Contorno della calotta polare meridionale di Marte, da immagini ottenute nella terza decade di luglio durante l’apparizione del 2003. Il polo Sud del pianeta si trova al centro del reticolo di coordinate, costruito intorno ai cerchi corrispondenti a distanze dal polo (colatitudini) equispaziate ogni 10 gradi. I punti rappresentano singole misurazioni
Scopi della ripresa digitale
A partire dall’apparizione del 2001, ed ancor più nel 2003, l’osservazione di Marte tramite webcam e CCD si è andata affermando. Parallelamente, è stato necessario definire le modalità per produrre immagini non soltanto belle, ma anche “utili”. Per farlo, occorre tenere a mente gli obbiettivi dell’osservazione:
- Misurazione dei dettagli di superficie, per evidenziare la variazione dei confini delle macchie di albedo.
- Misurazione della posizione dei dettagli legati a fenomeni atmosferici: nubi di vapore o polveri, nebbie, ecc.
- Misurazione del contorno delle calotte polari e delle loro variazioni stagionali.
- Stima delle variazioni cromatiche.
- Analisi della trasparenza atmosferica generale e del “violet clearing”.
Per svolgere questi compiti, è necessario disporre di osservazioni che soddisfano principalmente due criteri:
- devono essere correttamente orientate;
- devono rispettare una priorità nell’importanza dei filtri.
Nel seguito approfondiamo brevemente questi due aspetti. Per una panoramica comune a tutti i pianeti si raccomandano le pagine sulle tecniche e gli standard di ripresa.
In questa ottima immagine di Marco Lorenzi possiamo individuare il cappuccio polare nord e alcuni nubi caratteristiche della regione di Tharsis.
L’orientamento dell’immagine
Quando si riprende un pianeta, a priori l’insieme camera-telescopio può essere ruotato in modo arbitrario rispetto al Nord del pianeta o al Nord celeste. In generale, accade spesso che l’osservatore preferisce ruotare la camera in modo che il Sud sia verso l’alto, ma ciò viene fatto “a occhio” in modo rapido e approssimato.
In realtà per ogni ripresa marziana, l’orientazione del disco del pianeta dovrebbe essere nota con precisione, e riportata sull’immagine stessa. Ciò è ancor più necessario se l’immagine è di buona qualità, poiché in questo caso la maggiore nitidezza dei dettagli può essere sfruttata per ottenere misure più affidabili della posizione dei dettagli.
Come ottenere, quindi, l’orientazione corretta del pianeta sull’immagine? Occorre semplicemente determinare la direzione del Nord celeste oppure, con un risultato equivalente, della direzione Est-Ovest, perpendicolare alla precedente. Per farlo, vi sono due metodi:
- ruotare la camera prima della ripresa, facendo scorrere l’immagine in ascensione retta (= pulsantino accessione/spegnimento moto orario) in modo che il pianeta si sposti est-ovest esattamente lungo le righe di pixel. Spendendo un po’ di tempo per effettuare la procedura in modo molto accurato, si può poi fare una tacca sul raccordo webcam-telescopio e riposizionare ogni volta la camera allo stesso modo (ammesso che nulla – raccordi, telescopio, specchietti ecc. – ruoti nel frattempo). In realtà, meglio sarebbe ripeterla ogni volta.
- effettuare una ripresa del pianeta, o meglio, di una stella (senza muovere la camera), a moto orario spento. Ciò fornisce, ogni volta, la direzione Est-Ovest con precisione discreta, da misurarsi a posteriori su una serie di immagini della sequenza.
Quale che sia la scelta, si dovrà poi – obbligatoriamente – mettere nella scheda un segmento ben visibile con un’indicazione a fianco (“N” oppure “N-S” o “E”… a seconda dei casi) perché l’orientazione ottenuta resti registrata con l’accuratezza desiderata.
In ogni caso, è utile che l’immagine rispetti approssimativamente le convenzioni usuali, ruotandola in modo che Nord (celeste o del pianeta) sia in basso, il lembo precedente (p) a sinistra, il seguente (following, f) a destra.
Quali filtri?
Marte ripreso a diverse lunghezze d’onda, con una camera CCD astronomica tradizionale (San Gersolè Planetary Group, 1997). SI noti l’aumentare della trasparenza atmosferica col crescere della lunghezza d’onda utilizzata
I filtri hanno la funzione prioritaria di trasmettere l’informazione pertinente a livelli diversi dell’atmosfera del pianeta. In pratica, con le lunghezze d’onda del rosso (R) o infrarosso (IR) l’atmosfera è trasparente, e si ha il massimo contrasto dei dettagli della superficie solida di Marte. Solo le tempeste di polvere sono opache in IR. Andando verso lunghezze d’onda minori come giallo-verde, blu e ultravioletto (G, B e UV) si esaltano i vapori presenti a quote crescenti nell’atmosfera del pianeta.
In pratica, accade che al telescopio non vi sia sempre il tempo per riprendere un’immagine per ogni filtro, oppure che si decida di acquisire una serie limitata di filtri. In ordine di priorità, occorre quindi dare il seguente ordine ai filtri da utilizzare:
- R e B (le differenze permettono di valutare le nubi)
- G (idem, come sopra, con informazione aggiunta)
- IR (per vedere meglio le strutture al suolo e le nubi di polvere molto dense; ottimo in caso di seeing non buono)
- UV (nubi, al massimo del loro contrasto)
Ovviamente, occorre che le varie lunghezze d’onda figurino sull’immagine separatamente. E’ molto utile (nonché gradevole) avere la composizione a colori RGB. Da notare che i vari RRGB e IRGB tendono a diminuire l’impatto delle strutture atmosferiche: anche se il contrasto è più elevato, le immagini così ottenute contengono meno informazione sulle strutture atmosferiche e sono inutili per un lavoro serio.
Si noti anche che nel caso in cui si usino filtri non progettati specificamente per l’utilizzo CCD, occorre sempre interporre un filtri IR-cut, tranne ovviamente per le riprese IR! In quest’ultimo caso, occorre usare un IR-pass, o in alternativa un filtro rosso profondo come il W25 o il W29.
Accorgimenti di elaborazione
A causa del bordo netto, della presenza della brillante calotta e di nubi al lembo, il disco di Marte necessita particolare cura nella costruzione delle composizioni a colori RGB. Infatti, una minima dispersione atmosferica, indotta da un’altezza sull’orizzonte appena non ottimale, può produrre un bordo iridescente se i tre colori non sono perfettamente a registro.
Per consentire l’utilizzo delle riprese, inoltre, occorre evitare con massima cura di “tagliare” il bordo del pianeta annerendo eccessivamente il fondo del cielo, oppure “ritagliando” il disco per incollarlo su fondo nero. Il bordo deve restare naturale, mostrando la sua graduale sfumatura verso lo sfondo dell’immagine. Il bordo ritagliato impedisce qualunque misura sull’immagine.
In questa scheda di Tiziano Olivetti si notano chiaramente le differenti caratteristiche di albedo e atmosferiche che i filtri ci permettono di evidenziare.