Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL
Οι κάμερες που είναι τοποθετημένες στον ιστό πάνω στο Mars Exploration Rovers, Spirit and Opportunity, θα προσφέρουν την καλύτερη θέα μέχρι στιγμής της επιφάνειας του Κόκκινου Πλανήτη. Οι κάμερές τους μπορούν να μετακινηθούν προς τα πάνω και προς τα κάτω κατά 90 μοίρες και να φαίνονται εντελώς γύρω από 360 μοίρες Το πρώτο rover, Spirit, θα φτάσει στον Άρη στις 3 Ιανουαρίου, με το Opportunity να φτάνει στις 25 Ιανουαρίου.
Η πανοραμική κάμερα που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Cornell, που ονομάζεται Pancam, στο πνεύμα Spirit and Opportunity θα προσφέρει τα πιο καθαρά, πιο λεπτομερή τοπία του Άρη που έχουν δει ποτέ.
Η ανάλυση εικόνας - ισοδύναμη με το όραμα 20/20 για ένα άτομο που στέκεται στην επιφάνεια του Άρη - θα είναι τρεις φορές υψηλότερη από αυτήν που καταγράφηκε από τις κάμερες στην αποστολή Mars Pathfinder το 1997 ή στους Viking Landers στα μέσα της δεκαετίας του 1970.
Από 10 μέτρα μακριά, το Pancam έχει ανάλυση 1 χιλιοστόμετρο ανά εικονοστοιχείο. «Είναι ο Άρης σαν να μην το έχετε ξαναδεί», λέει ο Steven Squyres, καθηγητής αστρονομίας του Cornell και κύριος ερευνητής για τη σειρά επιστημονικών οργάνων που μεταφέρουν οι rovers.
Το Spirit έχει προγραμματιστεί να προσγειωθεί στον Άρη στις 3 Ιανουαρίου στις 11:35 μ.μ. EST. Η ευκαιρία θα μειωθεί στις 25 Ιανουαρίου στις 12:05 π.μ. EST.
Το Jet Propulsion Laboratory (JPL) στο Pasadena, ένα τμήμα του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Καλιφόρνιας, διαχειρίζεται το έργο Mars Exploration Rover για το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης της NASA, Washington, D.C. Cornell, στην Ιθάκη της Νέας Υόρκης.
Ο ιστός του Pancam μπορεί να περιστρέψει την κάμερα 360 μοίρες στον ορίζοντα και 90 μοίρες πάνω ή κάτω. Οι επιστήμονες θα γνωρίζουν τον προσανατολισμό ενός rover κάθε μέρα στην επιφάνεια του Άρη χρησιμοποιώντας δεδομένα που αποκτήθηκαν καθώς η κάμερα αναζητά και βρίσκει τον ήλιο στον ουρανό σε μια γνωστή ώρα της ημέρας. Οι επιστήμονες θα καθορίσουν την τοποθεσία ενός πλανήτη στον πλανήτη τριγωνίζοντας τις θέσεις των χαρακτηριστικών που φαίνονται στον μακρινό ορίζοντα σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Το μέλος της επιστημονικής ομάδας του Rover, James Bell, αναπληρωτής καθηγητής αστρονομίας του Cornell και επικεφαλής επιστήμονας για το Pancam, λέει ότι η υψηλή ανάλυση είναι σημαντική για τη διεξαγωγή της επιστήμης στον Άρη. «Θέλουμε να δούμε ωραίες λεπτομέρειες. Ίσως υπάρχει στρώση στους βράχους, ή οι βράχοι σχηματίζονται από ιζήματα αντί για ηφαίστεια. Πρέπει να δούμε τους κόκκους των βράχων, είτε σχηματίζονται από τον άνεμο είτε σχηματίζονται από νερό », λέει.
Επίσης, το Pancam είναι σημαντικό για τον καθορισμό των ταξιδιωτικών σχεδίων ενός ταξιδιώτη. Λέει ο Bell: «Πρέπει να δούμε λεπτομέρειες για πιθανά εμπόδια που μπορεί να βρίσκονται μακριά.»
Καθώς κάθε κάμερα CCD διπλού φακού (συσκευή με σύνδεση φόρτισης) τραβά φωτογραφίες, οι ηλεκτρονικές εικόνες θα αποστέλλονται στον ενσωματωμένο υπολογιστή του rover για ορισμένα βήματα επεξεργασίας εικόνας, συμπεριλαμβανομένης της συμπίεσης, πριν από την αποστολή των δεδομένων στη Γη.
Κάθε εικόνα, μειωμένη σε τίποτα περισσότερο από μια ροή μηδενικών και αυτών, θα είναι μέρος μιας ροής πληροφοριών μία ή δύο φορές την ημέρα που μεταδίδεται στη Γη, ένα ταξίδι που διαρκεί 10 λεπτά. Τα δεδομένα θα ανακτηθούν από το Deep Space Network της NASA, θα παραδοθούν σε ελεγκτές αποστολών στο JPL και θα μετατραπούν σε ακατέργαστες εικόνες. Από εκεί, οι εικόνες θα σταλούν στη νέα εγκατάσταση επεξεργασίας εικόνων του Άρη στο Κτήριο Επιστημών Διαστήματος του Cornell, όπου ερευνητές και μαθητές θα αιωρηθούν πάνω από υπολογιστές για να παράγουν επιστημονικά χρήσιμες εικόνες.
Κατά τη διάρκεια της επιφανειακής δραστηριότητας των rover, από τον Ιανουάριο έως τον Μάιο του 2004, θα πραγματοποιείται καθημερινός εκτενής προγραμματισμός από την επιστημονική ομάδα του Άρη, με επικεφαλής τον Squyres. Οι ειδικοί της έρευνας Elaina McCartney και Jon Proton θα συμμετάσχουν σε αυτές τις συναντήσεις και θα αποφασίσουν πώς θα εφαρμόσουν τα σχέδια για το Pancam και τα πέντε άλλα μέσα του κάθε rover.
Η επεξεργασία εικόνων από 100 εκατομμύρια μίλια μακριά δεν θα είναι εύκολο επίτευγμα. Χρειάστηκαν τρία χρόνια για τη σχολή, το προσωπικό και τους φοιτητές του Cornell να βαθμονομήσουν με ακρίβεια τους φακούς Pancam, τα φίλτρα και τους ανιχνευτές και να γράψουν το λογισμικό που λέει στην ειδική κάμερα τι να κάνει.
Για παράδειγμα, οι ερευνητές Jonathan Joseph και Jascha Sohl-Dickstein έγραψαν και τελειοποίησαν λογισμικό που θα παράγει εικόνες με μεγάλη σαφήνεια. Μία από τις ρουτίνες του λογισμικού του Joseph συνδυάζει τις εικόνες μαζί σε μεγαλύτερες εικόνες, που ονομάζονται ψηφιδωτά και μια άλλη φέρνει λεπτομέρειες σε μεμονωμένες εικόνες. Το λογισμικό του Sohl-Dickstein θα επιτρέψει στους επιστήμονες να δημιουργήσουν έγχρωμες εικόνες και να πραγματοποιήσουν φασματική ανάλυση, η οποία είναι σημαντική για την κατανόηση της γεωλογίας και της σύνθεσης του πλανήτη.
Εκτεταμένη εργασία στην κάμερα πραγματοποιήθηκε επίσης από τους αποφοίτους του Cornell, Miles Johnson, Heather Arneson και Alex Hayes. Ο Hayes, ο οποίος άρχισε να εργάζεται στην αποστολή του Άρη ως φοιτητής του Cornell, δημιούργησε ένα πρότυπο της πανοραμικής κάμερας που βοήθησε την ευαίσθητη χρωματική βαθμονόμηση και τον υπολογισμό του εστιακού μήκους και του οπτικού πεδίου της πραγματικής κάμερας Mars. Οι Johnson και Arneson πέρασαν οκτώ μήνες στο JPL τρέχοντας το Pancam κάτω από συνθήκες όπως ο Άρης και συλλέγοντας δεδομένα βαθμονόμησης για τα 16 φίλτρα της κάμερας.
Για τους φοιτητές και τους πρόσφατους αποφοίτους της ομάδας Pancam, η έρευνα ήταν τόσο πολύτιμη εμπειρία όσο και εκπαίδευση. «Στάθηκα μέσα σε ένα καθαρό δωμάτιο στο Jet Propulsion Laboratory και έκανα δοκιμές στα πραγματικά rover», λέει ο Johnson. «Ήταν ένα παράξενο αλλά συναρπαστικό συναίσθημα που βρίσκεται δίπλα σε ένα τόσο περίπλοκο εξοπλισμό που σύντομα θα ήταν στον Άρη».
Αρχική πηγή: Πανεπιστήμιο Cornell
