Jahrelang wurden Mars-Fotos mit dem falschen Korrekturfilter eingefärbt und gingen in einem extremen Pink an die Öffentlichkeit. Wie sind die Farben auf dem Mars nun wirklich? Welche Farbe hat der Himmel? Wir haben ein Foto analysiert …

 

mars szAnfang 2010 erschien in der SZ-online¹ eine kleine Serie über Fotografie. Die Bildunterschrift unter dem Screenshot: »Der Mars-Rover Spirit blickte lange durch die rosa Brille auf den roten Planeten. Nasa-Ingenieure hatten die Farbfilter seiner Kamera verwechselt.«

Die Farben des Mars

+

Erde = blau?

HimmelblauHimmelblauHimmelblauEingangsfrage: welche Farbe hat der Himmel auf der Erde? Zumindest auf Fotos? Die Antwort ist natürlich: »BLAU.« Beweis: Foto links, Version B.

Wenn der Himmel allerdings so blau ist, was ist dann mit Version A? Welches Foto reklamieren wir ohne Zögern beim Labor? A oder B?

Die Belichtung ist auf den ziemlich dunklen Vordergrund, also eher auf die Schatten eingestellt. Das muss so sein, weil wir sonst dort keine Details erkennen können. Also ist der Himmel im Gegenzug überbelichtet. Und welche Farbe haben überbelichtete Bildelemente? Wie wir bei Version A sehen: weiß. Die blaue Suppe (B) geht retour.

Und wie wäre das auf dem Mars? Welche Farbe hat dort ein überbelichtetes Bildelement? Rot? Nein, warum auch. Wir können erwarten, dass es ebenfalls weiß erscheint. Oder jedenfalls in einem hellen, neutralen Grau. Also habe ich (jk) mir mal ein Mars-Foto näher angeschaut.

 

+

Mars = rot?

Das Originalfoto ...

Das Originalfoto ist direkt bei der NASA zu besichtigen (Verwendung für nicht-kommerzielle Zwecke erlaubt): http://www.nasa.gov/images/content/381426main_mer-20090826-full.jpg¹. Unser Augenmerk richtet sich auf das rechte Drittel, nachstehend in 10-facher Verkleinerung und mit beschnittenem schwarzem unteren Rand.

 

Mars-Panorama 1Mars-Panorama Farbkuven 1Hier der Original-Ausschnitt; rechts die Intensitäts-Kurve der drei Farbkanäle RGB (rot, grün, blau).

Diese Diagramme zeigen die Helligkeit der einzelnen Farbkanäle (horizontal) und die Anzahl der Bildpunkte der entsprechenden Intensität (vertikal). Auffällig ist die komplett verschobene Helligkeitsverteilung der drei Kanäle; hier wurde also gewaltig gearbeitet.

Machen wir das doch einfach mal rückgängig und sehen uns den Mars so an, als wäre er mit weißem Licht beleuchtet.

Foto: Rechts unten (Pfeil) sehen wir ein weißes Teil der Lande-Apparatur. Im korrigierten Bild muss sie weiß erscheinen.

Diagramme: Mit dem »X« ist eine auffällige Linie gekennzeichnet. Sie stammt von der Beleuchtungsquelle. Vorausgesetzt, das Licht sei neutral-weiß, muss die Linie in allen Spektralfarben den gleichen Helligkeitswert haben.

Besagte Linie ist in allen Farbkanälen gleich hoch dargestellt, folglich gehört sie zu einem farbneutralen Bildelement. Da sie sich jeweils am Rand nahe der größten Helligkeit befindet, stammt sie von einem annähernd weißen Objekt.

 

Rekonstruktion der Kamera-Aufnahme ...

Mars-Panorama Farbkuven 2Wir nehmen einen Weißabgleich vor (das macht unser Seh-Empfinden auch, deshalb können wir unter verschiedenen Beleuchtungen Farben identifizieren).

Dazu trennen wir die drei Farbkanäle, richten die Tonwerte so ein, dass unsere Marker-Linie (Farbe der Beleuchtung) in allen Kanälen den gleichen Helligkeitswert hat, fügen die Kanäle wieder zusammen und betrachten das Ergebnis.

Die resultierende Farbwertkurve ist links neben diesem Text zu sehen: Da es viel roten Sand gibt, ist der rote Anteil im helleren Bereich höher. Die Grün- und Blautöne sind deutlich dunkler, sie stammen wohl von den Felsbrocken, die zwischen den sandigen Stellen liegen.

Wir können davon ausgehen, dass das resultierende Bild dem entspricht, was ein Mensch an dieser Stelle visuell wahrnimmt.

Darüber, wie die spektrale Zusammensetzung der Mars-Beleuchtung genau aussieht, mögen Experten noch lange streiten, dafür werden sie bezahlt. Ob Varieté-rosa, Bhagwan-orange, Kermit-grün, Solarium-blau oder gar Neuperlach-grau, das ist akademisch. Wir wollen die »echten« Farben sehen, so wie sie die Kamera sieht, oder der Mensch nach Gewöhnung an die Lichtverhältnisse.

Was soll also der Wurf in den Farbtopf beim Original-Bild?

Farbstiche können zwei Ursachen haben.

Erstens können sie von farbiger Beleuchtung stammen, wie wir das aus der Disco oder von farbenfrohen Tankstellen kennen.

Zweitens können sie auch von großen farbigen Flächen stammen, wie etwa in gelben Fastfood-Restaurants oder – auf dem Mars – ganz viel rotem Sand überall. Das Messergebnis des Farbspektrums ist jeweils das gleiche.

Jetzt sind wir einfach mal so frech und behaupten, dass die Beleuchtung wohl weiß ist, da dies die gleiche Sonne macht, die auch die Erde beleuchtet.

Der viele rote Sand reicht, um die Spektral-Messergebnisse zu beeinflussen. Also verzichten wir auf die Zusatz-Annahme roter Beleuchtung.

...

Das Foto nach Weißabgleich ...

Et voilà!Mars-Panorama 2

 

 

+

Welche Farbe hat nun der Himmel?

So, und was ist jetzt mit dem doofen Himmel?

Wie wir am irdischen Eingangs-Foto (das mit dem hässlichen Turm) sehen konnten, erscheint der Himmel auf Fotos weiß, hellgrau oder bestenfalls pastellblau – eher nie postkartenblau – aufgrund der Lichtverhältnisse. Das ist beim Mars nicht anders zu erwarten: Auch dort ist der Foto-Himmel weiß oder neutral-(hell)-grau.

Warum strahlt der Sommer-Himmel auf der Erde blau? Weil Gott Schalke- respektive 1860-Fan ist? Nein, noch einfacher: Die Wasserdampf/-dunst-Moleküle in der Luft reflektieren ('streuen') blaues Licht. Die athmosphärischen Gase hingegen (78% Stickstoff, 21% Sauerstoff) sind farblos.

Warum strahlt der Sommer-Himmel auf dem Mars nicht rot? Logisch: Weil Gott Schalke- respektive 1860-Fan ist.   :o)   Nicht ganz. Wenn nicht gerade Sandsturm herrscht, dürfte die Mars-Luft zu dünn sein, um nennenswert rote Sandstaub-Partikel zu tragen. Aus dem gleichen Grund trägt sie auch kaum nennenswert Wasser-Moleküle. Allenfalls schimmert die Luft mal blau, mal rot, mal violett, aber sehr dezent. Auch am Mars sind die athmosphärischen Gase (95% Kohlendioxid, 3% Stickstoff) farblos. Also nix mit »Red Skies of Mars«. Künftige Astronauten werden das bestätigen.

 

+

Alien-Spuren

Noch ein Detail: Spuren im Sand ...

Mars-Detail

 

Aliens?

Auf dem Mars sind Menschen Aliens. Klingt komisch, ist aber so …

 

Erstaunlich, wie sich der Rover durch den Sand gegraben hat.

 

Irgendwie will man sich das doch an Ort und Stelle anschauen, oder nicht?

 

Die Neugierde des Menschen ist nun mal unersättlich. Deswegen müssen wir einfach dort hin fliegen, es hilft nichts!

 

+

Ausblick

Wir werden die Gegend schon noch zivilisieren.

Mars, touristisch

 

 

 

 

 

 

jk