Tại sao tàu vũ trụ chỉ chụp hình ảnh đen trắng?

Hầu hết các tàu vũ trụ của con người được phóng đi để thăm dò những hành tinh, thiên thể xa xôi trong Hệ Mặt Trời, đều ghi lại hình ảnh đen trắng và gửi về Trái Đất để các chuyên gia xử lý rồi thêm màu sắc cho chúng. Tại sao lại như vậy?

Xoáy bão ở cực bắc Sao Thổ được chụp bởi tàu Cassini vào ngày 27 tháng 11 năm 2012 khi tàu bay ở độ cao 400.048 km so với những đám mây cao nhất. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech/SSI.

Các tàu vũ trụ không chỉ chụp hình ảnh qua ánh sáng khả kiến như mắt người nhìn thấy, mà nó còn ghi nhận qua các các quang phổ khác mà nhiều phổ mắt người không thể nhìn thấy được. Nên một hình ảnh từ tàu chụp được không chỉ chứa thông tin như những hình ảnh ta chụp thường ngày, và việc chụp đen trắng giúp dung lượng dữ liệu nhỏ hơn và được gửi về Trái Đất nhanh chóng hơn.

Vùng ánh sáng mà mắt người nhìn thấy được gọi là ánh sáng khả kiến, có bước sóng từ 380 nm đến 700 nm hay tần số từ 430 THz đến 790 THz, nếu tàu vũ trụ chụp ảnh qua bước sóng này, nó sẽ bị những đám khí bụi che khuất mà không nhìn được những thành phần cấu trúc bên trong của vật thể mà nó muốn quan sát, nhưng ánh sáng hồng ngoại sẽ giúp nó quan sát được.

Có một số trường hợp, con tàu chụp hai phiên bản của hình ảnh, một bản với kích cỡ lớn nhất và là ảnh đen trắng, còn một bản với kích cỡ nhỏ hơn nhưng có màu, điều này giúp các nhà khoa học có thể đối chiếu và xử lý màu sắc được chính xác hơn.

Xoáy bão ở cực bắc Sao Thổ được chụp bởi tàu Cassini vào ngày 27 tháng 11 năm 2012. Màu sắc trong hình ảnh này là màu sai, không đúng màu sắc của mắt người nhìn thấy trong tự nhiên, được chủ đích đổ màu như vậy để làm nổi bật lên cấu trúc của cơn bão này. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech/SSI.

Nếu tàu thăm dò muốn chụp ảnh màu, nó sẽ sử dụng những bộ lọc đỏ-lục-lam (RGB) đặt ở phía trước hoặc bên trong ống kính. Một bộ lọc màu sẽ chụp được một hình ảnh làm nổi bật một chi tiết nào đó – vốn chỉ phát ra ánh sáng ở bước sóng màu đó, sau khi hòa trộn hình ảnh từ ba bộ lọc, chúng sẽ tạo thành một hình ảnh màu tự nhiên thuận theo mắt nhìn của con người.

Như đã nói bên trên, ngoài những bộ lọc màu tự nhiên, các tàu vũ trụ đều được trang bị bộ lọc ở các bước sóng ngoài ánh sáng khả kiến, như hồng ngoại (cực đỏ) hay tử ngoại (cực tím). Các nhà khoa học dựa trên dữ liệu về các bước sóng ngoài khả kiến và đổ màu tương ứng hoặc đổ màu sai để làm nổi bật các chi tiết.

Tuấn Anh