¿ CÓMO FUNCIONA EL MUNDO DE LA FOTOGRAFÍA DESDE EL ESPACIO ?

Ante todo, en el mundo de la «astro-fotografía», hay que tener un par de cosas en cuenta y que son inamovibles según como está enfocado actualmente.

· La gran mayoría de las cámaras que utilizan los astrónomos, funcionan en blanco y negro. Por lo que las fotos en color son el resultado de mezclar varias imágenes con programas como Photoshop.

· En el caso de las sondas espaciales, la telemetría en los datos recibidos y enviados, tienen una capacidad y velocidad muy limitadas. Por lo que se hace muy difícil o casi imposible enviar grandes cantidades de datos para una sola imagen/función.

Cada «orden» enviada a una sonda lejana, debe ser exprimida y utilizada para tantas cosas como sea posible, las misiones científicas constan de mucho más que las imágenes y a menudo las fases de recabar datos científicos ocupa mucho espacio de tiempo.

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~ El ejemplo Hubble ~

 

Una de las herramientas que más ha contribuido en las últimas décadas al avance de la astronomía y el conocimiento del Universo es el telescopio espacial Hubble. Puesto en órbita en 1990, su historia no ha estado exenta de serios problemas técnicos que, afortunadamente, se han ido solventando con éxito.
Gracias a su espejo de 2,4 metros de diámetro, que actúa como un inmenso ojo que permite captar la luz procedente incluso de los objetos más lejanos y tenues, y al no verse afectado por las limitaciones técnicas que la atmósfera impone a los telescopios que operan desde tierra, Hubble nos ha permitido conseguir imágenes con una claridad jamás lograda.
Una de las imágenes más icónicas obtenidas por este telescopio espacial, es la de los denominados «Pilares de la Creación», tomada en 1995. Este es el nombre con el que se ha bautizado a una zona de la Nebulosa del Águila, situada en la constelación de la Serpiente y a una distancia de la Tierra de casi 7.000 años luz (unos 66.000 billones de kilómetros).

A principios de este año, 20 años después y como tributo a esa impresionante imagen, la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) han tomado y hecho públicas nuevas imágenes de los Pilares de la Creación.


* Los «nuevos» Pilares de la Creación. *

Las nuevas imágenes muestran con mucho mayor detalle las estructuras que aparecían en la fotografía inicial y han sido obtenidas con una nueva cámara denominada Wide Field Camera 3 (WFC3), instalada en el Hubble en mayo de 2009. Esta cámara sustituyó a la que obtuvo la imagen de 1995 y que se denominaba Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2).

Pero, ¿Cómo se han obtenido estas imágenes? Y, por otra parte, ¿Realmente reproducen fielmente lo que vería el ojo humano si pudiese contemplar por sí mismo estas estructuras?
Para dar una respuesta a estas preguntas es necesario aclarar que la cámara WFC3 utiliza tres sensores diferentes para poder traducir en imágenes la luz que les llega. Éstos se denominan sensores CCD, acrónimo de charge-coupled device (dispositivo de carga acoplada).

Se trata de dispositivos sensibles a la luz que fueron inventados en el año 1969 y que décadas después cambiarían radicalmente el mundo de la fotografía. La tecnología CCD, que hizo a sus inventores merecedores del Premio Nobel de Física en el año 2009, ha supuesto toda una revolución, pues dejó obsoleta a la emulsión fotográfica y permitió dar el gran salto a la fotografía digital. Hoy en día estos sensores están presentes en cámaras fotográficas y de vídeo, así como en tablets, smartphones y otros dispositivos de uso común.

z2* Imagen de la cámara WFC3 mientras estaba siendo preparada para ser cargada en el transbordador espacial Atlantis, que la llevaría hasta el telescopio espacial Hubble en mayo de 2009. *

Al disponer de tres de estos sensores CCD, la cámara WFC3 del telescopio Hubble puede considerarse realmente como una combinación de dos cámaras en una sola. Así, dos de los sensores funcionan con luz visible y ultravioleta (UVIS), mientras que el tercero es sensible a la luz infrarroja (IR). En el momento de adquirir una imagen, un operador decide a cuál de los dos canales disponibles (ultravioleta-visible o infrarrojo) irá la luz recogida por el espejo del telescopio espacial. Cada uno de ellos proporcionará una información diferente, aunque complementaria, del mismo objeto.

Empezando por los dos sensores que operan con luz visible y ultravioleta, cabe destacar que cada uno de éstos proporciona una resolución de 2048×4096 píxeles. Y, contrariamente a lo que de entrada se podría pensar, funcionan en blanco y negro, y no en color. De hecho, aunque parezca sorprendente, esto no sólo ocurre con la cámara del telescopio Hubble: la inmensa mayoría de las cámaras que utilizan los astrónomos funcionan en blanco y negro. De esta forma se consigue un aprovechamiento más óptimo de los sensores a la vez que se obtienen imágenes con mayor detalle y se pueden registrar con mayor facilidad los objetos más tenues.

z4* El canal de color verde produce menos ruido y está mas relacionado con la capacidad de percepción de color del ojo humano y es mas fácil de procesar por el microchip y mas adaptable a los algoritmos de conversión, por eso dobla en proporción al color rojo y azul. *

Entonces, ¿Cómo es posible que Hubble pueda obtener imágenes en color?
Una imagen en color puede componerse mediante la mezcla de tres colores primarios: rojo, verde y azul. Combinando rojo, verde y azul en distintas intensidades podemos obtener una enorme gama de colores y, por ejemplo, en la pantalla de cualquier dispositivo electrónico el estado de cada píxel se define mediante la intensidad de estos tres colores individuales. Para poder aplicar este principio y obtener una imagen en color, la cámara WFC3 del Hubble utiliza un conjunto de 63 filtros que se van colocando, según convenga, frente a los sensores UVIS. Cada uno de estos filtros está diseñado para dejar pasar sólo un color determinado, bloqueando al resto.

 


* Este buenísimo vídeo explica el funcionamiento de los sensores de una cámara digital, se puede subtitular al castellano. *

Si, por ejemplo, se coloca un filtro de color rojo, al sensor sólo llegará la luz de ese color y se obtendrá (en blanco y negro) una imagen del objeto en la que se habrá conseguido aislar este color primario. Si se repite lo mismo con otros dos filtros diferentes para aislar los canales azul y verde, se dispondrá entonces de los tres canales primarios, cada uno de los cuales estará registrado en una imagen en blanco y negro. Al combinar los tres canales, se obtendrá una imagen en color. Esta combinación se hace mediante software. Aunque los astrónomos utilizan programas específicos para llevarla a cabo, aunque aplicaciones de uso general como por ejemplo Photoshop permiten también utilizar esta técnica.

A pesar del grado de detalle que muestran las imágenes obtenidas con los sensores UVIS de la cámara WFC3, éstos no nos permiten ver qué hay en el interior de las columnas de gas y polvo cósmico, pues ese polvo bloquea la mayor parte de la luz visible que emiten los objetos que se encuentran dentro de los Pilares. Pero, por suerte, este polvo no es muy eficaz a la hora de bloquear la luz infrarroja. Y es aquí donde el tercer sensor de la cámara WFC3, que tiene una resolución de 1024×1024 píxeles, juega un papel clave. A diferencia de lo que ocurre con el ojo humano, que no puede ver este tipo de luz, el sensor infrarrojo de la WFC3 está específicamente diseñado para detectarla, mostrándonos así imágenes de objetos que de otra forma no podríamos contemplar.

This image compares two new views of the Eagle Nebula’s Pillars of Creation captured by Hubble. On the left the pillars are seen in visible light, capturing the multi-coloured glow of gas clouds, wispy tendrils of dark cosmic dust, and the rust-coloured elephants’ trunks of the nebula’s famous pillars. The right image is taken in infrared light, which penetrates much of the obscuring dust and gas and unveils a more unfamiliar view of the pillars.

De esta manera, gracias a una íntima combinación de ciencia y arte, las técnicas sofisticadas que se esconden tras las imágenes del Hubble nos permiten contemplar toda la belleza que encierran estos objetos, a la vez que nos permiten profundizar cada vez más en la comprensión de nuestro Universo.

> En este otro vídeo de 2011, podrás ver un ejemplo de cómo se colorea una imagen astronómica del Hubble:

 ~ ELABORADO POR ~
Grupo Amateur de Meterología Espacial (GAME)
~ REFERENCIAS ~
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