چرا نیمه پنهان ماه در تصاویر جدید Chang’e 4 قرمز به‌نظر می‌رسد؟

اولین تصاویر گرفته‌شده از سمت دور ماه پس از فرود موفقیت‌آمیز سازمان ملی فضایی چین (CNSA) در آنجا منتشر شد. فرودگر چنج۴ (4 Chang’e) و سطح‌نورد یوتو۲ دنباله‌ی سطح‌نورد اصلی یوتو و چنج۳ بودند که در طرف نزدیک ماه در سال ۲۰۱۳ فرود آمده بودند. بااین‌حال، اگر بادقت به تصاویر بنگرید، ممکن است تصور کنید طرف دور ماه قرمز است.

این چیزی است که در تصاویر پردازش‌نشده به‌نظر می‌رسد و از دیگر تصاویری متفاوت است که ماه در آن‌ها خاکستری به‌نظر می‌رسد. پس دلیل این امر چیست؟ دوربین‌های روی فضاپیماها رنگ‌ها را به‌همان شیوه‌ای نمی‌بینند که چشم انسان مشاهده می‌کند. برای مثال، اجزای سبز و آبی معمولا جداگانه ثبت می‌شوند. این همان وضعیتی است که درباره‌ی آخرین تصاویر مصداق دارد و تصحیح رنگی روی آن‌ها انجام نشده تا حساسیت‌های مختلف هرکدام از آشکارسازهای رنگ دوربین را درنظر بگیرد.

اولین تصویری که در پایین نشان داده شده است، نمونه‌ای از این تصویرهای خام است و درکنار آن، هیستوگرام‌هایی از کانال‌های قرمز و سبز و آبی برای نشان‌دادن میزان توزیع روشنایی در هرکدام از آن‌ها آورده شده است.

در نسخه‌ی خام، سطح ماه قرمز به‌نظر می‌آید؛ زیرا آشکارسازهای استفاده‌شده‌ درمقایسه با نورهای آبی و سبز به نور قرمز حساسیت بیشتری داشته‌اند. بنابراین، در واقعیت سطح ماه از نظر هر سه رنگ روشنایی برابری دارد؛ ولی آشکارسازهای سبز و آبی به‌صورتی تنظیم شده‌اند که درمقایسه‌با آشکارسازهای قرمز حساسیت کمتری به نور دارند. به‌همین‌دلیل، هیستوگرام‌های سبز و آبی تا انتهای روشن محدوده‌ی مقیاس خود گسترش نمی‌یابند.

تصویر خام چنج۴ که سطح‌نورد یوتو۲ را نشان می‌دهد. هیستوگرام‌های کانال‌های قرمز و سبز و آبی در سمت راست نشان داده شده‌اند.

این، مثالی ساده درباره‌ی تصحیح تصویر است.

تصویری واقع‌گرایانه‌تر. همان تصویر قبلی پس از اینکه کانال‌های سبز و آبی آن کشیده شد.

ازلحاظ تکنیکی، مطمئنا برای تصحیح رنگ‌ها رویکردهای مناسب‌تری درمقایسه‌با این روش ساده وجود دارد؛ اما همه نشان‌دهنده‌ی این موضوع هستند که رنگ‌های اصلاح‌نشده گمراه‌کننده هستند.

کالیبراسیون رنگ

چگونه می‌توانیم از رنگ‌های روی ماه مطمئن باشیم؟

زمانی‌که فضانوردان آپولو تصاویر رنگی خود را می‌گرفتند، آن‌ها هدف کالیبراسیون رنگی را در میدان دید قرار می‌دادند که حاوی قطعاتی از رنگ‌های شناخته شده بود. این امر موجب می‌شد طی فرایند آماده‌سازی و چاپ، تعادل درستی از رنگ‌ها ایجاد شود. شایان ذکر است در آن روزها مثل امروز تصاویر دیجیتالی نبود و از فیلم‌های رنگی استفاده می‌شد. هنگامی‌که جک اشمیت از آپولوی ۱۷ روی طرف خاکستری ماه مقداری خاک نارنجی پیدا کرد، طبیعت واقعی نارنجی آن با مقایسه با رنگ‌های موجود روی نوار کالیبراسیون تأیید شد.

خاک نارنجی که آن را یکی از فضانوردان آپولو ۱۷ تصویربرداری کرده است. به هدف کالیبراسیون رنگی دقت کنید.

مایه‌ی تأسف است که CNSA در مأموریت فرودگر چنج از نوار کالیبراسیون استفاده نکرده است. فرودگر بریتانیایی بیگل۲ در سال ۲۰۰۳ باموفقیت‌ روی مریخ فرود آمد؛ ولی نتوانست ارتباط برقرار کند. این فرودگر هدف کالیبراسیون رنگی خاصی را با خود به‌همراه داشت.مریخ‌نورد ناسا نیز اهداف کالیبراسیون رنگی با خود داشت.

تصاویر فرودگر چنج و سطح‌نورد یوتو۲ عمدتا اهداف موقعیت‌یابی دارند و درباره‌ی وظیفه‌ی آن‌ها رنگ اهمیت خاصی ندارد؛ ولی در اندازه‌گیری اینکه سنگ‌ها و موادمعدنی موجود روی سطوح فرازمینی به چه صورت نور رنگ‌های مختلف را منعکس می‌کنند، قدری علم نهفته است. سطح‌نورد یوتو۲ اسپکتروفتومتر (طیف‌سنج) نور مرئی و نور مادون‌قرمز نزدیک به‌همراه خود دارد که برای انجام این کار طراحی شده تا اطلاعات بیشتری درباره‌ی ترکیبات موجود روی آن سطوح به‌دست آوریم.

آنچه آشکار است، این است که سطح ماه به‌طور کلی رنگ خاکستری تیره متمایل به قرمز دارد. اگرچه قرمزی آن درمقایسه‌با عطارد کمتر و درمقایسه‌با مریخ بسیار کمتر است، سطوح این سیاره‌ها به‌دلیل اکسیداسیون کانی‌های آهن واقعا رنگ قرمز دارد.

ادراک رنگ

آگاهی از اینکه سطح ماه چگونه نور رنگ‌ها را منعکس می‌کند، فقط یکی از جنبه‌های نمایش تصویری درست از منظره‌ی ماه است. شاید جنجال توهم رنگ لباس (Dress Colour Illusion) را به‌خاطر آورید که در سال ۲۰۱۵ همه‌گیر شد. بحث بر سر تصویری از لباسی بود که برخی از افراد مطمئن بودند رنگ آن مشکی و آبی است؛ درحالی‌که دیگران آن را به رنگ سفید و طلایی می‌دیدند. این موضوع نشان می‌دهد ادراک رنگ ذهنی است و به زمینه نیز بستگی دارد. اینکه تصاویر این مقاله را به چه رنگی ببینید، به ویژگی‌هایی دستگاهی نیز بستگی دارد که این مطلب را با آن مطالعه می‌کنید.

با‌این‌حال، بررسی‌ها نشان می‌دهند تنوع رنگ ناچیزی روی ماه وجود دارد و فضانوردانی که تاکنون آنجا را دیده‌اند، می‌گویند رنگ آن عمدتا خاکستری متمایل به قهوه‌ای است. شاید وقتی نخستین فضانوردان چینی روی ماه قدم بزنند، آن‌ها نیز بتوانند چنین چیزی را تجربه کنند.