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Mittwoch, 21. März 2012

Falsche Farben und Paintbrush-Pinselstrich. Fälscht die NASA Bilder?

Das die NASA alle Bilder fälscht und retuschiert ist ein weit verbreiteter Mythos, die letzten Tage hat man mich in den Kommentaren mit vermeidlichen Beweisen (natürlich in YouTube-Videos) überschüttet. Dabei zeigt sich, das es an grundlegenden Verstandiss fehlt, wie Wissenschaft funktioniert und was mit Bildern von der NASA (und anderen Raumfahrtorganisationen) gemacht wird. Die Geologin Emily Lakdawalla von der Planetary Society, einer Organisation die von Carl Sagan gegründet wurde und sich für Raumfahrt und der Suche nach ausserirdischen Leben einsetzt, erklärt in knappen 5 Minuten die grundsätzlichen Missverständnisse.


Erste Überraschung: Die Bilder werden gar nicht für uns gemacht! Sie werden für die Wissenschaftler gemacht, und die beeidruckensten davon werden an die Presse weitergegeben. Wissenschaftler wollen in erster Linie keine schönen Bilder haben, sondern Bilder auf denen sie möglichst viel entdecken können. Deswegen werden in der Raumfahrt auch sehr viele Bilder in Falschfarben gemacht, aber dazu kommen wir noch.

Zweite Überraschung (für jüngere Leute):  Bei alten Aufnahmen wurden keine Computer zur Bildbearbeitung benutzt, sondern Schere und Klebstoff. So leistungsfähige Computer gab es damals noch nicht, man hat mehrere Einzelaufnahmen zu einem Mosaik zusammengeschnitten, Emely Lakdawalla wählt als Beispiel dafür ein Bild des Merkurs von Mariner 10 dessen Einzelbilder man hier finden kann. (Von wegen, die NASA verheimlicht alles)


Ein noch deutlicheres Beispiel als das im Video. Mosaik von Mariner-10-Aufnahmen. Quelle: NASA-NSSDC

Dieses Bild wurde 1979 veröffentlicht, zu Zeiten, als ein Apple-Computer noch so und Computergrafiken noch so aussahen. Und die bei den Youtube-Filmern beliebten Bilder von Mars und Mond sind meistens noch älter. Wenn man aus solchen Bildern einen Ausschnitt nimmt und vergrößert und mit heutigen Bildbearbeitungsprogrammen auch noch versucht, da "versteckte Details" herauszukitzeln, dann finden sich an den Schnittstellen natürlich immer etwas, woraus man Gebäude oder Raumschiffe machen kann. Ein Beispiel habe ich hier schonmal erklärt.

Dritte Überraschung: Viele Bilder werden einfach so gemacht, z.B. um eine Kurskorrektur zu kontrollieren. Da ist das Beispiel der Sonde Cassini gut gewählt, denn sie kreist um Saturn und photographiert dort diesen Gasriesen, seinen Ring und seine zahlreichen Monde. Nun ist Saturn aber so weit weg, das ein per Funk übertragener Befehl über 70 Minuten braucht und die Rückantwort der Sonde ebenfalls.

Man kann sie nicht fernsteuern wie ein funkgesteuertes Modellauto, man kann nicht wie bei einer normalen Kamera am Bildschirm schauen "oh, es ist zu dunkel, verändern wir mal die Helligkeit, damit das Bild gut wird". Man kann ihr nur im voraus befehlen "mach von heute 18 Uhr bis morgen 2 Uhr die Bilder mit dieser Helligkeit und dieser Belichtungszeit". Die Sonde macht dann ihre Bilder selbst ohne das man sie beinflussen kann. Dementsprechend sind viele ihrer Bilder misslungen, zu hell, zu dunkel und manchmal macht sie sogar Bilder, während sie sich in eine andere Richtung dreht.

Und manchmal müssen die Leute im Kontrollzentrum die exakte Lage kontrollieren, dann geben sie der Sonde den Befehl, die nächsten Bilder etwas heller zu machen damit man anhand der Sterne die Position kontrollieren, was erstmal dauert bis sie diesen Befehl enthält, dann macht sie ne weile diese absichtlich überhellen Bilder, bis das gewünschte Bild auf der erde angekommen ist, dauert es wieder eine weile. währenddessen die Sonde vielleicht einen Mond in den Blickfeld bekommt, den  sie dann viel zu hell aufnimmt etc.

Dementsprechend kann man in der Übersicht der sog. RAW-Bilder mehr misslungene als gelunge Bilder finden. In den Video "Ringmakers of Saturn" wird sich genau auf diese misslungene Bilder gestürzt. Das Zylinderraumschiff dort ist z.B. nur ein Mond, der aufgenommen wurde als die Sonde sich bewegte und dementsprechend wurde aus den Mond ein Zylinder.

Hier ein Beispiel für so ein "misslungenes" Bild. Die Sonde wollte den Mond Tethys aufnehmen, im Hintergrund überstrahlt der Saturn das Bild aber gnadenlos:

Screenshot aus der Cassini-Raw-Image-Datenbank


Merkt Ihr´s? Die NASA sagt sogar, wann das "gefälschte/retuschierte" Bild kommen wird! :-D




... das bringt mich wieder zurück auf Emely Lakdawalla, denn die ist auf Youtube von jemanden doch tatsächlich beim wegretuchieren von Schiffen oder Städten "erwischt" worden. Bei ihrer Erklärung dazu lernt man sehr viel über die Probleme im Umgang mit diesen Bildern - unbedingt ansehen!




... es ist so einfach zu verstehen, wenn man es nur weiss.

Die Sonde bewegt sich, der Saturn dreht sich und der Mond bewegt sich. Wie man oben am RAW-Beispiel sieht, sind alle Bilder eigentlich schwarz-weiss. Und unter den Bild steht auch, das die Filter CL1 und CL2 verwendet wurden, das sind Farbfilter, die vor der Linse in einer Scheibe angeordnet sind. Welcher Filter welcher Farbe entspricht, kann man in der FAQ zu den Raw-bildern nachlesen. Und da sehen wir, das CL steht für "clear", also gar kein Filter. Dieses Bild nimmt also alle Wellenlängenbereiche auf, die die Kamera verkraften kann.

Um ein Farbbild  in "natürlichen Farben" zu erhalten, muss man erstmal ein Bild mit den roten Filter, dann eins mit den blauen und eins mit den grünen aufnehmen. aber Wissenschaftler sind ja eigentlich gar nicht an schönen Bildern interessiert, sondern an neuen Entdeckungen, deshalb gibt es auch Filter für Farben, die wir Menschen gar nicht sehen können, mit denen man aber bestimmte Stoffe voneinander unterscheiden kann. die verwenden Wissenschaftler viel lieber und deswegen sind die meisten Bilder in der Raumfahrt Falschfarbenbilder.

In den Video von Emely Lakdawalla wird auch die Zusammenstellung einer Farbaufnahme eines Marsrovers gezeigt. Da ist ein kleines aber wichtiges Detail zu sehen:

(Screenshot aus obigen Video)

Das ist ein "Farbkallibrierungs-Ziel" (Calibration Target) das an den Rover angebracht wurde und immer wieder mal versehentlich oder absichtlich von den Kameras des Rovers mitphotgraphiert wird. an den Ecken sieht man farbige Plätchen mit Mischfarben, an deren Darstellung man erkennt, welcher Filter vor der Linse gerade benutzt wurde.

 Übersicht, wie sich durch das Calibration-Target die verwendeten Filter identifizieren lassen - aus den PDF "Color Calibration of Spirit and Opportunity Rover Images" by Ron L. Levin

Die Marsrover Spirit & Opportunity haben jeweils eine Stereo-Kamera, also eigentlich zwei Kameras. Und vor jeder dieser beiden Einzelkameras können durch 8 verschiedene Filter Bilder gemacht werden. Weil die Wissenschaftler so scharf auf möglichst differizierte Daten sind, sind auf diesen beiden Kameras größtenteils auch unterschiedliche Filter montiert, so ergeben sich aus der Kombination bis zu 13 "Grundfarben", in denen diese Rover "sehen" können. Wir Menschen können nur in 3 Farben sehen. Das macht man, um Gesteinsarten besser voneinander unterscheiden zu können.


Und das machte man auch schon bei der ersten gelandete Marssonde Viking 1 so. Das mit den Falschfarbenbildern ignorieren solche Leute wie Richard Hoagland und behaupten stattdessen, der Mars sei voller blauer Ozeane und grünen Wäldern.
 
Deswegen ist es bei Bildern von Raumsonden sehr wichtig, immer darauf zu achten, mit welchen Filtern die Aufnahmen gemacht wurden. Und seriöse Quellen werden diese Informationen immer angeben oder zumindest auf die Quelle verlinken, wo diese Informationen zu finden sind.

Donnerstag, 15. März 2012

Was zeigt das aktuelle NASA-SDO-Video mit der schwarzen Blase an der Sonne?

Ganz aktuell (web.de: "Rätselhaftes Objekt umkreist die Sonne") geht ein Video durchs Netz, das anscheinend eine vor der Sonne parkende schwarze Blase zeigt, die  auch noch Energie von der Sonne über einen Schlauch zu saugen scheint und dann plötzlich mit Warp-Geschwindigkeit wegfliegt.

Die Bilder stammen eigentlich von der NASA-Sonde SDO (Solar Dynamics Observatory). und das Video ist inzw. schon mehrmals in der UFO-Video-Szene bearbeitet worden,  z.B. von den Typen, die sich bei Facebook mit einer halbnackten Akte-X-Schauspielerin vorstellen und behaupteten, das sie geheime chinesische Videos über Städte auf der Rückseite des Mondes hätten.

Hier ist das (warscheinliche) Ursprungs-Video, das sind Aufnahmen der NASA-Sonde SDO vom 11. März 2012.


Sieht schon etwas "strange" aus, dementsprechend sprudeln die Spekulationen. Ein unsichtbares Raumschiff, ein Schwarzes Loch? Anfangs dachte ich, die Aufregung sei vor allem wegen des "schwarzen Tunnels", denn der geisterte vor einem Monat durch manche Medien, aber das war mehr Zufall, denn das SDO hatte da gerade "Geburtstag" und dazu wurde ein "Plasma-Tornado-Video" veröffentlicht...

Aber es geht ja um die schwarze Blase... Was ist das?

Die erste Frage sollte eigentlich sein: 
"Was wird uns eigentlich gezeigt?"

SDO ist keine einfache Kamera, sondern soll Wissenschaftlern helfen, die Vorgänge in der Sonne besser zu verstehen und so bessere Vorhersagen zu Sonnenstürme etc. machen zu können. Einfache Photos von der Sonne würden da nicht viel nützen. Das wichtigste Instrument ist das Atmospheric Imaging Assembly (AIA) - das Ding macht diese Bilder, die wir auf der SDO-Homepage finden und abrufen können. Das sind aber keine normalen Bilder sondern streng nach Wellenlänge gefilterte Aufnahmen. Auch in Wellenlängen, die wir Menschen gar nicht sehen können. so kann man mit den für uns unsichtbaren Ultraviolett quasi "in die Sonnenatmosphäre" hineinschauen und den entsprechenden  Wellenlängenbereich sogar Temperaturen zuordnen, und das ist für Wissenschaftler  natürlich sehr interessant.




Einfach gesagt, SDO ist eigentlich eine Art Wärmebildkamera.

Und jetzt stellen wir uns mal vor, wir würden unsere Welt mit einer Wärmebildkamera aufnehmen, welche den Temperaturen einzelne Farben zuteilt. Und das wäre auch nicht nur eine normale Wärmebildkamera, sondern 10 verschiedene, die jeweils ein Bild von nur einem einzigen, schmalen Temperaturbereich machen. Das in etwa machen die Kameras von SDO nämlich, damit die Wissenschaftler möglichst viel Daten darüber haben, was innerhalb der Sonnenatmosphäre gerade wärmer oder kälter wird. Genau das ist wichtig,wenn man die Vorgänge in der Sonne besser verstehen will.

Und wenn man in userer normalen Welt so eine Super-Spektral-Temperatur-Kamera hätte und wie die NASA als Übersicht und Datenbank präsentieren würde, dann würde es so aussehen:

Tadaaa!! Wir präsentieren stolz

Das HDO - Human Dynamics Observatory

Einfach ein Wärmekamera-Bild von von Wikipedia nehmen, und in drei Farbbereiche trennen - fertig ist das HDO, das Human Dynamics Observatory ;-)

Man erkennt: Nicht mal die Kombination aus allen drei Farben, die wir Menschen sehen können, sieht so aus, wie wir es mit eigenen Augen sehen würden. Und dieses plumpe Beispiel erklärt auch, warum man das bei SDO so macht wie bei einer Wärmebildkamera, denn wenn man sich das Orginalbild im "normalen Licht" anschaut, merkt man, das man dadurch Dinge sehen kann, die eigentlich verdeckt sind - in diesem Fall durch eine schwarze Plastiktüte. So wie man mit SDO in die Tiefen der Sonnenatmosphäre blicken kann, kann man beim Orginalbild Dinge erkennen, die eigentlich von dieser undurchsichtigen Plastiktüte bedeckt sind. Hier ist das Bild zur obigen Grafik :

Quelle: Wikipedia

Wenn man von dieser "Human-Dynamics-Kamera" nur ein einzigen Bildbereich auswählt -z.B. den blauen ganz oben -  und damit die Welt filmen würde, das würde bestimmt sehr seltsam aussehen.

Eine abkühlende Kaffetasse würde diese HDO-Kamera zuerst im roten Bild zeigen, wo sie dann irgendwann verschwindet, um im Grünen Bild aufzutauchen, wo sie vorher nicht zu sehen war. Am Ende passiert dasselbe nochmal im blauen Bild, wo sie auch auf  einmal auftaucht, eine weile sichtbar bleibt um dann wieder im Schwarz zu verschwinden (wie der gesamte Hintergrund, der auf keinem der Bilder zu sehen ist). Und dann ist der Kaffee kalt. Und wenn der Kaffe kalt ist, dann wäre die Tasse mit den Kaffee ein "schwarzes Objekt" auf den roten, grünen und blauen Bild.


Genau das passiert bei den Video. Da ist nichts "schwarzes", sondern da ist etwas, das in diesen Wellenbereich bzw. Temperaturbereich nicht sichtbar ist. 

Tatsächlich lassen sich in den vom Video gezeigten Wellenlichtbereich AIA 171 (für 17,1 nanometer) mehrere solcher schwarzen Blasen finden, das geschieht bei jeder größeren Sonneneruption. Das man diese "Blase" sieht, hängt nur von der richtigen Perspektive ab.

Das was in den Video gezeigt wird ist der Beginn einer Sonneruption, die von uns aus gesehen am Rand der Sonne entsteht, der schwarze "Schlauch" ist eine sog. "Protuberanz" (engl. "prominence") aus der eine Sonneneruption wurde. Und genau in den Moment, wo die Eruption loslegte, da schien diese "schwarze Blase" zu verschwinden.

Space.com schreibt dazu im Artikel zu diesen Video:
Another Image showing the same coronal mass ejection and prominence eruption was captured by the Solar and Heliospheric Observatory on Monday. In this image, which captured light in the visible wavelength range, a bright swirl of material from the prominence trails the fainter edge of the coronal mass ejection as the two plunge into space.
 A coronal mass ejection captured by the SOHO observatory on March 12.
CREDIT: NASA/Goddard Space Flight Center


Nichts besonderes also. Irgendjemand hat im SOHO-Bilderarchiv gewühlt, dort diese mehrmals zu findenes Phänomen gefunden und ein Video draus gemacht. Wer es nochmal von einen Experten hören will, den empfehle ich dieses Video:


Sonntag, 11. März 2012

UFO-Flotten fliegen täglich um die Sonne. Die Anomalien der NASA-Sonden SOHO und STEREO

In vielen Blogs und YouTube-Videos - und manchmal sogar in Zeitungen - wird immer wieder behauptet, dass um die Sonne Raumschiffe, ja ganze Flotten kreisen würden, und das die NASA diese Beweise wegretouchieren oder die Bilder "verschwinden" lassen würde. Skeptiker antworten darauf fast Gebetsmühlenartig mit den Wort "Kompressions-Artefakt". Das wird zwar auf der entsprechenden NASA-Seite ausführlich erklärt, aber wer  glaubt denn schon der NASA?

Die Bilder entstammen fast immer dieser Seite, auf welcher die wichtigsten, aktuellsten Aufnahmen der vier Raumsonden SOHO, SDO, sowie den beiden Zwillingssonden Stereo ahead & behind zu sehen sind. Die einzelnen Raumsonden machen zwar noch viel mehr Bilder in anderen Wellenlängenbereichen, "gefunden" werden die Raumschiffe aber praktisch immer auf den Instrumenten dieser Gesamtübersicht.




Um zu verstehen, was man da zu sehen bekommt ..,


...sollte man erstmal wissen, was welches Bild bedeutet und von wo es aufgenommen wurde - Keine Angst, ich mach es kurz!

 Zur besseren Orientierung hat die NASA die Bilder freundlicherweise so angeordnet, dass das leicht zu verstehen ist. in der mittleren Spalte sehen wie die Bilder von SOHO und SDO, sowie eines Observatorium  auf der Erde. Diese Bilder zeigen die Sonne aus der Sicht der Erde, denn SOHO und SDO befinden sich zwischen Erde und Sonne und diese Sonden haben folglich die gleiche Perspektive wie wir.

Die beiden Stereo-Sonden befinden sich auf Umlaufbahnen ähnlich der Erdbahn. Dabei fliegt (Nomen est omen) Stereo-ahead "Vor" der Erde und Stereo-behind "hinter" ihr. Dank dieser beiden Sonden können wir wriklich alle Teile der Sonne beobachten, auch die für uns eigentlich nicht sichtbare Seite. Dementsprechend sind die Bilder dieser Sonden links und rechts angeordnet. Stereo-Behind sieht die "linke" Seite der Sonne und Stereo-Ahead die "rechte". Einen Sonnenfleck, der sich von uns aus gesehen am rechten Rand befindet, würde Stereo-Ahead folglich in der Mitte der Sonne sehen, und Stereo-Behind gar nicht.

Zudem besitzen die Stereo-Sonden auch Kameras, welche den Raum zwischen der Sonne und der Erde aufnehmen, diese beiden Bilder sind unter den dreispaltigen Raster zu sehen.

Mehr muss man eigentlich kaum wissen, also fangen wir mit den interessanten Teil an. die Raumschiffe! Sind es gigantische pyramidenförmige Lichtschiffe, gigantische Antennenkonstruktionen, grüne BORG-Würfel. Mal schauen, was wir im Netz so finden...

Die Pyramidenschiffe:

Ein schönes Beispiel haben wir hier von der Seite des amerikanischen Lokal-TV-Meteorologen Scott Stevens (Ja, das ist der TV-Meteorologe, den die Bürgerinitiative "sauberer Himmel" mehr glaubt als Jörg Kachelmann und dort vor allen für seine Satellitenbilder-Auswertungen so sehr geschätzt wird, denn nach ihm sind einfache Schwerewellen natürlich "Haarp-Wolken" -und wie er SOHO-Aufnahmen analysiert, lässt mich leider eher weinen)

Also dieser Scott Stevens ist ein selbsternannter Satelliten-Experte. und dann bringt er sowas... 


Bildunterschrift von Scott Stevens: "February 24, 2005 1835 UTC -- Looks like a "Pyramid Ship" with antennae or lots of traffic from smaller ships off the capstone of the craft."
 
Die NASA "behauptet" dazu im Gegensatz, dass diese Art von "Bildfehlern" einfach nur Planeten sind. Meistens Merkur und Venus, manchmal auch Jupiter und Mars, einfach die Planten, die man selbst am Himmel beobachten kann, weil sie zur Dämmerung oder am frühen Morgen hell genug sind um gegenüber der Sonne auffallen zu können.

Und wie gehen wir jetzt am besten vor, um diese Behauptung beiderseits kritisch zu überprüfen?

Bei aktuellen Bildern, die erst 1-2 Tage alt sind ist es ganz einfach, da bietet die NASA auf der Übersichtsseite einen Link an, der sich What planets are currently visible? nennt. Bei so alten Aufnahmen geht das natürlich nicht. Aber wir wissen ja, das die hier verwendete Sonde SOHO dieselbe Perspektive wie die Erde hat, und man muss nur die Planetenkonstellation an diesen Tag aufrufen. Das kann  man z.B. mit der Software Celestia machen, ich bin da aber immer etwas zu faul zu, das Programm ist nicht ganz so einfach zu benutzen, da klicke auf  lieber einfach irgendeinen NEO-Asteroiden, die z.B. auf  spaceweather.com aufgeführt ist und spiele mit den dort angebotenen simulierten Sonnensystem die Konstellation nach...


Die Erde ist rechts, die Sonne logischerweise in der Mitte. Schaut  man von der Erde in Richtung Sonne dann befindet sich links von der Sonne der Planet Merkur.

Voila! Seltsamerweise ist da kein UFO, sondern ein Planet, den jeder mit oder ohne NASA-Quellen dort lokalisieren kann. 

Ganz misstrauische (Wer traut schon der NASA!!!) können auf der Bilderdatenbank des jeweiligen Satelliten nachschauen (die Daten gibt es auch von der ESA) und sich die Einzelbilder z.B. von 2-3 Tage früher oder später anzeigen lassen und mit den Planetenbewegungen vergleichen.



Ein weiteres Beispiel, beschriftet von Speaceweather.com


... und hier schalten wir alle einfach mal alle den gesunden Menschenverstand ein...

Wie wahrscheinlich ist es, das sich ein grosses UFO ganz exakt an den Pixelraster des CCD-Chips einer Raumsonde ausrichtet? Was ist wahrscheinlicher? Dass es sich um ein laaaaanges, aber sehr dünnes Raumschiff handelt, das geschätzt 10 mal länger zu sein scheint als der Durchmesser der Sonne (Kreis in der Mitte)? Oder das hier - so wie die NASA es behauptet - es sich um eine überbelichtete Zeile auf den CCD-Chip der Sonde handelt?


Allerdings gibt es auch lange Linien, die nicht am Raster des Chips ausgerichtet sind...

Lange Linienschiffe, gigantische Antennenanlagen?

den grün/schwarzen Nebel bitte übersehen, dazu kommen wir noch.

Diese Linien entstehen, wenn kosmische Strahlung auf den CCD-Chip gelangt, diese hinterlässt solche Spuren. Behauptet wieder mal die NASA. Kann man natürlich überhaupt nicht nachprüfen, oder?



Selbst das kann man nachprüfen!

Wir hatten doch die letzten Tage zwei dicht aufeinander folgende Sonnenstürme, die durch alle Medien gingen. So ein Sonnensturm bringt immer eine Menge Strahlung mit sich. Und tatsächlich, vorgestern hat der Sonnensturm, von den uns das Erdmagnetfeld schützt, die Sonde SOHO voll erwischt, das sieht dann so aus:


zurück zum Ufo-Alltag, der uns seit Jahren serviert wird...

Riesige grüne Borg-Raumschiffe umkreisen die Sonne in Formation...

... könnte man bei solchen Bildern denken, leider finde ich die Seite nicht mehr, ich glaube es war Terragermania oder Politaia. Gemeint sind die grünen Quadrate um die Sonne herum:


Für diejenigen, die wirklich so naiv sind und hinter den Muster nicht Kompressionsartefakte sehen wollen, habe ich eine gute (bzw. schlechte - falls es wirklich die Borg sind) Nachricht. Sie sind immer noch dort:


Scherz beiseite, kommen wir zu einen sehr wichtigen Thema bei Betrachtung von SOHO und Stereo-Bildern: Die Kompression. Und das es von jeden Bild tatsächlich zwei Versionen gibt


Bildkompression oder gefälschte NASA-Bilder?!


Eine Sache, die in Zusammenhang mit diesen Sonden immer wieder genannt wird, ist zumindest nicht ganz falsch. Ja, die Bilder sehen nach ein paar Tagen anders aus! Aber der Grund ist nicht, dass die NASA die UFOs herausretouchiert, sondern ein anderer. Die aktuellen Bilder, die man in der Weltraum-Wetter-Übersicht der NASA  sieht, sind sogenannte Beacon-Bilder. Bilder, die man schnell und "live" übertragen kann, auch wenn die Bandbreite zur Kommunikation mit den Satelliten stark begrenzt ist. Deswegen sind diese Bilder extrem stark komprimiert.

Aus der andern Sicht: Wie blöd wäre eigentlich die NASA, wenn sie jeden Tag (und man findet diese typischen "Sonnen-Ufos" wirklich jeden Tag  direkt bei der NASA )
erst veröffentlicht werden, um sie 2-3 Tage später zu löschen?! Das macht doch überhaupt keinen Sinn, das was man etwas veröffentlicht, das man jedesmal ein paar Tage später plötzlich vertuscht, das wäre doch wirklich ziemlich blöde, oder?.

Wie geschrieben, das ist kein Geheimnis, nur verwechseln da einige Leute etwas Grundlegendes:

Zitat von der NASA-Homepage - Markierungen in italic von mir:

Image artifacts - Beacon data


STEREO has two separate telemetry streams coming down from each spacecraft, the space weather beacon telemetry, and the science recorder playback telemetry. The beacon telemetry contains the most recent data and images, and is transmitted 24 hours per day. A volunteer network of antenna stations around the world collect as much as possible of this real-time data stream, and send it to the STEREO Science Center for processing. However, because the beacon telemetry rate is very low, the images need to be compressed by large factors, and are thus of much lower quality than the actual science data.

The science data collected by the STEREO spacecraft are written to the on-board recorder, which is then read out and transmitted to the ground during daily telemetry tracks using the NASA Deep Space Network. These data are of much higher quality than the beacon data, but take several days to reach the STEREO Science Center website. Thus, the most recent images on the STEREO Science Center browse tool will always be beacon images. These temporary beacon images are replaced with the full-quality versions as they become available, generally about 2-3 days later.

Beacon images can always be recognized by having the character "7" near the end of the filename, e.g. "n7euA", while the full resolution images will have the character "4" in that location.

Wozu hat man eigentlich diese 4 Raumsonden zur Sonnenbeobachtung hochgeschickt? Aus zwei Gründen!

Einerseits, damit Wissenschaftler anhand der Daten die Vorgänge in und um die Sonne herum besser verstehen und zweitens, damit wir vor akuten Sonnenstürmen, Masseauswürfen etc. eine möglichst grosse Warnzeit haben, um unsere Satelliten zu schützen und Flüge umzuleiten. Die Wissenschaftler haben genug Zeit, denen macht es nichts aus, auf die Daten lange zu warten. für die "Sonnensturm-Vorhersagen" ist es aber wichtig, möglichst viel aktuelle Bilder zu haben. Die Bilder müssen nicht schön aussehen, sie müssen nur aktuell sein und das entscheidende zeigen.

Die Nasa gibt ganz offen zu, dass die sehr stark komprimierten Bilder nach 2-3 Tagen (teilweise sogar wesentlich später) gegen echte, nicht komprimierte Bilder ausgetauscht werden. Und der Qualitätsunterschied ist gewaltig. Gewaltig ist aber auch die Datenmenge, die ein unkomprimiertes Bild bei der Übertragung braucht, und die Empfangskapazitäten des Radioteleskop-Netzwerkes Deep-Space-Network der NASA sind begrenzt, sie muss sich ja noch um ca. 80 weitere Sonden im Sonnensystem kümmern. Und im Weltraum gibt´s kein superschnelles VDSL :-D. Deswegen speichern alle Raumsonden die Bilder erstmal im internen Speicher und senden die Rohdaten erst Tage später, wenn das Kommunikationsnetzwerk offene Kapaizitäten dafür hat.

Die Täuschung, welche die UFO-Fans unterliegen ist, dass sie diese extrem stark komprimierten Bilder für "die Echten" halten und die nachgelieferten Rohdaten für die "gefälschten", es ist eigentlich genau andersherum, nur dass die Fehler in den Beacon-Bilder keine Absicht sondern technisch bedingt sind.

Und so sind die meisten "Raumschiffe" echte Kompressionsartefakte, wie zum Beispiel hier:

 Bild von Otacun.net, Nanu, er hat bei diesen Bild keine Quelle angegeben

In Zeiten der superbilligen Speicherkarten, USB-Sticks und 2-3 Terrabyte-Festplatten weis man vielleicht gar nicht mehr, wie ein zu stark komprimiertes Bild aussieht, hier mal ein Beispiel...


Anschauliches Beispiel der Auswirkungen der Quantisierung bei zu starker Kompression

Screenshot von einen Script zu einer Vorlesung von Prof. Oliver Vornberger, Institut für Informatik, Osnabrück 


Man sieht deutlich, dass mit zunehmender Kompression - in diesen Beispiel bei 2% - sich "Blöcke" bilden (auf den Stereo-Bildern meistens überdeutlich), Konturen "geisterhaft" wiederholt werden und Satellitenpixel entstehen. Und das innerhalb eines 8x8-Pixels grossen Blocks sogar Strukturen entstehen, wo vorher keine waren. Meistens ist ein angrenzender scharfer Bereich der Grund, denn ein Bildkompressionsverfahren wie JPeg, das Verlustbehaftet arbeitet, muss ein Bild und seine Regionen "Bewerten" in wichtige und unwichtige Bereiche. JPeg achtet - einfach gesagt - auf scharfe Kontraste und tut so ziemlich alles, um diese anscheinend wichtigen Bereiche einigermassen gut wiederzugeben, und nimmt Fehler, die dabei entstehen im Kauf. Dies nennt man "Quantisierung"


Was sind denn bei so einen vorläufigen Beacon-Bild von Stereo denn die "wichtigen" Bereiche, die trotz der schlechten Bandbreite übertragen werden sollen?
Nnehmen wir mal einfach ein x-beliebiges aktuelles Bild:Wirklich einfach blind auf die Übersicht geklickt.


Natürlich ist - wie bei fast jeden Beacon-Bild - auch was für die UFO-Fans dabei. Aber das, wofür diese Sonden gebaut wurden, ist in deutlich besserer Qualität aufgenommen.

Die Quantisierung erfüllt ihren Zweck, aber da die Quantisierung darauf ausgelegt ist, starke Kontraste zu bevorzugen, erzeugt sie bei hellen Sternen im Hintergrund oder durch kosmische Strahlung erzeugte Pixelfehler automatisch ein verfremdendes 8x8-Pixel grosses Muster, wenn dies in einen - für den Kompressor - unwichtigen Bereich auftritt.

Fällt was auf?! Die Bilder von Stereo sind "schief"

Ja, das ist so eine Sache, welche die NASA leider nicht gut genug erklärt hat. Wir erinnern uns. Stereo Ahead und Behind sollen auf einen möglichst erdnahen Orbit kreisen - damit man die Bilder einfach mit unserer Position vergleichen kann. Aber da machen uns leider das gute alten Keplerschen Gesetze einen Strich durch die Rechnung, denn Stereo-Ahead muss ja schneller als die Erde fliegen, um vor ihr zu sein, dann ist der Orbit aber nicht vergleichbar mit dem der Erde. Bei Stereo-Behind ist es genau umgekehrt, diese Sonde muss langsamer als die Erde sein. Gelösst hat man das bei der NASA mit ekliptischen Bahnen, die nicht mehr ganz exakt auf der Ebene des Erdorbits sind. Das macht auf lange Sicht die Perspektive der Sonden aber "schief". Und das wird - zur besseren Vergleichbarkeit mit den SOHO- und SDO-Bildern von der NASA ausgeglichen. Deshalb sehen wir bei den Beacon-Bildern der NASA schon nicht mehr die Original-Bilder, wie sie der CCD-Chip aufgenommen hat, sondern eine angepasste Version, damit man einfacher die Bilder mit den Bildern anderer Sonden vergleichen kann.Das 8x8-Pixel-Raster der JPG-Kompression wird also durch eine Rotation des Bildes verwaschen - und man erkennt die vorher klaren 8x8-Pixel-Kompressionsfehler durch die Quantisierung nicht mehr so deutlich...

.. Wobei die UFO-Freaks natürlich liebend gerne solche durch die Anpassung der Rotation verwaschene Bilder benutzen, denn wenn man dann seine geliebten Photoshop "Mach scharf was unsichtbar ist"-Filter verwendet, kommen selbst aus den grobklötzigen Farbastufungen (Grüne Blöcke) bei genug Filtereinsatz beeindruckende Ufos heraus.

Extrembeispiel: Mit den richtigen Filtern kann man aus schlecht-komprimierten Bildern natürlich alles Mögliche herausholen. Quelle: Ein Forum namens "frei-denker.org"


Es gibt noch viel mehr "Fehlerquellen" bei den SOHO-/Stereo-Sonden, die für UFO-Sichtungen gehalten werden...

Kometen und Asteroiden

Gar nicht mal so selten - ein "Sungrazer" - Ein Komet oder Asteroid wird von der Sonne angezogen und ist dann datürlich auch auf den Bildern von SOHO oder Stereo zu sehen. Was kaum jemand weiss ist, dass die meisten neuen sonnennahen Kometen in letzter Zeit erst durch die Sonden Stereo, Soho & Co entdeckt wurden. 

 Quelle: Wikipedia

Interne Spiegelung:

Das kommt vor allen bei den HI1-Bildern von Stereo vor, die nicht die Sonne sondern den Raum zwischen Erde und Sonne beobachten. gerät da ein sehr helles Objekt an den Rand des Blickfeldes, gibt es Spiegelungen im internen Linsensystem, was zu seltsamen kreisförmigen Erscheinungen führt:

 Quelle: NASA

Und ganz am Ende was total verrücktes... das Video von Otacun, das mir ein Kommentator hier empfohlen hat. In den ersten Minuten zeigt dieses Video ein Raumschiff , das über den Nordpol der Sonne zu kreisen scheint:

Die Erklärung dafür ist sehr einfach, wenn man es weiss: 

"There are also several much smaller dust particles on the surface of the various detectors. The image below shows a typical dust particle on the EUVI detector on STEREO Behind, in this case just above the Sun's north pole. " Quelle: Nasa "Image artifacts - Telescope and camera defects"

Die Sonde selbst taumelt ein ganz kleinwenig, was man nur in solchen Zeitraffer-Videos merken würde. Aber die Bilder werden von der NASA zur besseren Vergleichbarkeit daran angepasst, sodass dieser Fleck genauso zu kreisen scheint. Glaubst Du nicht? Kannst Du nachprüfen. Wenn da ein schwarzes Raumschiff wäre, dann müsste man es auf der Zwillingssonde Stereo-Ahead auch sehen. Stereo-Ahead bewegt sich "vor" der Erde und Stereo-Behind "hinter" ihr, derzeit betrachten diese beiden Sonden die Sonne von der entgegengerichteten Seiten. Zu den Zeitpunkten die das Video abdeckt, waren sie wesentlich näher an der Erde, in etwa gegenüber. Wenn da etwas über der Sonne schweben würde, müsste die andere Sonde Stereo-Ahead das auch sehen, allerdings spiegelverkehrt. Stereo-ahead hat da aber nichts. Und bei den Sonden SOHO und SDO, die sich "zwischen" Sonne und Erde befinden, müssten man es es auch sehen können, wenn da was wäre.

... schau doch einfach mal selbst nach!

und gehe auf die Seite http://stereo-ssc.nascom.nasa.gov/beacon/beacon_secchi.shtml - dort finden sich praktisch immer Bilder, in deren Kompressionsartefakte man irgendwelche Raumschiffe finden könnte.

Wie blöd wäre eigentlich die NASA, das sie andauernd und täglich dort die vorläufigen Beacon-Bilder veröffentlicht und Tage später gegen die "retouchierten" ersetzt? Wenn das so wäre, dann würde man sich doch eher die zeitnahe Veröffentlichung sparen und die Bilder erst dann veröffentlichen, wenn sie alle "gesäubert" sind. Das wäre ja so als wenn ein Bankräuber seinen Bankraub selbst live als Stream ins Netz stellt und erst Tage später sein Gesicht mit einen schwarzen Balken verdeckt :-D

Mittwoch, 7. März 2012

Amateure sind keine Idioten - sie leisten erstaunliches

Amateure und Hobbyisten - das klingt immer so nach Schimpfwort. "Amateurhaft" wird zum Beispiel nur im negativen Zusammenhang gebraucht. Hier bei Scienceblogs fand ich den Kommentar eines Amateurastronom,  dessen Leid geradezu herausplatzt:


Und gerade in letzter Zeit gibt es ein paar Beispiele dafür, was engagierte Amateure leisten können. Ich möchte Euch hier ein paar davon zeigen. Dieses Video zum Beispiel macht gerade weltweit die Runde bei Twitter:


"Flieg, kleines Lego-Shuttle, flieg!"




Einfach Wunderschön, ein Lego-Modell des Shuttles an einen Wetterballon dranhängen und fliegen lassen. Aber doch nur eine Spielerei oder? Immerhin hat es dieses Lego-Shuttle in eine Höhe von 35 Kilometern geschafft, das sieht schon fast nach Weltraum aus, man kann die Erdkrümmung sowie die Schwärze des Weltalls sehen. Und der junge Mann, der dieses Video gemacht hat spielt nicht nur. Auf seinen Blog Micro Blade Jets sieht man, das Oaida Raul sogar an kleinen Raketen bastelt, hier zum Beispiel das Triebwerk:



Amateure, die mit Wetterballone herumspielen, kennt man, seitdem ein Video mit einen Legomännchen durch die Medien ging. Aber das ist nichts neues, Radioamateure machen das regelmässig, und die lassen nicht nur Spielzeug und eine Kamera fliegen, ihre "Nutzlasten" ähneln eher kleinen Raumsonden, vollgestopft mit Elektronik und mehreren Sensoren. Auf p56.de/ballonprojekt/ kann man mehrere solcher Projekte verfolgen.

Bildunterschrift bei P56.de:
Anlässlich des 'Europa Star Cups' beim MSC Röttingen startete P56 am 05. Juni 2011 gegen 11 Uhr Ortszeit einen Stratosphärenballon mit Amateurfunk-Nutzlast. Der Start erfolgte auf dem Gelände des MSC Röttingen.

Auf der Seite http://www.mmatthes.com/ballonprojekt/rev2.htm kann man die Innereien der "Amateurfunk-Nutzlast" sehen


SSTV-Kamera, Piepser per DTMF aktivierbar, Batteriepacks
2m-TRX, Drucksensor incl. A/D-Wandlung, Feuchtesensor (aussen),
Temp.-Sensor (aussen), GPS-Empfänger und GPS-Antenne

Natürlich werden bei den Radioamateuren die Daten live ausgewertet, ist doch Ehrensache:

Die Kontrollstation: v.l. Michael (DG7SFL), Martin (DB6TR), Jens (DL4AAS), Franz (DL1TF)

Wer noch mehr über solche Ballonprojekte von Amateurfunkern wissen will, der kann sich dieses Youtube-Video ab Minute 14 bis zum Ende anschauen, dort kann man viel von der Durchführung der ganzen Aktion sehen. So wird das Platzen des Ballons und das Öffnen des Fallschirms live per Kamera zur Bodenstation übertragen. Und die Aktivitäten der Funkamateure haben sich schon so weit herumgesprochen, dass manche versuchen die GPS-Daten der Nutzlast abzufangen und sie vor den eigentlichen Besitzern zu finden und zu stehlen. Die haben´s echt drauf, diese Funkamateure. :-D

Funkamateure sind ein Volk für sich, Ein Freund von mir scherzte, es sei schwieriger und eine größere Herausforderung eine Amateurfunklizenz zu bekommen also irgendwo als Kommunikationselektroniker angestellt zu werden. Funkamateure realisierten z.B. mit Packet-Radio schon vor Jahren mobile Netze, als noch keiner an die heutigen Möglichkeiten mit Handys und Pads im 3G/4G-Netz dachte. Viele Amaterfunk-Vereine installieren in dritte-Welt-Länder einfache Funkrelais-Stationen um dort überhaupt moderne Kommunikation zu ermöglichen. Leider leiden die Funkamateure am Nachwuchsmangel, Viel wissen und Expertise droht auf diese weise verlorenzugehen.

Was Heliumballone betrifft, es geht auch etwas einfacher, in diesem sehr gut bebilderten Forumsbeitrag geben die Macher einen Preis von 900 Schweizer Franken (ca. 750 Euro) an.Was könnte man mit etwas Einfallsreichtum und Bastellei nichts alles machen? Zum Beispiel könnten die Anhänger der Chemtrail-Theorie mit so einen Ballon echte, aussagekräftige Luftproben von den oberen Schichten der Atmosphäre nehmen, nur mal so als Gedanke.

Woran man den eigentlichen Unterschied zwischen Profis und Amateuren sieht: Der Profi verdient Geld, der Amateur gibt es für sein Hobby aus. Und das kann extreme Formen annehmen zum Beispiel bei meinen nächsten Beispiel, den Hobbyastronomen.

Die sind in in der Fachwelt wirklich angesehen, sie entdecken viele Kometen und Asteroiden und machen von ihnen oft beeindruckende Photos, und manchmal gelingt ihnen etwas, von den man eigentlich dachte, das sei nicht möglich. Genau sowas ist vor kurzen passiert. Frei nach einen NDW-Schlager von Nena und Markus:

"Kleine Taschenlampe brenn, schreib ´ich seh Dich´ in den Himmel"

Australische Amateurastronomen wollten der ISS ein Zeichen zusenden - mit zwei Suchscheinwerfern. Das erscheint erstmal nicht unmöglich. Um die Suchscheinwerfer auszurichten, benutzen sie einen blauen 1-Watt-starken Laser, der ihnen die Position der ISS markieren sollten. Und erstaunlicherweise konnte der Astronaut Don Pettit diesen eigentlich nur zur Orientierung dienenden Laserstrahl sehen und sogar photografieren, als die Suchscheinwerfer abgedunkelt waren:

A light seen from the International Space Station, intentionally 'flashing' at astronaut Don Pettit. Picture credit: Don Pettit, courtesy of the San Antonio Astronomical Association

Einen ausführlichen Bericht mit Video zu dieser Aktion gibt es bei Universe today

Amateurastronomen haben wohl das weiteste Spektrum, vom einfachen Sternengucker mit einem gebrauchten Feldstecher vom Flohmarkt bishin zu Freaks mit Equipment, auf das manche Volkssternwarte neidisch wäre. Volkssternwarten sind übrigens von und für Amateurastronomen gegründet worden. Viele Hobbyastronomen, bauen sich ihre Teleskope selbst, schleifen sich sogar in monatelanger Kleinstarbeit hochwertige Spiegel und manche bauen sich eigene kleine Observatorien, wie z.B. der bekannte Fernsehmoderator Ranga Yogeshwar

Quelle: Webseite von Ranga Yogeshwar

Andere haben gar kein Teleskop, der russische Amateurastronom Leonid Elenin, der durch Weltuntergangspropheten im Netz traurige Berühmtheit erlangte, entdeckte "seinen Kometen" mit Hilfe eines ferngesteuerten Teleskops in den USA. Überhaupt sind Kometen und Asteroiden eine Domäne der Amateurastronomen, denn die Beobachtungszeiten der grossen Observatorien ist um Monate im voraus verplant und so verrückt es klingen mag, für manche Beobachtungen wie die eines sehr gross erscheinenden Kometen wie z.B. "Garradd" C/2009 P1 kann man kein Super-Observatorium gebrauchen, das die dunkelste Flecken des Himmels unglaublich gross vergrössern kann. Dazu ist ihr Sichtfeld viel zu stark fokussiert. Manche Sachen lassen sich halt besser mit einer Lupe als mit einen Mikroskop sehen.

Auch wenn heute viele Kometen und Asteroiden durch automatisierte Observatiorien gesucht und gefunden werden, bleiben die Amateurastronomen unheimlich wichtig, sie haben nämlich einen grossen Vorteil und den kann ihnen keiner nehmen: Ihre grosse Anzahl. Irgendwo auf der Welt schauen immer ein paar Amateure zum Himmel und ein paar davon haben glücklicherweise ihre Kamera griffbereit. Dadurch entgehen uns auch unvorhersehbare Ereignisse nicht, so entdeckte ein japanischer Amateurastronom vor einem halben Jahr den Einschlag eines Asteroiden auf Jupiter und ein zehnjähriges Mädchen entdeckte sogar eine Supernova

Besonders beeindruckend sind die Leistungen der Satelliten-Tracker, denen gelingt es vom Boden aus beeindruckende Bilder von der ISS, Raumkapseln, den Shuttle oder von Satelliten zu schiessen. Wie man das macht (oder auch nicht) beschreibt einer von ihnen bei Universe Today

Hier kann man sogar den Robot-Arm des Shuttles erkennen: Image credit and copyright: Thierry Legault


Es gibt auch andere verrückt anmutende Herausvorderungen, die Amateure annehmen. Der Amateurastronom Bernd Gährken hat mit einem eher als Spielzeug gedachten Nachbau des Teleskops Galileo Galileis einen Exoplaneten - also einen Planeten, der um einen anderen Stern als unserer Sonne kreist, nachgewiesen - zugegeben nicht als erster, man wusste, dass es diesen Exoplaneten gibt, nur braucht es für die Entdeckung:eigentlich technisch das Feinste vom Feinsten:


Mit einem 40-Euro-Teleskop fremde Explaneten entdecken - Quelle: Webseite B. Gährken


Wie man an diesen paar Beispielen sieht (es gibt noch viel mehr) sind Amateure keine Idioten. Amateure sind oft Freaks, manchmal auch Geeks und Nerds, sie opfern Zeit, oft viel Geld und verdammt viel Herzblut für ihr Hobby. Das ist ihre Stärke!
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