26. februar 2015, 17:14
Nasin video posnetek modrega sončnega zahoda na Marsu. Sestavljen je iz fotografij, ki jih je posnelo vesoljsko plovilo Opportunity, ki je bilo 7. julija 2003 izstreljeno na Mars z nosilno raketo Delta II.
Konec januarja letos Naprava je praznovala 11. obletnico pristanka na Marsu. V počastitev tega datuma je rover posnel čudovito panoramsko fotografijo z ene najvišjih točk, na katere se je lahko povzpel – z vrha Cape Tribulation na zahodnem robu kraterja Endeavour.
Od več kot 40 sond, ki so poletele na Mars, jih je manj kot polovica uspešno zaključila svoje naloge. Trenutno na površju Marsa delujeta dva roverja: Curiosity in Opportunity. Oba roverja sta v lasti Nase. Poleg tega atmosfero Rdečega planeta raziskujeta indijska sonda Mangalyaan, pa tudi ameriška MAVEN, ki sta konec septembra 2014 skoraj istočasno dosegla Mars.
Roverja Opportunity in Curiosity sta opremljena z alfa-protonskimi rentgenskimi spektrometri z ruskimi viri na osnovi kurija-244, ki so zasnovani za analizo elementarne sestave snovi.
Na Marsu je Sonce modro. Zemljina atmosfera sipa modro svetlobo v vse smeri, zato se opazovalcu na Zemljinem površju zdi nebo modro. In preostale komponente sončne svetlobe neovirano prehajajo skozi ozračje in Sonce je vidno v spektru, premaknjeno v rdeče-rumeno območje.
Na Marsu se zgodi ravno obratna situacija. Rdeči prah v atmosferi razprši rdeč del sončne svetlobe in obarva nebo nad Marsom rdeče. Modri del sončne svetlobe prehaja skozi Marsovo ozračje in naredi Sonce vidno s površine v hladnih, modrih barvah. Ker je količina prahu v ozračju neposredno povezana s številom orkanov in močjo vetrov blizu površine, lahko barva Marsovega sonca niha v zelo širokih mejah in ima izrazit sezonski značaj.
Modri marsovski sončni zahod 14. aprila 2014
Prišel je za mnoge težko pričakovani trenutek, ko si je rover Curiosity privoščil malo oddiha od znanosti in preprosto občudoval pokrajino sončnega zahoda. Nekaj dni kasneje smo lahko videli tudi to sliko.
Na namizje. Polna velikost na avtorjevi spletni strani.
Marsovski sončni zahod je edinstven v tem, da je modre barve. Razlog za to barvo neba je isti, ki na Zemlji daje modro nebo in rdeče sončne zahode - Rayleighovo sipanje. Obstaja napačno prepričanje, da je na Zemlji modra barva neba posledica prisotnosti kisika v zraku ali celo ozonske plasti. Pravzaprav sestava atmosfere tu vpliva manj kot njena gostota. To je gostota plina, ki razprši belo sončno svetlobo in obarva nebo.
Razlika med barvo neba opoldne in ob sončnem zahodu je prostornina ozračja, ki jo premagajo sončni žarki. Na Marsu je atmosfera stokrat tanjša kot na Zemlji, a ko je sonce na obzorju, njegova svetloba prodre v tridesetkrat debelejšo plast ozračja kot opoldne.
Prah, ki nenehno visi v atmosferi, daje Marsovemu nebu dodaten barvit učinek. Očitno je njegova oranžna barva v kombinaciji z modro tisto, kar daje rahlo zelenkast odtenek na fotografiji. Čeprav je zdaj, nasprotno, vreme zelo jasno. V letu in pol, odkar Curiosity dela na Marsu, še nisem videl tako dobre vidljivosti. Prvič smo lahko videli kamne na pobočju gore, ki se nahaja skoraj 30 km od roverja.
Vendar pa je prah še vedno prisoten na nebu. Vidite lahko, kako se gorovje izgublja v prašni meglici.
Na največji očesu vidni razdalji se nahaja več kot 50 kilometrov stran. Trenutno jasno nebo pojasnjuje, zakaj je nebo skoraj črno na vrhu panorame sončnega zahoda. Čez dan v zenitu bi moralo biti tako črno kot na Luni ali na Zemlji na višini nad 30 km.
Opazovanja, ki jih izvaja aparat Viking, kažejo, kako se barva neba in njegova črnina spreminjata glede na količino prahu.
Vrnimo se k barvi sončnega zahoda. Zahvaljujoč sodobni tehnologiji lahko zarjo vidimo tudi iz vesolja. Oranžna barva oblakov je jasno vidna na meji dneva in noči na zadnji sliki "Electro-L".
Če pogledamo Mars s teleskopom Hubble, lahko vidimo enako modro obrobo, ki obkroža Mars vzdolž roba osvetljenega diska.
Zanimivo je, da modre barve niso vedno vidne na vesoljskih slikah Marsa. Očitno je razlog sezonska nihanja gostote ozračja. Odvisno od letnega časa lahko zaloge zraka na Marsu padejo na 1/150 zemeljskih zalog. Preostanek zmrzne kot suh led na polih.
Curiosity je pred tem posnel slike sončnega zahoda na Marsu, vendar je to storil s črno-belo navigacijsko kamero. Da bi bil video bolj učinkovit, sem si moral sposoditi barvo od drugega sončnega zahoda, od Spirita, a rezultat se mi zdi dober.
Vendar nas modro nebo zagotovo ne bo presenetilo. Kar je res neverjetno, je modro zahajajoče sonce. Kot vemo iz izkušenj na Zemlji, se ob zori ne spremeni samo barva neba, ampak tudi vidni disk zvezde.
Na žalost Curiosity ne tvega neposrednega fotografiranja sonca, ker se boji, da bi poškodoval senzor kamere, vendar je lahko ujel bleščanje sonca, ki se je izkazalo za modro.
Več o tem, kaj je rover počel in raziskoval zadnji mesec, vam bom podrobneje povedal ta teden. Ostanite z nami.
Ena od značilnosti človeka je radovednost. Verjetno je vsak kot otrok pogledal v nebo in se spraševal: "zakaj je nebo modro?" Izkazalo se je, da odgovori na tako na videz preprosta vprašanja zahtevajo nekaj znanja s področja fizike, zato ne bo vsak starš svojemu otroku pravilno razložil vzroka za ta pojav.
Razmislimo o tem vprašanju z znanstvenega vidika.
Območje valovnih dolžin elektromagnetnega sevanja pokriva skoraj celoten spekter elektromagnetnega sevanja, kamor sodi tudi človeku vidno sevanje. Spodnja slika prikazuje odvisnost jakosti sončnega sevanja od valovne dolžine tega sevanja.
Ob analizi te slike lahko opazimo dejstvo, da je tudi vidno sevanje predstavljeno z neenakomerno intenzivnostjo za sevanje različnih valovnih dolžin. Tako ima vijolična barva relativno majhen prispevek k vidnemu sevanju, največji pa imata modra in zelena barva.
Zakaj je nebo modro?
Prvič, to vprašanje navaja dejstvo, da je zrak brezbarven plin in ne bi smel oddajati modre svetlobe. Očitno je vzrok takšnega sevanja naša zvezda.
Kot veste, je bela svetloba pravzaprav kombinacija sevanja vseh barv vidnega spektra. S pomočjo prizme je mogoče svetlobo jasno ločiti na celotno paleto barv. Podoben učinek se pojavi na nebu po dežju in tvori mavrico. Ko sončna svetloba vstopi v zemeljsko atmosfero, se začne razpršiti, tj. sevanje spremeni svojo smer. Posebnost sestave zraka pa je takšna, da se ob vstopu svetlobe vanj sevanje s kratko valovno dolžino razprši močneje kot dolgovalovno sevanje. Tako lahko ob upoštevanju predhodno prikazanega spektra vidite, da rdeča in oranžna svetloba pri prehodu skozi zrak praktično ne bosta spremenili svoje poti, medtem ko bo vijolično in modro sevanje opazno spremenilo svojo smer. Zaradi tega se v zraku pojavi določena »tavajoča« kratkovalovna svetloba, ki se v tem okolju nenehno sipa. Kot posledica opisanega pojava se zdi, da se kratkovalovno sevanje v vidnem spektru (vijolično, cian, modro) oddaja iz vsake točke na nebu.
Splošno znano dejstvo zaznavanja sevanja je, da lahko človeško oko ujame in vidi sevanje le, če pride neposredno v oko. Takrat boste ob pogledu v nebo najverjetneje videli odtenke tistega vidnega sevanja, katerega valovna dolžina je najkrajša, saj se prav to najbolje razprši v zraku.
Zakaj ne vidite jasno rdeče barve, ko gledate v Sonce? Prvič, malo verjetno je, da bo oseba lahko natančno pregledala Sonce, saj lahko intenzivno sevanje poškoduje vidni organ. Drugič, kljub obstoju takšnega pojava, kot je sipanje svetlobe v zraku, večina svetlobe, ki jo oddaja Sonce, doseže površino Zemlje, ne da bi se razpršila. Zato se vse barve vidnega spektra sevanja združijo in tvorijo svetlobo z izrazitejšo belo barvo.
Vrnimo se k svetlobi, sipani v zraku, katere barva naj bi imela, kot smo že ugotovili, najkrajšo valovno dolžino. Od vidnega sevanja ima vijolična najkrajšo valovno dolžino, sledi ji modra, modra pa ima nekoliko daljšo valovno dolžino. Ob upoštevanju neenakomerne intenzivnosti sončnega sevanja postane jasno, da je prispevek vijolične barve zanemarljiv. Zato največji prispevek k sevanju, razpršenemu v zraku, prihaja iz modre barve, sledi ji modra.
Zakaj je sončni zahod rdeč?
V primeru, ko se Sonce skrije za obzorje, lahko opazimo isto dolgovalovno sevanje rdeče-oranžne barve. V tem primeru mora sončna svetloba prepotovati opazno večjo razdaljo v zemeljski atmosferi, preden doseže opazovalčevo oko. Na mestu, kjer začne sončno sevanje delovati z atmosfero, sta barvi modra in modra najbolj izraziti. Z razdaljo pa kratkovalovno sevanje izgublja na intenzivnosti, saj se na poti močno razprši. Medtem ko dolgovalovno sevanje odlično pokriva tako velike razdalje. Zato je Sonce ob zahodu rdeče.
Kot smo že omenili, čeprav je dolgovalovno sevanje šibko razpršeno v zraku, sipanje še vedno poteka. Zato Sonce, ko je na obzorju, oddaja svetlobo, od katere do opazovalca doseže le sevanje rdeče-oranžnih odtenkov, ki ima nekaj časa, da se razprši v ozračju in tvori prej omenjeno "tavajočo" svetlobo. Slednja obarva nebo v pestre odtenke rdeče in oranžne.
Zakaj so oblaki beli?
Ko govorimo o oblakih, vemo, da so sestavljeni iz mikroskopskih kapljic tekočine, ki skoraj enakomerno razpršijo vidno svetlobo, ne glede na valovno dolžino sevanja. Nato se razpršena svetloba, usmerjena v vse smeri od kapljice, ponovno razprši na druge kapljice. V tem primeru se ohrani kombinacija sevanja vseh valovnih dolžin, oblaki pa »svetijo« (odsevajo) v beli barvi.
Če je vreme oblačno, doseže Zemljino površino malo sončnega sevanja. V primeru velikih oblakov ali njihovega velikega števila se del sončne svetlobe absorbira, zaradi česar se nebo zatemni in dobi sivo barvo.
Svet okoli nas je poln neverjetnih čudes, a nanje pogosto nismo pozorni. Ko občudujemo jasno modrino spomladanskega neba ali svetle barve sončnega zahoda, sploh ne pomislimo, zakaj nebo spreminja barvo, ko se spreminja čas dneva.
Na lep sončen dan smo navajeni svetlo modre barve in tega, da jeseni nebo postane megleno sivo in izgubi svetle barve. Toda če vprašate sodobnega človeka, zakaj se to zgodi, velika večina nas, ko smo enkrat oboroženi s šolskim znanjem fizike, verjetno ne bo mogla odgovoriti na to preprosto vprašanje. Medtem pa v razlagi ni nič zapletenega.
Kaj je barva?
Iz šolskega tečaja fizike bi morali vedeti, da so razlike v barvnem zaznavanju predmetov odvisne od valovne dolžine svetlobe. Naše oko lahko razlikuje le dokaj ozko območje sevanja valov, pri čemer so najkrajši valovi modri, najdaljši pa rdeči. Med tema dvema primarnima barvama leži naša celotna paleta zaznavanja barv, izražena z valovnim sevanjem v različnih območjih.
Beli sončni žarek je pravzaprav sestavljen iz valov vseh barvnih razponov, kar je enostavno videti, če ga spustimo skozi stekleno prizmo – verjetno se spomnite te šolske izkušnje. Da bi si zapomnili zaporedje sprememb valovnih dolžin, tj. zaporedje barv spektra dnevne svetlobe je nastala smešna besedna zveza o lovcu, ki se je je vsak od nas naučil v šoli: Vsak lovec želi vedeti itd. 
Ker so valovi rdeče svetlobe najdaljši, so pri prehodu manj dovzetni za sipanje. Zato, ko je potrebno vizualno poudariti predmet, uporabljajo pretežno rdečo barvo, ki je jasno vidna od daleč v vsakem vremenu.
Zato je prepovedni semafor ali katera koli druga opozorilna luč rdeča, ne zelena ali modra.
Zakaj nebo ob sončnem zahodu postane rdeče?
V večernih urah pred sončnim zahodom padajo sončni žarki na površje zemlje pod kotom in ne neposredno. Premagati morajo veliko debelejšo plast ozračja kot podnevi, ko je površje zemlje osvetljeno z neposrednimi sončnimi žarki.
V tem času atmosfera deluje kot barvni filter, ki razprši žarke iz skoraj celotnega vidnega območja, razen rdečih - najdaljših in zato najbolj odpornih na motnje. Vsi drugi svetlobni valovi se razpršijo ali absorbirajo delci vodne pare in prahu, ki so prisotni v ozračju.
Nižje kot pade Sonce glede na obzorje, debelejšo plast atmosfere morajo premagati svetlobni žarki. Zato se njihova barva vse bolj pomika proti rdečemu delu spektra. S tem pojavom je povezano ljudsko vraževerje, ki pravi, da rdeč sončni zahod napoveduje močan veter naslednji dan. 
Veter nastane v visokih plasteh ozračja in na veliki razdalji od opazovalca. Poševni sončni žarki poudarjajo nastajajoče območje atmosferskega sevanja, v katerem je veliko več prahu in hlapov kot v mirnem ozračju. Zato pred vetrovnim dnevom vidimo še posebej rdeč, svetel sončni zahod.
Zakaj je podnevi nebo modro?
Razlike v svetlobnih valovnih dolžinah pojasnjujejo tudi jasno modrino dnevnega neba. Ko sončni žarki padejo neposredno na zemeljsko površje, ima plast atmosfere, ki jo premagajo, najmanjšo debelino.
Sipanje svetlobnih valov se zgodi, ko trčijo z molekulami plinov, ki sestavljajo zrak, in v tem primeru se svetlobno območje kratke valovne dolžine izkaže za najbolj stabilno, tj. modri in vijolični svetlobni valovi. Na lep dan brez vetra dobi nebo neverjetno globino in modrino. Toda zakaj potem na nebu vidimo modro in ne vijolično?
Dejstvo je, da celice v človeškem očesu, ki so odgovorne za zaznavanje barv, zaznavajo modro veliko bolje kot vijolično. Kljub temu je vijolična preblizu robu zaznavnega območja.
Zato vidimo nebo svetlo modro, če v atmosferi ni nobenih sipajočih komponent razen molekul zraka. Ko se v ozračju pojavi dovolj velika količina prahu - na primer v vročem poletju v mestu - se zdi, da nebo zbledi in izgubi svojo svetlo modro barvo.
Sivo nebo slabega vremena
Zdaj je jasno, zakaj jesensko slabo vreme in zimska brozga naredita nebo brezupno sivo. Velika količina vodne pare v ozračju vodi do sipanja vseh komponent belega svetlobnega žarka brez izjeme. Svetlobni žarki se zdrobijo v drobne kapljice in vodne molekule, izgubijo svojo smer in se mešajo v celotnem območju spektra. 
Zato svetlobni žarki dosežejo površino, kot bi šli skozi velikanski razpršeni senčnik. Ta pojav zaznavamo kot sivkasto belo barvo neba. Takoj, ko se vlaga odstrani iz ozračja, postane nebo spet svetlo modro.
