/Damia Bouch
През деня малките прашинки поглъщат синята част на спектъра на слънчевата светлина и небето на Марс има такъв червеникав оттенък, както и цялата му повърхност. Когато Слънцето залязва, пътят, който изминава светлината в атмосферата на планетата, става по-дълъг и главен се оказва друг ефект – Релеевското разсейване на светлината. При това в марсианската атмосфера по-силно се разсейва синята светлина. Именно поради това около залязващото на Марс Слънце виждаме синьо сияние.
Другите небеса
Марс влиза в елитния клуб от четири небесни тела с атмосфера, повърхност и небе, които можем да видим в цвят. Другите двама членове на този клуб са Венера и Титан, и, разбира се, нашата Земя.
На 1 март 1983 година на повърхността на Венера се спуснала сондата „Венера-13“, която успяла да работи при температура 456 градуса по Целзий и налягане от 92 атмосфери 127 минути. „Венера“ с фаталния номер не била първият апарат, предавал снимки от повърхността на най-близката ни съседка по Слънчева система, но това били първите цветни снимки.
На спускаемия апарат се намирали две „цветни“ камери TFZL-077. Те получавали изображение, правейки снимки през три цветни филтъра – син, зелен и червен.
В обхвата на панорамните камери на „Венера-13“ имало еталонна цветна скала. Получавайки синтезирани цветни изображения, земните учени можели да ги коригират по тази скала.
Целта на заснемането била повърхността на планетата, но в ъгълчетата на панорамите се вижда жълтеещо небе. Четири дни по-късно, на 5 март, цветни снимки направил дубльорът на „Венера-13“ – апаратът „Венера-14“, поработил на повърхността около 57 минути.
Жълто-зеленият цвят на Венера също се обяснява с Релеевското разсейване. Но според зам.-ръководителя на лабораторията за инфрачервена спектроскопия на планетните атмосфери с висока резолюция при МФТИ Александър Родин, именно такъв цвят е обусловен, първо от повишената плътност на венерианската атмосфера, и второ, наличието в нея на голямо количество сярна киселина.
В края на венерианската повърхност се вижда небе. © ИКИ РАН
„Цветното“ покоряване на следващото небесно тяло с атмосфера било чакано повече от десет години. На 14 януари 2005 г. създаденият в Европейската космическа агенция спускаем апарат „Хюйгенс“, доставен в системата на Сатурн от сондата „Касини“ на НАСА, кацнал на повърхността на най-големия спътник на Сатурн – Титан.
Дълго време се смятало, че това е най-големият спътник в Слънчевата система, но изследвания на „Вояджър“ през 80-те години показали, че Титан изглежда по-голям, отколкото всъщност е, поради плътната метанова атмосфера, която била вземана за негова повърхност.
Но дори с отчитането на атмосферата той не е малък – сред спътниците го надминава само Юпитеровият Ганимед. Титан е по-голям не само от нашата Луна, но и от Меркурий и Плутон.
„Хюйгенс“ Поработил 147 минути по време на спускането с парашут и още 72 минути предавал сигнали от повърхността, като успял да изпрати на Земята 700 мегабайта информация, сред които 350 снимки, някои от които били цветни.
Титан изглежда безжизнен, но мирен свят. Всъщност човек не би издържал там и няколко секунди.
© NASA/JPL/ESA/University of Arizona
Камерите на апарата запечатали жълто-кафявата повърхност на спътника от замръзнали въглеводороди, току-що измита о метанов дъжд (климатът на Титан не е особено дружелюбен). Небето на Сатурновата луна също е жълто-кафяво, а самият спътник на снимките е жълто-зелен. И ту отново „работи“ същото разсейване, само че на други газове.
След като астрономите заснели пейзажа на Титан, Слънчевата система не останали „атмосферни“ обекти с цветни небеса (планетите гиганти, които се състоят от газ и течности, не се броят). На всички останали небесни тела от Слънчевата система – от Меркурий до Плутон – небето ще бъде черно както на черно-бели, така и на цветни снимки. Там няма значима атмосфера, а това значи, че слънчевата светлина няма в какво да се разсейва.
Кафявото джудже е небесно тяло, което е прекалено малко, за да бъде пълноценна звезда, но е излязло от статуса на планета гигант. © R. Hurt/NASA
Във фантастичните филми виждаме светове с небеса сякаш с всички цветове на дъгата. Но учените още не могат да отговорят на въпроса, какъв цвят действително може да е небето на планетите извън Слънчевата система (т.нар. екзопланети). Ние можем само да предполагаме какви са атмосферите на тези планети – днес са открити повече от 3000 от тях и повечето се намират в звездни системи, които изобщо не приличат на Слънчевата.
А и самата светлина на звездите, които осветяват тези планети, може изобщо да не е такава, като светлината от Слънцето – планети може да има край червени джуджета, сини гиганти, бели гиганти и дори почти виолетови във видимия диапазон) кафяви джуджета.
