La NASA y las manipulaciones del color de las fotos de Marte

El 6 de enero de 2004 la NASA publicó la primera imagen tomada por el primer rover que aterrizó en Marte, el Spirit. La imagen mostraba un terreno y un cielo muy rojizos, por lo que algunos pensaron que había sido manipulada. Hubo quien editó la imagen para disminuir el nivel de rojo y ver el resultado. Quedó algo como lo que veis a continuación. La imagen de la izquierda es la original de la NASA, y la de la derecha es la manipulada. Muestra unos tonos más naturales, y… un cielo azul.

Es posible que el suelo de Marte sea menos rojizo de lo que aparece en la toma de la NASA. Por otro lado, el que exista un cielo azul no es incompatible con que Marte siga siendo el planeta rojo visto desde el espacio. Las dudas ya venían de tiempo atrás, ya que la sonda Viking envió una imagen en la que se apreciaba la bandera de los Estados Unidos muy desplazada hacia el rojo. Al fondo de la imagen también se apreciaba el suelo y el cielo marciano.  Aquí ya había colores de referencia con los que comparar. Al desplazar el color para que la bandera se mostrase natural, también quedaba un cielo azul.

Hay otro hecho más inquietante aun. Esta es una de las primeras fotos enviadas por el rover, todavía sobre la cápsula abierta con la que aterrizó. Si miramos la imagen siguiente vemos un paisaje marciano, y en la parte inferior un extraño dispositivo que parece un joystick, y que realmente es un sundial, una herramienta para ayudar en la calibración del color en las tomas de la NASA, y por medio de la sombra proyectada conocer la hora marciana y la época del año.

Podéis acceder a la imagen al alta resolución aquí.

Notad los colores del sundial y comparadlos con los originales.

El color azul se ha convertido en rojo intenso.

El 10 de enero de 2004 la NASA dio una rueda de prensa, y mirad una de las imágenes que proyectó en la pantalla ubicada detrás de los conferenciantes. De nuevo un cielo azul.

Los conspiranoicos inmediatamente sospecharon que esta imagen se les escapó a la NASA, que deliberadamente está tratando de ocultarnos que las condiciones de Marte no son tan diferentes a las de la Tierra, e incluso, ¿por qué no?, podría ser habitable.

Pero, conozcamos un poco más en profundidad los detalles del instrumental de los rover y de las cámaras que llevan montadas para entender mejor esta cuestión.

En primer lugar es necesario saber las nociones básicas del funcionamiento de las cámaras digitales. El corazón de una cámara digital es el CCD (charge coupled device) o sensor que capta la intensidad luminosa que llega a cada célula de su rejilla y que dependiendo de la intensidad excita en mayor o menor medida dichas células produciendo un pixel que tendrá un valor más o menos alto. Las células del CCD no tienen la capacidad de distinguir los colores, solo la intensidad luminosa, por lo que solo pueden tomar fotografías en un color ( imaginemos que en ByN). Las cámaras como las que tenemos en casa, resuelven el problema de los colores por medio de una máscara de bayer por medio de la cual cada pixel de la fotografía es el resultado de componer el resultado de 4 pixels (uno azul, uno rojo y dos verdes).

El problema de este mecanismo es que los pixels se espacian demasiado, por lo que las cámaras comerciales tienen que incluir un mecanismo de interpolado. En el rover, no se puede permitir el lujo de perderse un detalle, por lo que este sistema no vale.

Un mecanismo para evitar esta pérdida es utilizar filtros. Uno para el azul, uno para el rojo, y otro para el verde (RGB) y después componer la imagen superponiendo las tres tomas.

Es importante tener presente que ninguna cámara digital toma fotos en True Color. Todas son composiciones. No hay ninguna cámara que pueda tomar fotos exactamente como las percibe el ojo humano.

El ojo humano tiene tres tipos de conos que son las células de la retina que tienen la capacidad de percibir el color. Hay conos con capacidad de percibir el rojo, otros el verde y otros el azul. En el siguiente diagrama se pueden apreciar las diferentes longitudes de onda de la luz visible que excitan a cada uno de estos tres tipos de conos. Los conos azules se excitan con ondas de longitud 445 nm., los verdes con ondas de 535 nm. y los rojos con ondas de longitud 570 nm.

Comprobando las especificaciones de la cámara panorámica de los rover, comprobamos que en cada una de las lentes hay 8 filtros.

(SP= short-pass, LP=long-pass)

Los valores típicos para una toma RGB son 600 nm para el rojo, 530 para el verde y 480 para el azul, que coinciden con los filtros L4, L5 y L6. Pero en la mayoría de las imágenes que toman los rover, el filtro L4 es sustituido por el filtro L2, que está en el límite de la franja infrarroja, con la finalidad de conseguir tomas con más detalles y mayor percepción en la zona de sombras. Utilizando el filtro L2, los colores azules son especialmente brillantes. Esta es la razón por la que vemos esa distorsión.

Para comprobar que esto es cierto, tomemos dos juegos de imágenes tomadas del repositorio de la NASA. En este primer juego podemos ver el sundial fotografiado utilizando los filtros L4, L5 y L6. La codificación de la fotografía ayuda a identificar el filtro que se usó.

http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/2/p/003/2P126632830ESF0200P2899L4M1.JPG
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/2/p/003/2P126632883ESF0200P2899L5M1.JPG
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/2/p/003/2P126632935ESF0200P2899L6M1.JPG

Este segundo juego sustituye el filtro L4 por el L2.

http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/2/p/004/2P126725406ESF0200P2095L2M1.JPG
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/2/p/004/2P126725437ESF0200P2095L5M1.JPG
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/2/p/004/2P126725479ESF0200P2095L6M1.JPG

Si con la ayuda del photoshop desplazamos cada una de estas fotografías al color correspondiente y las solapamos en tres capas superpuestas, las imágenes que obtendríamos serían estas:

Serie 1:

Serie 2:

Pero esto no es todo. Cada una de las tomas realizadas por las cámaras del rover son normalizadas digitalmente por un procesador que lleva incorporado el sistema que controla la exposición. Esto quiere decir que la conversión analógica digital no es siempre la misma sino que varía dependiendo de la señal que le llegue tomando como 0 el valor mínimo percibido y como FFFFFF el valor máximo. Al solapar las imágenes puede que algún color haya sido digitalizado tomando umbrales distintos. Esto no es problema para la NASA porque ellos tienen la información sobre la normalización de cada toma, pero nosotros, accediendo al repositorio no la tenemos.

Dentro del repositorio de la NASA hay un grupo de imágenes en SOL 8,  que parecen ser un test con todos los filtros. Podemos utilizar la mezcla de L2, L5 y L6 y compararla con L4, L5 y L6 para ver las diferencias.

En este caso podemos comprobar que la diferencia no es tan notoria y posiblemente sea una imagen bastante cercana a cómo lo veríamos si nos desplazásemos al planeta rojo.

Como conclusión, decir que la NASA no manipula las imágenes de Marte, sino que simplemente tenemos que saber entenderlas. Esto no es fácil, y por consiguiente estamos en terreno abonado para las teorías conspiratorias que tanto nos gustan.

Referencias:

http://www.goroadachi.com/etemenanki/mars-hiddencolors.htm

http://web.archive.org/web/20040401142127/http://www.atsnn.com/story/30048.html

http://health.howstuffworks.com/human-body/systems/eye/eye3.htm