Trójwymiarowe modele miejsca lądowania łazika Rosalind Franklin

Źródło: TU Dortmund/NASAJPL-Caltech

Naukowcy z Politechniki w Dortmundzie opracowali precyzyjne, trójwymiarowe modele terenu w elipsie lądowania łazika Rosalind Franklin, który w ramach misji ExoMars przygotowywany jest przez ESA oraz Roskosmos. Modele DTM (Digital Terrain Models) charakteryzują się rozdzielczością około 25 centymetrów na piksel i pomogą naukowcom poznać geografię i charakterystykę geologiczną regionu, a tym samym zaplanować drogę łazika po okolicy.

Aby poprawić dokładność modeli, badacze opracowali innowacyjną technikę, która integruje dane atmosferyczne z cyfrowo wytworzonymi sceneriami. Modele zostały zaprezentowane przez Kaya Wohlfartha podczas spotkania EPSC-DPS w Genewie.

Modele DTM bazują na wysokiej rozdzielczości zdjęciach Marsa wykonanych za pomocą instrumentu HiRISE zainstalowanego na pokładzie sondy Mars Reconnaissance Orbiter. Zdjęcia z tego instrumentu szeroko stosowano w klasycznej metodzie łączenia dwóch zdjęć wykonanych pod różnymi kątami w celu odtworzenia trójwymiarowego obrazu terenu. Niemniej jednak konwencjonalne techniki stereo mają swoje ograniczenia, gdy stosuje się je do pozbawionych cech charakterystycznych, jednorodnych obszarów, które charakteryzują wiele pyłowych i piaszczystych powierzchni planetarnych, takich jak m.in. miejsce lądowania nowego łazika.

Oxia Planum, miejsce lądowania wybrane przez grupę ExoMars Landing Site Selection Working Group dla łazika Rosalind Franklin, jest stosunkowo płaskie, dzięki czemu zminimalizowano ryzyko twardego lądowania i zapewniono dostęp łazika do wielu obszarów, w których będzie realizował swoją misję. Wybrany obszar obfituje w minerały ilaste i struktury z dawnych koryt rzecznych, które mogą przechowywać ślady dawnego życia na Marsie.

Render niewielkiego obszaru przedstawiające drobne szczegóły powierzchni Marsa. Źródło: TU Dortmund/NASA/JPL-Caltech

Aby poprawić DTM, naukowcy z TU Dortmund University zastosowali technikę “Shape from Shading” (Odczytywanie kształtu z cieni), w której intensywność odbijanego światła na zdjęciu przekładana jest na informacje o nachyleniu powierzchni. Dane o nachyleniach są następnie nakładane na zdjęcia stereo, dzięki czemu uzyskuje się lepsze szacunki co do trójwymiarowego kształtu powierzchni.

Kay Wohlfarth tłumaczy: “Dzięki tej technice, możemy odtwarzać nawet małoskalowe szczegóły, takie jak zmarszczki wydmowe wewnątrz krateru”.

Marcel Hess, pierwszy autor opracowania mówi: “Skupiliśmy się przede wszystkim na interakcji światła z powierzchnią Marsa. Obszary nachylone w stronę Słońca wydają się jaśniejsze niż te nachylone w stronę przeciwną. Nasze podejście obejmuje ilość odbitego światła uwzględniając przy tym model atmosfery, który obejmuje także efekty atmosferyczne prowadzące do rozpraszania światła”.

Łazik Rosalind Franklin będzie wyposażony w instrumenty naukowe do badania skał oraz materii powierzchniowej w Oxia Planum. Na pokładzie łazika znajdzie się także wiertło, które pozwoli nam zajrzeć pod powierzchnie i pobrać próbki, które następnie będą transportowane do pokładowego laboratorium zaprojektowanego do wykrywania biosygnatur, jak również instrumenty do mierzenia podpowierzchniowej zawartości wody. Łazik zostanie wyniesiony w przestrzeń kosmiczną latem 2020 roku na pokładzie rosyjskiej rakiety Proton-M i dotrze do Marsa w marcu 2021 roku.

Źródło: EuroPlanet

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.