為什麼現的照相技術,在探測器拍攝月球出來的照片都是黑白的?

沉默的旅圖


因為月球本身就是比較黑白分明。月球的物質構成使得月球呈現出較為單調的色彩,光線照的到的地方就顯得白一些,光線較弱或者照不到的地方就顯得黑一些。

月球大約是地球被撞擊飛出的碎片聚集而成,在剛形成的時候還有較為廣泛的地質運動,有火山爆發,噴出大量的火山灰,覆蓋在月球表面,火山灰冷卻後是灰不拉幾的顏色,在演化期間也遭受過強烈的撞擊,導致月球地殼被擊穿,大量的岩漿外流,岩漿冷卻後成為玄武岩,成為月海的底部構造,相對比較平坦,參考地球上玄武岩的顏色,色彩斑斕的也不是很多,通常也是灰不拉幾黑不溜秋的顏色。在月球地質活動頻繁的時期,流出的岩漿能夠向外強烈地輻射光線和其它射線,月球會帶上一些色彩,顯得發紅。不過現在的月球已經陷入了沉寂,地質活動不再,月球表面又覆蓋了一層月塵,使月球的顏色顯得比較單調。美國當年的登月圖像、我國嫦娥四號探月活動獲得的照片中,著陸區域月球表面的顏色都比較單調。

光照也是月球顏色黑白分明的原因之一。月球沒有大氣,陽光照到的地方就顯得很亮,亮就顯得發白,陽光照不到的地方就顯得很暗,暗也就是黑。月球天空和地面的強烈對比,也使得月球表面的顏色顯得更單調,黑白比較分明。但其實月球表面的元素分佈也不是很均勻,撞擊月球的小行星所含的元素也不盡相同,月球表面其實是有一些顏色的,只不過相對比較暗淡,需要通過長時間的觀測曝光,最後將所得的圖像合成為一個,比較浪費時間,不利於探索活動的開展,加上人類火箭技術的實力,探測器攜帶的攝像儀器體積也比較受限,黑白照片在圖像所佔內存、精度等方面更有利於觀測,傳輸也更加方便,因此多采用黑白照片。而在測繪月球地物特徵、海拔等圖像的時候,會用顏色區別,形成色彩豐富的圖像,不過那可不是月球本身的顏色,只是為了更好地區別不同地區之間的差別。

如果多關注月球相關的探索活動,就會知道人類的探測器在月球上不僅可以拍到黑白照片,也拍攝有大量的彩色照片,美國登月期間就留下了大量的彩色照片,我國嫦娥四號探測器著陸後,玉兔二號月球車回望著陸器,可以看到著陸器也是金燦燦的。


來看世界呀


為什麼以現在的相機技術,還拍不出彩色的月亮照片?

其實準確的說,我們見到的所有關於月亮灰撲撲的照片,都是月亮的本色出演,沒有任何PS以及三通道濾鏡的合成的偽彩色,那麼問題來了,為何太陽系裡其他天體色系都豐富多彩,唯有月亮看上去就那麼死氣沉沉呢?

彩色月球哦,但熟悉月球地形的朋友都知道,暖色調的月球的高原,顏色越紅則表示越高,越越冷色調的藍紫色則表示越低,根據月面高程給月面上色,然後一目瞭然的區分月面地形,非常方便的一種表示方式,但這是偽彩色,其實真正的月面顏色還是有一些,這需要大口徑的望遠鏡拍下高清月面然後拼接,不做任何色彩處理,但月面仍然具有一些難以言表的色彩!

香港天文同好Wah拍攝的高清拼接半月,各位請注意月面似乎有一些顏色,但非常淡,比較難區分各種顏色的區別,當然這和月面物質成分反射不同的波段光線是有關係的,但因為月面無大氣,因此沒有氧化加劇這個過程,更沒有其他化學過程,唯一的就是小行星撞擊以及月面早期形成時保留的本來面目!因此月面在小口徑望遠鏡下呈現的就是一片灰色,這是非常正常的現象!

無獨有偶,八大行星中最小的水星和月球的情況是一樣的,如果沒有人告訴您這是水星的照片,想必很多朋友應該是會認為是月球背面的照片,因為兩者色系沒什麼差異,而兩者的空間環境也類似,除了水星距離太陽更近一些!我們來比較下兩者共同特徵:天體沒有大氣層,能改變天體表面的因素只有撞擊和天體本身的的活動,而對天體顏色影響最大的大氣則剛好幾乎為零,因此從下圖太陽系裡所有的岩石質天體來看,只有水星和月球永遠都是黑白照!

很明顯上圖中色彩最豐富的是地球,因為有大氣海洋還有綠植與地面各種物質氧化後的顏色,金星則主要是其大氣層的顏色,火星還有極冠與大量氧化鐵的地表,其他的衛星則色系越來越單調,這它們的天然條件是有關係的!

還有一點要指出的是我們看到的豐富多彩的深空照片,也是多通道合成而已,比如上圖才是遙遠星系的真實顏色,但事實上各位現在已經很少能看到這樣的照片,因為這是在影響視覺效果,我們看到的一般都是如下圖:

這樣彩色深空照才能吸引我們的眼球,但很可惜這些都是假的,不過為了能給各位科普,NASA也是拼了,黑白的原圖甚至都需要處理一下才能呈現給各位了!當然各位可以相信幾大行星的真實照片,那確實是它們的色系,除了可能有部分藝術效果增強以外,絕大部分還是真實的!


星辰大海路上的種花家


首先,月球的顏色本來就是黑白的,不像地球,存在各種各樣的物質,可以呈現各種各樣的顏色。月球上的物質非常單調,所以顏色也很單調,就是黑白的。



另外,我們現在的相機之所以可以拍攝出來色彩照片,主要是加了一個拜耳濾鏡。但是,加上拜耳濾鏡之後,會把原來相機手機的光線減弱2/3。對於我們在地球上拍照來說,光線比較強,減弱些光線也不影響大局。但是在太空中就不一樣,太空的光線十分微弱,特別是一些距離地球很遠的天體,光線達到地球就很微弱了。所以,這個時候往往需要大口徑的鏡頭和長時間的手機光線時間,才能夠得到足夠的光子進行成像。而如果在這些探測器上面或者天文望遠鏡上面在加上拜耳濾鏡的話,那麼光線就會更加嚴重消弱。從而使得成像效果很差,出現虛像。所以,為了得到較好的天體照片,一般天文學相機都不加拜耳濾鏡,所以拍出來照片都是黑白的。



有些照片大家看著是彩色的,那是因為後期科學家經過了圖像渲染,自己給加上去的顏色。比如哈勃拍攝的一些著名宇宙照片,很多都是後期處理的結果:



所以,原始的天文學照片,都是黑白,比較難看的。


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