Die Farbe des Mars

von: Holger Isenberg, web@mars-news.de
, http://mars-news.de

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erstellt: März 1999
letzte Änderung: 14.Juni 2000

Der Rote Planet, dieser Name darf einfach in keinem Artikel der allgemeinen Presse über den Mars fehlen. Genauso haben auch die kleinen grünen Männchen eine Hauptrolle in Beiträgen renommierter Tageszeitungen wie FAZ oder Süddeutsche über den Mars-Meteoriten ALH84001.

Ohne Zweifel, rot erscheint der Planet selbst mit blossem Auge am Nachthimmel, wobei unsere Erde aus Sicht eines Mars-Bewohners, aufgrund des 70%igen Wasserbedeckung in Verbindung mit Lichtbrechung in der Atmosphäre deutlich blau erscheinen würde. Bei einem umgekehrten Verhältnis der Wasser-Landverteilung, wäre aus dem Weltall allerdings eher ein braun-grüner Planet zu sehen.

Die Farbe der Atmosphäre, hervorgerufen durch die Rayleigh-Streuung[4] an Gasmolekülen, bestimmt also nur in sehr geringem Maße die Farbgebung eines Planeten von ausserhalb gesehen und auch direkt auf der Oberfläche!

Warum sollte dann der Mars-Himmel, wie auf allen Bildern der NASA/JPL-Presseabteilunge verbreitet, rot bis pinkfarben erscheinen? Begründet wird diese Färbung wenn überhaupt, nur mit der Lichtbrechung an Atmosphären-Staub. Aber Staub in der Atmosphäre ist sicherleich kein Zustand, der über Jahre hinweg auf einem Planeten herrscht, der Wolkenbildung, Frühnebel und Bodenfrost aufweist, da Wasser diesen nach einiger Zeit wieder auswaschen würde.

Astronomen am Hubble Weltraumteleskop und Amateurastronomen [8] beobachten schon seit langem weiße Wasserwolken und eine bläuliche Atmosphäre.


Abb. A, Viking 1, Nr. 12b069, 29. August 1976, 12.65 lokale Mars-Zeit
Dieses Bild wurde aus den RGB-Daten der Sonde und einer der aus den Filterdaten abgeleiteten Farbkorrektur erstellt.  (jeweils auf das Bild klicken, um es in Originalgröße zu sehen)
Alle Fotos von Viking und Pathfinder mit freundlicher Genehmigung von JPL/NASA/Caltech.

Originalbild ohne Korrektur.

Und auch ersten Farbkameras auf dem Mars, der Viking-Sonden 1 und 2, zeigten kurz nach der Landung blauen Himmel und rotbraunen Boden, eine Landschaft, die mit der Wüste von Arizona vergleichbar ist [3] (Abb. A und B).

Dies sind Original-Bilder der beiden Sonden, jeweils mit und ohne Modifizierung des Farbtons, die aus den drei rot-, grün- und blau-gefilterten Kameradaten[5] gewonnen wurden. Die Farbanpassung habe ich dabei entsprechend den Filterdaten des Kamerasystems vergenommen. Die Viking-Kameras arbeiteten nach dem Prinzip eines Farbscanners, wobei für verschiedene Lichtwellen-Längen unterschiedliche Sensoren mit getrennter Datenübetragung verwendet werden.

Um aus diesen Scannerdaten ein farbechtes Bild zu erstellen, muß zunächst eine Farbkalibrierungs-Tafel aufgenommen werden, deren Farben bekannt sind. Diese Tafeln sind in Abb. A und B, rechts und links neben dem Mast der Parabolantenne sichbar und zeigen u.a. die drei Grundfarben (RGB) eines Farbmonitors.

Schon mit blossem Auge kann hier erkannt werden, daß die Farben korrekt wiedergegeben werden. Auch in Abb. E kann dies bestätigt werden, da dort der weisse Bodenfrost eine natürliche Farbkalibrierung zum Weissabgleich bereitstellt.


Abb. B, Viking 2, Nr. 22a158, 25. September 1976, 11.96 lokale Mars-Zeit
Dieses Bild wurde aus den RGB-Daten der Sonde und einer der aus den Filterdaten abgeleiteten Farbkorrektur erstellt.

Originalbild ohne Korrektur.

Abb C zeigt ein rotes Mars-Bild in der Farbgebung, die allgemein als Mars-typisch gilt, aufgenommen 18 Monate später. Wie kommt es zu dieser Farbänderung, obwohl die scharf umrandeten Schatten und die ansonsten klaren Farben auf keinen Atmosphären-Staub schliessen lassen?

Des Rätsels Lösung erscheint, wenn man einen Computer mit Bildbearbeitungs-Programm zuhilfe nimmt: Durch Anhebung der Farbwerte von Blau und Grün um 50% und 25% gelangt man zu Abb D, die eine aus Abb. A und B bekannte Färbung zeigt.


Abb. C, Viking 1, Nr. 12h016,
11. Februar 1978, 15.56 lokale Mars-Zeit

Abb. D
Blau um 50% verstärkt, Grün um 25%

Abb. E, Viking 2, Nr. 21i093,
18. Mai 1979, 14.24 lokale Mars-Zeit

Mit der gleichen Methode[1] gelangt man auch bei den Bilddaten des Mars Pathfinders (Abb. F) zu dieser Farbgebung (Abb G), wobei hier allerdings die Schärfe der Original-Bilder bei weitem nicht mit den exzellenten Viking-Daten vergleichbar ist, da bei der Pathfinder-Mission eine Informationsreduzierende Bildkompression (vergleichbar mit JPEG) verwendet wurde.


Abb. F, Pathfinder,
August1997, Quelle: [6]

Abb. G,
Blau um ca. 50% verstärkt, Grün um ca. 25%


Abb. H, 12e018
03.Jul 1977, 15:20

Abb. I, 12b166
06.Okt 1976, 7:48
Temporär erscheint die Oberfläche tatsächlich manchmal in rötlichem Licht, verursacht durch Staubstürme, die teilweise mehrere Monate lang die Sonne verdunkeln. Das linke Bild, aufgenommen während oder kurz nach einem Sturm zeigt dies deutlich. Der wesentliche Unterschied zu den anderen hier präsentierten Bildern, ist das diffuse Licht, erkennbar an fehlenden scharf abgegrenzten Schatten. Rechts daneben, eine Aufnahme bei normalem Mars-Wetter mit klarem Himmel.

Bei den Bilddaten der Viking- und Pathfinder-Missionen ist diese diffuse Beleuchtung aber die Ausnahme und nicht die Regel, wie es die NASA versucht zu verkaufen.

(für unveränderte Originaldaten auf die Bilder klicken)

Als Abschluß noch die "offizielle" Sicht der NASA bezüglich realer Farben der Landestelle des Pathfinder:


Abb. J, Quelle:
http://mars.jpl.nasa.gov/MPF/science/PDS/pds-jun99.html

Originale Bildunterschrift:
The true color of Mars based upon three filters with the sky set to a luminance of 60. The color of the Pathfinder landing site is yellowish brown with only subtle variations. These colors are identical to the measured colors of the Viking landing sites reported by Huck et al. [1977]. This image was taken near local noon on Sol 10. A description of the techniques used to generate this color image from IMP data can be found in Maki et al., 1999. Note: a calibrated output device is required accurately reproduce the correct colors.

Ich weiß nicht, warum hier ausdrücklich betont wird, einen kalibrierten Monitor zur Ansicht dieses durch "spezielle Techniken" hergestellen Echtfarbenbilds zu benutzen. Bei jedem Amateurfotografen würde so ein Bild in der runden Ablage landen.

Literatur

[1]
Holger Isenberg, Blue Sky on Mars:
http://mars-news.de/life
[2]
Robert Shepherd, Synthetic High Resolution Viking Images:
http://www.marscentral.com/Places/Landings/Viking/2/
[3]
Vincent DiPietro, Mars: Red sky or blue sky?:
http://www.mufor.org/dipietro3.html,
http://rense.com/general9/color.htm
[4]
Department of Meteorology, University of Maryland, Why is the sky blue?:
http://meto.umd.edu/~ezra/why.html

andere Quellen: Die Ursache für blauen und roten Himmel,
"Welche Atmosphäre würde roten Himmel verursachen?"

[5]
NASA/JPL, Planetary Data System Imaging Node:
http://www-pdsimage.jpl.nasa.gov/PDS/
[6]
Peter Smith, University of Arizona, Pathfinder Panorama:
http://mars.jpl.nasa.gov/MPF/ops/fpress-img.html
[7]
Filter spectral responsivities on Viking Lander:
http://mars-news.de/color/filter.html
[8]
Association of Lunar & Planetary Observers: Mars Section:
http://www.lpl.arizona.edu/~rhill/alpo/mars.html