Bu dünya resmi nasıl üretildi?

Yanda gördüğünüz etkileyici resim dünyanın gece-gündüz çizgisini uzaydan gösteriyor. Peki bu resim gerçek olabilir mi? NASA’nın Earth Observatory (Dünya Rasathanesi) bölümü, bu sorunun cevabını arıyor. Resmin harika olduğu su götürmez, ancak gerçek olmak için sizce de biraz fazla güzel değil mi?

Bu ayrıntılı yazıda resmi yakından inceleyecek ve gerçeğin ne olduğunu delilleriyle bulmaya çalışacağız.

Bu harikulade resim (Resmin büyük boyutu), güneş ışığının vurduğu son çizgiyi gösteriyor. Güneş ışığının vurduğu son ülkeler -İskandinavya, Fransa, Mali, Fildişi Sahilleri- ve yeni karanlığa gömülen ülkeler -Kuzey Afrika’nın büyük bir bölümü ile İtalya, Türkiye vs.- aynı resimde görülebiliyor. Resmi gördüğünüz anda aklınıza gelmiş olmalı: Bu resim gerçek mi? Öyle ya, böylesine net ve kayda değer bir fotoğrafı yakalayabilmek, en usta fotoğrafçıların bile harcı olmasa gerek.

Resme baktığımızda aklımıza gelen bir yığın sorudan bazıları şunlar: Bu bir fotoğraf mı? Fotoğrafsa uzaydan mı çekilmiş? Resim mi? Boyama mı yapmışlar? Yoksa acaba başarılı bir 3D animatörün inandırıcı bir çalışması mı?

Bu resmi yorumlayabilmek için gerekli ipuçları; okyanusun şeklinde, atmosferin netliğinde, yeryüzü şekillerinin gün ışığındaki ve karanlıktaki görünüşlerinde, ışık çizgisinin bulunduğu coğrafyada ve resmin perspektifinde bulunabilir.

İlk önce okyanusa bakın. Okyanusu yakından incelerseniz, kıta sahanlığı ve Orta Atlantik dağ silsilesiyle birleşen kırılım çizgileri de dahil olmak üzere, deniz tabanının görünür olduğunu fark edeceksiniz. Sahil tecrübelerinizi hatırlayın: Denizin tabanını görebileceğiniz en derin noktasında, derinliği ne kadardır? Görünebilirlik normal bir sahilde genelllikle 1 metreyle sınırlıdır. Karayipler gibi berrak sularda ise yaklaşık 10 metredir. Gerçekte, resimde aydınlık görünen okyanus parçasının ancak % 0,5’i 100 metre derinliktedir. Okyanusların ortalama derinliğinin 4000 metre olduğu göz önüne alınırsa, en hassas kameranın bile, sahile çok yakın bölümler ve istisnai sığlıklar haricinde denizin tabanını göremeyeceği kolayca anlaşılabilir. Işık derin okyanus suyuna yeterince nüfuz edemediğinden batimetri (okyanus derinliği) ölçümleri ancak gemilere yerleştirilen radarlarla, denizaltılarla ve radar altimetreleriyle uzaydan ölçülebilir. Bu bilgi daha sonra bilgisayar tarafından işlenir ve okyanus tabanının şekilleri ancak böyle anlaşılabilir.

Bu resim Uluslararası Uzay İstasyonundan alındı. Bahamaların Beuthera Adası’nı gösteren resmin sol tarafında deniz birkaç adım derinliğinde. Sağ tarafta ise deniz çok derin olduğu için deniz tabanındaki şekiller görülemiyor.

Resimle ilgili ikinci ipucu: Bulutlar nerede? Dünya çok bulutlu bir gezegen ve herhangi bir zamanda dünyanın üçte biri mutlaka bulutlarla kaplıdır. Meteoroloji uydusu tarafından 37000 km yukarıdan çekilmiş Avrupa ve Kuzey Afrika’nın anlık bulut durumunu gösteren bir fotoğrafa bakın, ne demek istediğimizi anlayacaksınız. (METEOSAT)Halbuki bu resimde bulut yok, bu da bize resmin, bölgenin farklı farklı fotoğraflardaki bulutsuz kısımlarının birleşimiyle oluşturulduğunu veya bulutlara rağmen görebilen aletlerle hazırlandığını gösteriyor.

Karanın görünümü, resmin kaynağıyla ilgili daha fazla iz bulmamıza sebep oluyor. Bitkilerin yetiştiği kısımlar yeşil ve çöller sarı. Bu gözlerimizle görebildiğimize veya fotoğraflarda gördüklerimize çok benziyor. Fakat yeşil bitki örtüsü barizce parlıyor. Bitkiler, yaprakları üzerlerine düşen ışığın yaklaşık %95’ini emerler. Bu sebeple uzaydan çekilmiş aydınlık fotoğraflarda, bitki örtüsünün olduğu kısımlar genellikle çok karanlık, hatta neredeyse siyah görünürler. Diğer taraftan, kızılötesine yakın ışık ‘Dalgaboyu kızılötesinden biraz daha uzun olan ve gözlerimiz tarafından görülemeyen ışık-, bitkiler tarafından yoğun olarak yansıtılır. Bitkiler, kızılötesine yakın ışıklarla çekilen fotoğraflarda parlarlar. Meteoroloji uyduları, yaklaşık 20 senedir kızılötesi veya kızılötesine yakın ışıklarla fotoğraflar çekiyorlar. Bu sürede, harika bulutsuz resim birleşimleri oluşturabilmek için yetecek kadar fotoğraf çekildi. Üstelik kızıl ve kızılötesine yakın bilgiler, renkli resimler oluşturabilmek için birleştirilebiliyorlar.

Bu klasik fotoğraf 7 Aralık 1972’de Apollo 17 ekibi tarafından çekildi. Fotoğrafa dikkatli bakıldığında Sahra Çölü’nün altında kalan bölgenin karanlık olduğu görülüyor. Bunun sebebi, yoğun bitki örtüsünün ışığı yüksek oranlarda emmesidir.

Şimdi ışık çizgisine bakın. Karanlık taraftaki şehir ışıkları, gün ışığı alan şehirlerdekinden daha parlak! Bu tek bir resimle elde edilmiş olamaz, yapay ışıklar güneş ışığının yansımalarından her zaman daha karanlıktır. Bu sebeple kameralar gece çekimlerinde özel filmlere ve kayıt için uzun bekleme sürelerine ihtiyaç duyarlar. Kameralar ve bilimsel aletler, bir seferde sadece sınırlı bir parlaklık aralığını algılayabilirler. Bu yüzden bir fotoğrafta gündüze ve geceye ait detayları eş zamanlı olarak gösterebilmek imkansızdır. Bugün sadece bir uzak çekim aracı, Savunma Meteorolojik Uydu Programı (DMSP) Operasyonel Çizgi Tarayıcısı gece ışıklarının haritasını çıkarabilir. Bilim adamları Ekim 1994’ten Mart 1995’e kadar bu uydudan gelen bilgileri birleştirerek, şehir ışıklarını gösteren bir dünya haritası oluşturabilmişlerdir. Şehir ışıkları görüntüleri, yüzeye ait görüntüler içermezler, bu sebeple gündüz yüzey resimleriyle (Gece görünüşü izlenimi vermek için) birleştirilirler, ancak bu şekilde ‘dünyanın gece tarafı’ fotoğrafları oluşturulur. Daha sonra bu gece tarafı fotoğrafı, gündüz tarafı fotoğrafıyla birleştirilir, bilgisayar destekli bir ayırıcıyla ayrılarak gün ışığı çizgisi oluşturulur.

New York şehrinin parlak altın rengi ışıkları, Uluslararası Uzay İstasyonu tarafından çekilen gece fotoğrafında görülüyor.

Dünya küre şeklinde olduğu için, gün ışığı çizgisi uzaydan her zaman yay şeklinde, veya direkt üzerinden bakıldığında düz bir çizgi halinde görülür. Fakat bu fotoğrafta, gün ışığı çizgisi şekil değiştiriyor. Resmin altına yakın kısımda düz olan çizgi, üst kısımlarda eğik. Gün ışığının şekil değiştirmesinin sebebi, dünyanın eğik yüzeyinin düz bir zemine yansıtılmasıdır, haritalardaki gibi.
Bu resmin kaynağına ait son ipucu, resmin çekildiği yer veya resimdeki görüntüyü verebilecek açıdır. Resimde yaklaşık 6500 km’lik bir bölüm görünmektedir. Uzay gemisi ve Uluslararası Uzay İstasyonu 375 km yukarıda uçarlar. Bu yükseklikte bile, bir kameranın elde edebileceği en geniş açıda yaklaşık 1500 km’lik bir alan görülür. Meteoroloji uyduları gibi uydular, 37,000 km yukarıda uçarlar ve dünyanın büyük bir bölümüne ait kapsamlı görüntüler elde ederler, fakat böylesi geniş bir açıdan dünyayı görebilen tek insan grubu, Apollo astronotlarıdır ve aya giderken bu kadar geniş bir alanı görme şansı bulmuşlardır.

Fransa’nın Atlantik Okyanusu kıyılarını gösteren bu fotoğraf, uzay mekiği tarafından çekildi. Eğik açıyla çekilen fotoğraf, uzay mekikleri ve Uluslararası Uzay İstasyonu tarafından çekilebilecek en geniş açılı fotoğraflara bir örnek teşkil ediyor.

Bu resmi dikkatle inceledikten sonra, resmin pek çok elemanın bir araya getirilmesiyle; farklı zaman ve yerlerde, çeşitli dalga boylarındaki ışıklarla (hatta sesle) pek çok araçtan elde edilen verilerin toplanmasıyla oluşturulduğunu öğrendik. Bütün bu bilgiler, bir bilgisayarda dünyanın ‘görülemeyecek’ bir fotoğrafını oluşturmak için birleştirilmişti. Bilim adamları genellikle bu tip resimleri -Bu tip resimlere canlandırma denir- karmaşık bilgileri yorumlamak ve kendi bildiklerini diğerleriyle paylaşabilmek için kullanırlar.
Resmin kendisi, Web tabanlı bir araç olan ve farklı perspektiflerden dünya fotoğrafları sunan Dünya ve Ay Gözlemcisi (Earth and Moon Viewer) tarafından üretilmiştir. Dünya gece ve gündüz fotoğraflarıysa The Living Earth tarafından sağlanmıştır.