Korištenje trodimenzionalnih modela u potrazi za životom Marsa

Evo dijela jednog od novih 3-D modela koji su upravo stvoreni kako bi pomogao ESA-inom Rosalind Franklin roveru da istražuje Mars 2021. Modeli su toliko detaljni da se, primjerice, prikazuju kao pucanje dine unutar kratera, kao što vidite ovdje. Slika putem TU Dortmund / NASA / JPL-Caltech / Europlanet.

Kako se moderni istraživači svemira pripremaju za pretraživanje nepoznatog terena? Nema veze da su istraživači roboti, a da su pripravnici svemirski znanstvenici i inženjeri. Sljedećeg ljeta planira se lansirati ambiciozna nova misija na Mars. Misija ExoMars Europske svemirske agencije (ESA) prevest će na Mars robotski rover Rosalind Franklin. Rover će tražiti dokaze o prošlom marsovskom životu u Oxia Planumu, velikoj ravnici bogatoj glinama i koja sadrži staru deltu rijeke. Kako se pripremaju? Tim znanstvenika sa sveučilišta TU Dortmund u Njemačkoj stvorio je izuzetno detaljne 3-D modele mjesta slijetanja. Ti su znanstvenici 16. rujna 2019. rekli da žele koristiti modele za razumijevanje zemljopisnih i geoloških karakteristika ove neistražene regije na Marsu i za pomoć u planiranju putanje rovera.

3-D modeli nazivaju se digitalni modeli terena (DTM). Oni su varijacija digitalnih modela nadmorske visine (DEMs) koje svemirski znanstvenici koriste za razumijevanje planeta, mjeseca i asteroida. Rezolucija ove karte je oko 25 centimetara po pikselu. Jedan od znanstvenika, Kay Wohlfarth, predstavio ih je na prošlotjednom međunarodnom sastanku astronoma u Ženevi, Švicarska.

Pa kako su nastali modeli?

Jedan od testnih 3-D modela terena na Marsu. Slika putem TU Dortmund / NASA / JPL-Caltech / Europlanet Society.

Još jedan testni 3-D modeli terena na Marsu. Slika putem TU Dortmund / NASA / JPL-Caltech / Europlanet Society.

Prvo se koriste slike visoke rezolucije Marsove površine s HiRISE kamere na NASA Mars Reconnaissance Orbiteru (MRO). Ta se slika tada primjenjuje na klasičnu stereo metodu kombiniranja dviju slika snimljenih iz malo različitih kutova, kako bi se stvorila 3D slika krajolika. Ali te vrste stereo tehnika mogu se ograničiti kada je riječ o prašnjavim i pješčanim površinama - u osnovi bez karakteristika - na mjestima poput pristaništa Rosalind Franklin, Oxia Planum. Prema potrebi, mjesto slijetanja je relativno ravno da bi se osiguralo sigurno slijetanje.

DTM-ovi su zatim dodatno poboljšani primjenom tehnike nazvane Shape from Shading u kojoj se intenzitet reflektirane svjetlosti na slici prevodi u informacije na površinskim padinama. Podaci o nagibu kombiniraju se sa stereo slikama, pružajući znatno bolju procjenu 3-D površine, uz postizanje najbolje rezolucije u rekonstruiranom krajoliku.

Dobiveni modeli pružaju znanstvenicima mnogo detaljniji prikaz područja slijetanja. Kao što je Wohlfarth objasnio:

Pomoću ove tehnike mogu se reproducirati čak i sitni detalji poput zapinjanja dine unutar kratera i grubo podnožje.

Umjetnička ilustracija rovera Rosalind Franklin na Marsu, dio ESA-ove misije ExoMars. Slika putem ESA / ATG medijalaba.

Marcel Hess, prvi autor studije, rekao je:

Posebno smo vodili brigu o interakciji između svjetla i marsovske površine. Područja koja su nagnuta prema suncu izgledaju svjetlija, a područja okrenuta prema van izgledaju tamnije. Naš pristup koristi zajednički odbojni i atmosferski model koji uključuje refleksiju površine, kao i atmosferske učinke koji difuzuju i raspršuju svjetlost.

Ovi će novi modeli biti od velike pomoći roveru dok se kreće po pejzažu, tražeći najbolja mjesta za proučavanje s nizom instrumenata. Rover ne samo da će ispitivati ​​stijene i tlo, nego će moći bušiti i do dva metra (šest stopa) u podzemlje, tražeći moguće biosignature, kemijske tragove prošloga života. Uzorci će biti isporučeni u laboratorij na analizu.

PanCam će sa svojim stereo uređajima i kamerama visoke rezolucije pružiti detaljan pregled zanimljivih značajki i vidljive i blizu infracrvene valne duljine. Spektrometri će odrediti od čega se sastoje stijene i koliko ih je utjecala voda.

Roverova bušilica u čistoj sobi na Zemlji, u prtljažnom položaju. Bušilica će moći prodrijeti do dva metra (šest stopa) u podzemlje. Slika putem ESA.

Prema Jorgeu Vagou, ESA-in znanstvenik za rover ExoMars:

Naš je rover uistinu poprimio oblik. Imamo nevjerojatno moćan znanstveni teret da istražimo površinu i podzemlje Marsa u našem naumu da pronađemo biosignature.

ExoMars će biti uzbudljiva misija, a uz NASA-in nadolazeći rover 2020. godine, prvi nakon što je vikinška misija 1970-ih / 1980-ih tražila izravno dokaze o životu. Očekuje se da će rover lansirati negdje između 26. srpnja i 13. kolovoza 2020. na ruskom lancu Proton-M, koji je na Mars stigao u ožujku 2021. godine.

Više informacija o misiji ExoMars dostupno je na web stranici misije.

Dno crta: Novi 3-D modeli marsovskog terena pomoći će rovaru Rosalind Franklin da traži život na Marsu 2021. godine.

Preko Europlanet društva