stringtranslate.com

HiRISE

HiRISE готовится перед отправкой для крепления к космическому кораблю.

Научный эксперимент с изображением высокого разрешения — это камера на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата , который находится на орбите Марса и изучает его с 2006 года. Инструмент весом 65 кг (143 фунта) и стоимостью 40 миллионов долларов США был построен под руководством Лунного и Планетарная лаборатория компании Ball Aerospace & Technologies Corp. Она состоит из телескопа-рефлектора с  апертурой 0,5 м (19,7 дюйма) , крупнейшего на сегодняшний день из всех миссий в дальний космос , который позволяет делать снимки Марса с разрешением 0,3 м/пиксель (1 футов/пиксель), разрешая объекты диаметром менее метра.  

HiRISE сфотографировал на поверхности Марса марсоходы , в том числе марсоход Opportunity и текущую миссию Curiosity . [1]

История

Кадр одного из первых изображений Марса с камеры HiRISE

В конце 1980-х годов Алан Деламер из Ball Aerospace & Technologies начал планировать получение изображений с высоким разрешением, необходимое для возврата образцов и исследования поверхности Марса. В начале 2001 года он объединился с Альфредом МакИвеном из Университета Аризоны, чтобы предложить такую ​​камеру для Марсианского разведывательного орбитального аппарата (MRO), и НАСА официально приняло ее 9 ноября 2001 года.

На компанию Ball Aerospace была возложена ответственность за создание камеры, и 6 декабря 2004 года они доставили HiRISE в НАСА для интеграции с остальной частью космического корабля. Его подготовили к запуску на борту MRO 12 августа 2005 года под аплодисменты присутствовавшей команды HiRISE.

Художественная версия HiRISE на Марсе

Во время круизного этапа MRO HiRISE сделал несколько тестовых снимков, включая несколько Луны и скопление Jewel Box . Эти изображения помогли откалибровать камеру и подготовить ее к съемке Марса.

10 марта 2006 года MRO вышла на марсианскую орбиту и запустила HiRISE для получения первых изображений Марса. [2] У инструмента было две возможности сфотографировать Марс (первая была 24 марта 2006 г.) до того, как MRO перешла в режим аэроторможения, во время которого камера была выключена на шесть месяцев. [3] Он был успешно запущен 27 сентября, а 29 сентября сделал первые снимки Марса в высоком разрешении.

6 октября 2006 года HiRISE сделал первое изображение кратера Виктория , места, которое также изучалось марсоходом Opportunity . [4]

В феврале 2007 года семь детекторов продемонстрировали признаки деградации: один ИК-канал вышел из строя почти полностью, а еще один показал признаки серьезной деградации. Проблемы, казалось, исчезли, когда для съемки камерой использовались более высокие температуры. [5] По состоянию на март деградация, казалось, стабилизировалась, но основная причина оставалась неизвестной. [6] Последующие эксперименты с инженерной моделью (EM) в Ball Aerospace предоставили окончательные доказательства причины: загрязнение аналого-цифровых преобразователей (АЦП), что приводит к переворачиванию битов, создавая видимый шум или неверные данные на изображениях. , в сочетании с недостатками конструкции, приводящими к передаче на АЦП некачественных аналоговых сигналов. Дальнейшие работы показали, что деградацию можно обратить вспять [ необходимы разъяснения ] путем нагрева АЦП. [ нужна цитата ]

3 октября 2007 года HiRISE повернулся к Земле и сфотографировал ее и Луну . На цветном изображении в полном разрешении Земля имела диаметр 90 пикселей, а Луна — 24 пикселя в поперечнике, с расстояния 142 миллиона километров. [7]

25 мая 2008 года HiRISE сфотографировал спускаемый аппарат НАСА « Марс Феникс» , спускающийся с парашютом на поверхность Марса. Это был первый случай, когда один космический корабль запечатлел финальный спуск другого космического корабля на планетарное тело. [8]

Свежий ударный кратер на равнине Амазонис (HiRISE Image ESP 073077 2155)

К 2010 году HiRISE сфотографировал лишь около одного процента поверхности Марса [9] , а к 2016 году охват составил около 2,4%. [10] Он был разработан для захвата меньших территорий с высоким разрешением — другие инструменты сканируют гораздо большую территорию, чтобы найти такие вещи, как свежие ударные кратеры. Контекстная камера MRO (CTX) запечатлела два свежих ударных кратера (>130 метров каждый), образовавшихся на Марсе в конце 2021 года. Это самый крупный из обнаруженных MRO. Эти сейсмические явления также были обнаружены службой внутренних исследований с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла (InSight) . Кратер в Amazonis Planitia был обнаружен обеими миссиями независимо, тогда как кратер в Tempe Terra сначала наблюдался с помощью Insight, а затем искался с помощью изображений CTX. [11]

1 апреля 2010 года НАСА опубликовало первые изображения в рамках программы HiWish , на которых общественность предлагала HiRISE места для фотографирования. Одной из восьми локаций был Ауреум Хаос. [12] На первом изображении ниже показан широкий обзор местности. Следующие два изображения взяты из изображения HiRISE. [13]

Следующие три изображения являются одними из первых изображений, сделанных в рамках программы HiWish. Первое — это контекстное изображение от CTX, показывающее, куда смотрит HiRISE.

Примеры изображений HiRISE

В следующей группе изображений показаны некоторые важные изображения, сделанные инструментом. Некоторые из них намекают на возможные источники воды для будущих колонистов.

Следующий набор изображений показывает сначала полное изображение сцены, а затем его части в увеличенном виде. Для получения более детальных изображений можно использовать программу HiView. Некоторые изображения цветные. HiRISE использует цветную полосу только посередине.

Цель

Сравнение разрешения камеры MRO HiRISE с предшественником MOC на борту MGS.

Камера HiRISE предназначена для более детального просмотра особенностей поверхности Марса, чем это было возможно ранее. [15] Он позволил более внимательно рассмотреть свежие марсианские кратеры, выявив аллювиальные конусы , особенности вязкого потока и затопленные области изрытых материалов, содержащих обломки брекчии. [16] Это позволяет изучать возраст марсианских особенностей, искать места посадки будущих марсианских аппаратов и в целом видеть марсианскую поверхность гораздо более детально, чем это делалось ранее с орбиты. Тем самым это позволит лучше изучить марсианские каналы и долины, вулканические формы рельефа, возможные бывшие озера и океаны, поля песчаных дюн, такие как Хагал и Нили Патера , и другие формы рельефа в том виде, в котором они существуют на поверхности Марса. [17]

Широкой публике разрешено запрашивать места для съемки камерой HiRISE (см. HiWish ). По этой причине, а также из-за беспрецедентного доступа к фотографиям широкой публике вскоре после того, как они были получены и обработаны, камеру назвали «Народной камерой». [18] Изображения можно просмотреть в Интернете, загрузить или с помощью бесплатного программного обеспечения HiView.

Дизайн

Земля и Луна с Марсианского разведывательного орбитального аппарата, снимки HiRISE

HiRISE с самого начала разрабатывалась как камера высокого разрешения. Он состоит из большого зеркала, а также большой ПЗС- камеры. Благодаря этому он достигает разрешения 1 микрорадиан , или 0,3 метра на высоте 300 км. (Для сравнения доступны спутниковые изображения в Google Mars с точностью до 1 метра. [19] ) Он может отображать в трех цветовых диапазонах: 400–600 нм ( синий - зеленый или фоновый), 550–850 нм ( красный ) и 800–800 нм (красный). 1000 нм ( ближний инфракрасный или ближний ИК-диапазон). [20]

HiRISE включает в себя главное зеркало диаметром 0,5 метра, самый большой оптический телескоп, когда-либо отправлявшийся за пределы орбиты Земли. Масса инструмента 64,2 кг. [21]

Изображения красного цвета имеют ширину 20 048 пикселей (6 км на орбите 300 км), а сине-зеленые и NIR — 4 048 пикселей (1,2 км). Их собирают 14 ПЗС-матриц с разрешением 2048 × 128 пикселей . Бортовой компьютер HiRISE считывает эти строки в соответствии с путевой скоростью орбитального аппарата , а это означает, что изображения потенциально не ограничены по высоте. Практически это ограничивается объемом памяти бортового компьютера в 28 Гбит ( 3,5 ГБ ). Номинальный максимальный размер красных изображений (сжатых до 8 бит на пиксель) составляет около 20 000 × 126 000 пикселей или 2520 мегапикселей и 4 000 × 126 000 пикселей (504 мегапикселя) для более узких изображений диапазонов BG и NIR. Одно несжатое изображение использует до 28  Гбит. Однако эти изображения передаются в сжатом виде, типичный максимальный размер которых составляет 11,2 гигабит. Эти изображения публикуются для широкой публики на веб-сайте HiRISE в новом формате под названием JPEG 2000 . [22] [23]

Чтобы облегчить картографирование потенциальных мест посадки, HiRISE может создавать стереопары изображений, по которым можно измерить топографию с точностью до 0,25 метра.

Соглашения об именах изображений

Вихревые тропы на марсианских песчаных дюнах
Овраги в южных высокогорьях Марса
Наклонные полосы [24]

Изображения HiRISE общедоступны, названы по следующим правилам: [25]

Код цели относится к широтному положению центра планируемого наблюдения относительно начала орбиты. Начало орбиты находится на экваторе на нисходящей (ночной) стороне орбиты. Целевой код 0000 относится к началу орбиты. Значение целевого кода увеличивается по орбитальному пути в диапазоне от 0000 до 3595. Это соглашение позволяет упорядочивать имена файлов по времени. Первые три цифры относятся к числу целых градусов от начала орбиты, четвертая цифра относится к дробным градусам, округленным до ближайших 0,5 градуса. Значения больше 3595 идентифицируют наблюдения как внемарсианские или специальные наблюдения.

Примеры целевого кода:

Значения вне Марса и специальных наблюдений:

Сноски

  1. ^ "Орбитальный аппарат Марса фотографирует старый посадочный модуль НАСА" . VOA . 8 февраля 2012 года . Проверено 20 ноября 2018 г.
  2. ^ «Марсианский разведывательный орбитальный аппарат успешно вышел на орбиту вокруг Марса!» Сайт НАСА MRO . Архивировано из оригинала 3 июня 2006 г. Проверено 8 июня 2006 г.
  3. ^ «Команда UA приветствует запуск марсианского разведывательного орбитального аппарата HiRISE» (пресс-релиз). НАСА. 24 марта 2006 г. Проверено 8 июня 2006 г.
  4. ^ «Кратер Виктория» на Плануме Меридиани». 23 октября 2006 г. Архивировано из оригинала 23 октября 2006 г. Проверено 20 ноября 2018 г.
  5. ^ «Космический корабль готовится достичь важной вехи, сообщает о технических сбоях» (пресс-релиз). НАСА. 07.02.2007. Архивировано из оригинала 27 февраля 2007 г. Проверено 6 марта 2007 г.
  6. ↑ Сига, Дэвид (16 марта 2007 г.). «Больная камера Марса пока стабильна». Служба новостей NewScientist.com . Проверено 18 марта 2007 г.
  7. ^ «Земля и Луна, вид с Марса». НАСА. 3 марта 2008 г. Проверено 21 июня 2008 г.
  8. ^ «Камера на орбитальном аппарате Марса снимает Феникса во время приземления» . Сайт Лаборатории реактивного движения . Проверено 5 июля 2022 г.
  9. ^ «Майкрософт и НАСА спускают Марс на Землю через всемирный телескоп» . НАСА . Проверено 7 декабря 2012 г.
  10. ^ «HiRISE: 45 000 витков Марса и их количество продолжает расти» . Университет Аризоны . Март 2016 года . Проверено 23 марта 2016 г.
  11. ^ Поселова, Л.В.; Логнонне, П.; Банердт, ВБ; Клинтон, Дж.; Коллинз, Дж.С.; Кавамура, Т.; Джейлан, С.; Даубар, Эй-Джей; Фернандо, Б.; Фроман, М.; Джардини, Д.; Малин, MC; Милькович, К.; Штелер, Южная Каролина; Сюй, З. (28 октября 2022 г.). «Крупнейшие недавние ударные кратеры на Марсе: орбитальные изображения и сейсмические исследования поверхности». Наука . 378 (6618): 412–417. Бибкод : 2022Sci...378..412P. doi : 10.1126/science.abq7704. hdl : 10044/1/100459 . ISSN  0036-8075. PMID  36302013. S2CID  253183826.
  12. ^ «HiRISE — изображение с подписью, вдохновленное предложениями HiWish» . uahirise.org . Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 20 ноября 2018 г.
  13. ^ "HiRISE - Меса в Aureum Chaos (ESP_016869_1775)" . hirise.lpl.arizona.edu . Проверено 20 ноября 2018 г.
  14. ^ Леви, Дж. и др. 2017. Кандидаты на вулканические и ударные ледяные впадины на Марсе. Икар: 285, 185-194.
  15. ^ Деламер, Алан (2003). «MRO HiRISE: Разработка приборов» (PDF) . 6-я Международная Марсианская конференция . Проверено 25 мая 2008 г.
  16. ^ «Совещание по научному нацеливанию лунного разведывательного орбитального аппарата - программа и реферат» (PDF) . НАСА . Сервер технических отчетов НАСА. Июнь 2009 года . Проверено 4 июля 2023 г.
  17. ^ «Научные цели». Лунная и планетарная лаборатория Университета Аризоны . Проверено 7 июня 2006 г.
  18. ^ "ХИРАЙС". Лунная и планетарная лаборатория Университета Аризоны . Проверено 19 марта 2006 г.
  19. ^ «Часто задаваемые вопросы о Google Планета Земля» Веб-сайт Google Планета Земля .
  20. ^ «Технические характеристики камеры MRO HiRISE» . Сайт HiRISE . Проверено 2 января 2006 г.
  21. ^ Миссия на Марс: бортовая камера HiRISE MRO, Массивы в фокальной плоскости для космических телескопов III, 27–28 августа 2007 г., Сан-Диего, Калифорния, США
  22. ^ «HiRISE: Разработка инструментов» (PDF) . Сайт Исследовательского центра Эймса НАСА . Проверено 7 февраля 2006 г.
  23. ^ «Информационный бюллетень: HiRISE» (PDF) . Национальный музей авиации и космонавтики . Архивировано из оригинала (PDF) 21 июня 2013 года . Проверено 18 февраля 2006 г.
  24. ^ «Страница каталога PIA22240» . photojournal.jpl.nasa.gov . Проверено 20 ноября 2018 г.
  25. ^ Официальная документация HiRISE

Смотрите также

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с фотографиями HiRISE .