I COLORI DI MARTE

COME SI FOTOGRAFA SUL PIANETA ROSSO

 

Quando guardiamo le immagini che ci giungono da Marte sembra quasi che ci si affacci ad una finestra di casa nostra per vedere il panorama, tanto sono realistiche. Con un poco di fantasia si potrebbe persino pensare di allungare una mano e raccogliere una delle tante pietre che si trovano dinanzi ai nostri occhi. In realtà scienziati e tecnici hanno lavorato duro per ottenere quelle immagini, facendo in modo che le fotografie che arrivano da Marte siano comprensibili al modo di vedere degli umani che differisce notevolmente dalla prospettiva delle telecamere dei due rover Spirit e Opportunity.

 

La differenza nel colore del cielo sulla prima panoramica di Spirit è dovuta ai "frame" d'immagine, ottenuti in giorni diversi, che mostrano diversi livelli di chiaro scuri dovuti alle diverse condizioni atmosferiche quando sono stati ottenuti i fotogrammi (poche polveri sospese a sinistra molte di più a destra)

 

Quando osserviamo un panorama a colori dobbiamo tener presente che i rover non vedono l’area tutta in una volta. Infatti ci vogliono giorni, alla Camera Panoramica (Pancam), per riprendere una immagine a 360°. Per ottenere le immagini i rover riprendono dei singoli fotogrammi che poi sono adattati ed  “incollati” insieme dagli scienziati. Questo significa che le immagini sono riprese in un lungo lasso di tempo e che, conseguentemente, vi possono essere condizioni di ripresa diverse. Illuminazione più o meno intensa, polveri sospese che annebbiano l’orizzonte, diversa inclinazione dei raggi solari e delle ombre presenti, sbalzi di temperatura che influiscono su hardware e software. Tutto ciò porta ad avere singole immagini molto diverse nei colori che passano da un arancione intenso al marrone, rosso, rosa e via dicendo…

 

Mettere i colori nelle giuste combinazioni è al tempo stesso un lavoro scientifico ed artistico, al quale va unito un appropriato senso grafico. In fin dei conti nessun occhio umano ha mai visto quelle lande desolate. Per dare al pubblico il miglior risultato possibile gli scienziati si basano sui colori di Marte ottenuti da foto eseguite dai telescopi posti sulla Terra, e dalle precedenti missioni marziane, per creare una scena uniforme e il più attendibile possibile. Inoltre l’immagine deve poter dare all’osservatore la sensazione che sia stata scattata lo stesso giorno (eliminando di conseguenza tutte le variazioni sopraccitate).

 

I rover possono scattare immagini in b&n attraverso tre differenti filtri che rappresentano i colori primari (rosso – verde – blu). I tecnici combinano queste foto fino ad ottenere una immagine a colori intervenendo sui segnali come un tecnico TV fa su di un normale televisore. Ciò nonostante le immagini riprese dai rover non danno “esattamente” i colori di Marte perché i filtri utilizzati spaziano, come lunghezza d’onda, anche nel vicino infrarosso e nell’ultravioletto.

 

In tutto la Pancam ha a disposizione 14 filtri (da geologia più due esclusivamente preparati per fotografate il sole). I geologi trovano questo filtri estremamente utili per rintracciare sulla superficie strutture interessanti. Una foto a colori del pianeta infatti risulterebbe assolutamente inutile agli studiosi perché scientificamente inservibile. (I filtri sono in grado di far risaltare particolari e riflessi invisibili alla lunghezza d’onda – visibile - sensibile all’occhio umano). Ciò nonostante con gli opportuni accorgimenti è possibile ricavare delle immagini verosimilmente realistiche.

 

Per determinare l’esattezza dei colori prima di montare le telecamere sui rover, si sono fatte a terra più di 100.000 fotografie in una camera a vuoto che simulava le condizioni marziane. Le foto sono state fatte a temperature e condizioni luminose diverse ed in presenza di polveri sospese. La “montagna” di dati è servita a calibrare in modo accurato gli strumenti ottici che dopo queste prove sono in grado, grazie alla memoria del computer di bordo, di adattarsi ad ogni condizione possibile su Marte. Inoltre ogni rover porta con sé un proprio “calibratore d’immagini” che riprendono regolarmente prima d’iniziare una sessione di fotografie. Il calibratore, che è al tempo stesso una meridiana, porta ai quattro angoli dei “bottoni” di silicone di colore giallo, verde, rosso e blu, oltre ad una scala concentrica di grigi. Attraverso tutte queste correzioni i tecnici sono in grado di ottenere una immagine a colori la più vicina possibile alla realtà.

 

Esiste poi un altro aspetto che riguarda le immagini e sono le trasmissioni radio. Quando Spirit o Opportunity trasmettono (ma anche tutte le altre navicelle naturalmente) le fotografie da Marte non sono dei “prodotti finiti”. In realtà ogni pixel è trasmesso tramite un codice (bit) di “zeri” e “uno” che percorrono 200 milioni di chilometri, di freddo e scuro spazio, prima a giungere alle antenne del Deep Space Network (DNS) sulla Terra. Qui i “bit” vengono convertiti in immagini in scala di grigi o a colori. Il sistema funziona esattamente come le fotocamere digitali commerciali che rilevano le foto, allo stesso modo dei rover, scaricandole su una memoria allo stato solido senza però la necessità di trasmetterle da Marte alla Terra.

 

A complicare il lavoro ci si mette poi la possibilità (contemplata) che non tutte le immagini riescano a giungere a terra in una sola trasmissione. Le foto vengono spedite dalle navicelle a “pacchetti” in diversi modi. O direttamente al DSN, oppure tramite le navicella Mars Odyssey e Mars Global Surveyor. Qualche volta poi non tutti i dati trasmessi sono ricevuti ed a questo punto appaiono sulle immagini quei quadrati neri (black box) che lasciano un “buco” sulla foto.

 

Questi intoppi accadono più spesso di quanto si possa immaginare. Per esempio se durante la ricezione da Marte in Spagna piove può succedere che si perdono alcuni bit d’immagine. In questo caso i tecnici trasmettono tempestivamente ai rover di conservare le immagini per ritrasmetterle in un secondo tempo, in modo da riempire i buchi lasciati sulle fotografie. In pratica è come quando si sta parlando ad un telefono portatile mentre si è in viaggio e ad un tratto si perde per un attimo il segnale, e quindi parte della conversazione. Dopo alcuni giorni i dati d’immagine persi vengono ritrasmessi e così si possono completare le fotografie. I tecnici del team sono consapevoli dell’importanze di avere sempre delle foto complete. Infatti dietro ogni “black box” si può nascondere quella roccia o quel particolare che potrebbe portare ad una scoperta importante.

 

 

Grazie alla tecnologia odierna non dobbiamo più attendere giorni per vere le immagini sui nostri tavoli (o computers). Solo pochi anni fa sarebbe stato impossibile ottenere i dati in così poco tempo. La scienza tecnologica ha fatto passi da gigante consentendo di ricevere centinaia di megabits per trasmissione, e di essere in grado in poche ore di distribuire al pubblico le foto che vengono da un altro pianeta, tutto questo grazie alle fotocamere digitali, ai computer, all’image process, alle trasmissioni digitalizzate ed alla passione di tecnici, scienziati ed ingegneri.

 

jpl/nasa/pm

 

 

(dedicato a Sandra che aveva posto la domanda)