如果你站在火星上，它将是什么颜色？

提问：我已经看过了漫游者拍的火星照片和卡西尼号卫星拍的土星照片，它们非常绚丽、相当明亮多彩。然而，如果我们发送一个载人任务到火星、木星或土星，宇航员们透过窗户向外看时，这些星体还是这么充满活力吗？若对肉眼来说可以忽略不计的星体与太阳之间增加的距离对自然光产生了影响或者说若这些照片不甚清晰，我们用自己的眼睛能够看到什么呢？

回答：在颜色、表面亮度、大气雾方面对火星上（或卡西尼号附近）的每个人来说可能会与报道中“真正颜色”的图像有轻微不同。这是因为肉眼与漫游者和卫星探测器在三个重要方面截然不同：

（1）人眼由视杆和视锥组成，工作原理与由漫游者全景摄像机和卡西尼号上的过滤轮支持的电荷耦合器件有很大不同。

（2）人眼在不同的光照条件下有不同的反应，因为视杆和视锥在不同的条件下工作最佳。杆状体在非常弱的光线（暗视条件）下，如月光，占主导地位，而锥状体在强光下，如阳光，占主导地位。杆状细胞对一系列较短的波长有反应，而且，由于只有一种类型，它们不会产生颜色信息，就像三种锥细胞对蓝色、绿色和红色的最佳反应一样。此外，由于视杆很少出现在眼睛的焦点（中央凹），所以暗视视力通常是模糊的。Pancam和卡西尼传感器不会以这种方式变化。

（3）大脑以一种非常复杂的方式处理来自视网膜的数据，颜色的等级可以是针对个人的。相比之下，pancam数据使用更简化的标准化定义进行处理。

这些定义产生了一种非常接近人类在适当的光照条件下所看到的颜色的再现。因此，只要在火星表面上有足够的光，PANCAM“真彩色”图像很可能近似于色调和饱和度（认为它是振动），表面上的人会用肉眼看到。然而，人类探险家最有可能使用面罩来保护自己免受超强光的侵害，这可能会使肉眼的比较变得不合适。

图解：火星的真实色彩影像，2007年2月由罗塞塔号拍摄

那么，火星上的太阳是否足够明亮，以使光照条件成为一个有效的假设呢？答案是肯定的。火星离太阳的距离大约是地球的1.5倍，因此，忽略大气影响，火星单位面积的太阳能大约是地球的48%。火星大气的雾，主要是由于尘埃，会进一步降低亮度。

图解：由太空所见的火星稀薄且充满尘埃的红色大气层。左下方是阿尔及尔平原。

一般来说，只要探测车图像是在火星上的中午制作的，真正彩色的pancam图像的活力将非常接近肉眼在火星上看到的。更有异国情调的图像，比如著名的日落，被特别标记为“假彩色”，但即便如此，一些颜色信息也会类似于肉眼视觉。

图解：哈勃望远镜所摄，可见火星边缘的蓝色云霭

卡西尼号的图像稍微不那么棘手，因为图像不是在大气层中拍摄的。再次，实际的宇航员将使用面罩，这可能使任何关于肉眼视觉的讨论变得毫无意义。但是假设我们没有保护装置看萨图恩，关键的问题是，是否存在明视条件？令人惊讶的是，答案仍然是肯定的！

图解：VIMS 透过泰坦的大气层朝向太阳研究，有助于了解系外行星的大气层（艺术家的概念，2014年5月27日）。

土星距离太阳的距离大约是地球的9.5倍，因此太阳亮度大约是地球轨道亮度的1%。但正如上面所讨论的，这相当于在一个适度多云的日子里太阳光的水平，使人类能够在土星上有近视的视力。因此卡西尼号图像中土星色彩的活力也相当逼真。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. astro