High Resolution Imaging Science Experiment — это камера на борту аппарата Mars Reconnaissance Orbiter , который находится на орбите и изучает Марс с 2006 года. Инструмент весом 65 кг (143 фунта) и стоимостью 40 миллионов долларов США был создан под руководством Лаборатории лунных и планетарных исследований Университета Аризоны компанией Ball Aerospace & Technologies Corp. Он состоит из рефлекторного телескопа с апертурой 0,5 м (19,7 дюйма) , самого большого на сегодняшний день из всех космических миссий, что позволяет ему делать снимки Марса с разрешением 0,3 м/пиксель (1 фут/пиксель), различая объекты размером менее метра в поперечнике.
HiRISE сделал снимки марсоходов на поверхности, включая марсоход Opportunity и продолжающуюся миссию Curiosity . [1]
В конце 1980-х годов Алан Деламер из Ball Aerospace & Technologies начал планировать вид изображений с высоким разрешением, необходимых для поддержки возврата образцов и исследования поверхности Марса. В начале 2001 года он объединился с Альфредом Макьюэном из Университета Аризоны, чтобы предложить такую камеру для Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), и NASA официально приняло ее 9 ноября 2001 года.
Ball Aerospace была поручена разработка камеры, и 6 декабря 2004 года они доставили HiRISE в NASA для интеграции с остальной частью космического корабля. Она была подготовлена к запуску на борту MRO 12 августа 2005 года под ликование присутствовавшей команды HiRISE.
Во время фазы полета MRO HiRISE сделал несколько тестовых снимков, включая несколько снимков Луны и кластера Jewel Box . Эти снимки помогли откалибровать камеру и подготовить ее к съемке Марса.
10 марта 2006 года MRO достиг марсианской орбиты и подготовил HiRISE к получению первых снимков Марса. [2] У инструмента было две возможности сделать снимки Марса (первая была 24 марта 2006 года), прежде чем MRO вошел в режим аэродинамического торможения, в течение которого камера была выключена на шесть месяцев. [3] Он был успешно включен 27 сентября и сделал свои первые снимки Марса с высоким разрешением 29 сентября.
6 октября 2006 года HiRISE сделал первое изображение кратера Виктория , места, которое также изучал марсоход Opportunity . [4]
В феврале 2007 года семь детекторов показали признаки деградации, один ИК-канал почти полностью деградировал, а другой показал признаки прогрессирующей деградации. Проблемы, казалось, исчезли, когда для съемки камерой использовались более высокие температуры. [5] По состоянию на март деградация, по-видимому, стабилизировалась, но основная причина оставалась неизвестной. [6] Последующие эксперименты с инженерной моделью (EM) в Ball Aerospace предоставили окончательные доказательства причины: загрязнение в аналого-цифровых преобразователях (АЦП), которое приводит к переворачиванию битов для создания кажущегося шума или плохих данных на изображениях, в сочетании с недостатками конструкции, приводящими к подаче плохих аналоговых сигналов на АЦП. Дальнейшая работа показала, что деградацию можно обратить вспять [ необходимо разъяснение ] путем нагрева АЦП. [ необходима цитата ]
3 октября 2007 года HiRISE был направлен в сторону Земли и сделал снимок ее и Луны . На цветном изображении с полным разрешением Земля имела 90 пикселей в поперечнике, а Луна — 24 пикселя в поперечнике с расстояния 142 млн км. [7]
25 мая 2008 года HiRISE заснял парашютный спуск аппарата NASA Mars Phoenix Lander на поверхность Марса. Это был первый случай, когда один космический аппарат заснял финальный спуск другого космического аппарата на планетарное тело. [8]
К 2010 году HiRISE сфотографировал только около одного процента поверхности Марса [9] , а к 2016 году покрытие составило около 2,4%. [10] Он был разработан для съемки небольших областей с высоким разрешением — другие инструменты сканируют гораздо большую площадь, 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, самый большой из обнаруженных MRO. Эти сейсмические события были также обнаружены Interior Exploration с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла (InSight) . Кратер в Amazonis Planitia был обнаружен независимо обеими миссиями, в то время как кратер в Tempe Terra был сначала обнаружен Insight, а затем найден с помощью изображений CTX. [11]
1 апреля 2010 года NASA опубликовало первые изображения в рамках программы HiWish , в которой общественность предлагала места для фотографирования HiRISE. Одним из восьми мест был Aureum Chaos. [12] Первое изображение ниже дает широкий вид на область. Следующие два изображения взяты из изображения HiRISE. [13]
Следующие три изображения относятся к числу первых изображений, полученных в рамках программы HiWish. Первое — контекстное изображение от CTX, показывающее, куда смотрит HiRISE.
Следующая группа изображений показывает некоторые важные снимки, сделанные инструментом. Некоторые из них намекают на возможные источники воды для будущих колонистов.
Следующий набор изображений сначала показывает полное изображение сцены, а затем увеличенные ее части. Для получения более подробных видов можно использовать программу HiView. Некоторые изображения цветные. HiRISE снимает только цветную полосу посередине.
Камера HiRISE предназначена для более детального просмотра особенностей поверхности Марса, чем это было возможно ранее. [15] Она позволила более детально рассмотреть свежие марсианские кратеры, выявив аллювиальные конусы , особенности вязкого течения и запруженные области изрытых материалов, содержащих обломки брекчии. [16] Это позволяет изучать возраст особенностей Марса, искать места посадки для будущих марсианских посадочных аппаратов и в целом видеть марсианскую поверхность гораздо более подробно, чем это было сделано ранее с орбиты. Благодаря этому она позволяет лучше изучать марсианские каналы и долины, вулканические рельефы, возможные бывшие озера и океаны, поля песчаных дюн, такие как Хагал и Нили Патера , и другие поверхностные рельефы, существующие на поверхности Марса. [17]
Широкая общественность имеет право запрашивать сайты для съемки камерой HiRISE (см. HiWish ). По этой причине, а также из-за беспрецедентного доступа к фотографиям для широкой публики, вскоре после их получения и обработки, камера была названа «Народной камерой». [18] Фотографии можно просматривать онлайн, загружать или использовать бесплатное программное обеспечение HiView.
HiRISE изначально разрабатывалась как камера высокого разрешения. Она состоит из большого зеркала, а также большой ПЗС- камеры. Благодаря этому она достигает разрешения 1 микрорадиан , или 0,3 метра на высоте 300 км. (Для сравнения, спутниковые снимки на Google Mars доступны до 1 метра. [19] ) Она может делать снимки в трех цветовых диапазонах: 400–600 нм ( сине - зеленый или BG), 550–850 нм ( красный ) и 800–1000 нм ( ближний инфракрасный или NIR). [20]
HiRISE включает в себя 0,5-метровое главное зеркало, крупнейший оптический телескоп, когда-либо отправленный за пределы орбиты Земли. Масса инструмента составляет 64,2 кг. [21]
Изображения красного цвета имеют ширину 20 048 пикселей (6 км на орбите 300 км), а сине-зеленые и NIR имеют ширину 4048 пикселей (1,2 км). Они собираются 14 датчиками CCD, 2048 × 128 пикселей . Бортовой компьютер HiRISE считывает эти линии синхронно с наземной скоростью орбитального аппарата , что означает, что изображения потенциально неограниченны по высоте. Практически это ограничено объемом памяти бортового компьютера 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 4000 × 126 000 пикселей (504 мегапикселя) для более узких изображений диапазонов BG и NIR. Одно несжатое изображение использует до 28 Гбит. Однако эти изображения передаются сжатыми, с типичным максимальным размером 11,2 гигабит. Эти изображения публикуются для широкой публики на веб-сайте HiRISE в новом формате JPEG 2000. [ 22] [23]
Для облегчения картирования потенциальных мест посадки HiRISE может создавать стереопары изображений, по которым можно измерить топографию с точностью до 0,25 метра.
Изображения HiRISE доступны для общественности, именуются в соответствии со следующими правилами: [25]
Целевой код относится к широтному положению центра запланированного наблюдения относительно начала орбиты. Начало орбиты расположено на экваторе на нисходящей стороне (ночной стороне) орбиты. Целевой код 0000 относится к началу орбиты. Целевой код увеличивается по значению вдоль траектории орбиты в диапазоне от 0000 до 3595. Это соглашение позволяет упорядочивать имена файлов последовательно во 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 внемарсианских и специальных наблюдений:
![Большая группа концентрических трещин, как видно HiRISE, в программе HiWish Местоположение — четырехугольник озера Исмениус. Трещины были образованы вулканом подо льдом.[14]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/93/25755concentriccracks.jpg/1280px-25755concentriccracks.jpg)
