ХИРИСЕ
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 с апертурой 0,5 м (19,7 дюйма) телескопа-рефлектора , 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 Марса марсоходы на поверхности Opportunity , в том числе марсоход и текущую Curiosity миссию . [1]
История
[ редактировать ]
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.
Во время круизного этапа MRO HiRISE сделал несколько тестовых снимков, включая несколько снимков Луны и скопления 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 некоторых первоначальных изображений Марса. [2] У инструмента было две возможности сфотографировать Марс (первая была 24 марта 2006 г.) до того, как MRO перешла на аэроторможение, 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 серьезные признаки деградации. Проблемы, казалось, исчезли, когда для съемки камерой использовались более высокие температуры. [5] По состоянию на март деградация, похоже, стабилизировалась, но основная причина осталась неизвестной. [6] Последующие эксперименты с инженерной моделью (EM) в компании Ball Aerospace предоставили окончательные доказательства причины: загрязнение аналого-цифровых преобразователей (АЦП), которое приводит к переворачиванию битов, создавая видимый шум или неверные данные на изображениях, в сочетании с недостатки конструкции, приводящие к подаче на АЦП плохих аналоговых сигналов. Дальнейшие работы показали, что деградацию можно обратить вспять. [ нужны разъяснения ] путем нагрева АЦП. [ нужна ссылка ]
3 октября 2007 года HiRISE повернулся к Земле и сфотографировал ее и Луну . На цветном изображении с полным разрешением Земля имела размер 90 пикселей в поперечнике, 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]
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 площадь, чтобы найти такие вещи, как свежие ударные кратеры. MRO Контекстная камера (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 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] Первое изображение ниже дает 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.
Изображение THEMIS с широким обзором следующих изображений HiRISE. Черный ящик показывает приблизительное местоположение изображений HiRISE. Это изображение — лишь часть огромной территории, известной как Ауреум Хаос. Нажмите на изображение, чтобы увидеть более подробную информацию.
Aureum Chaos , глазами HiRISE, в рамках программы HiWish. Изображение расположено в четырехугольнике Margaritifer Sinus .
Предыдущее изображение крупным планом, как его видел HiRISE в программе HiWish. Маленькие круглые точки – это валуны.
Примеры изображений HiRISE
[ редактировать ]В следующей группе изображений показаны некоторые важные изображения, сделанные инструментом. Некоторые из них намекают на возможные источники воды для будущих колонистов.
Ледник выходит из долины, как видно с помощью HiRISE в рамках программы HiWish. Местоположение — четырехугольник Исмениуса Лакуса .
Крупный план возможного пинго в масштабе, как видно с помощью HiRISE в программе HiWish. Пинго могут содержать ядро из чистого льда.
Крупным планом вид мантии, полученный HiRISE в программе HiWish. Стрелками показаны кратеры по краям, которые подчеркивают толщину мантии. Мантия может быть использована будущими колонистами в качестве источника воды. Местоположение — четырехугольник Исмениуса Лака .
Размораживание дюн и льда во впадинах полигонов, вид HiRISE в рамках программы HiWish.
Изображение марсианской лавины в ложных цветах
Слои кратера Фирсофф крупным планом, как видно с помощью HiRISE Layers, возможно, были созданы с помощью воды.![Большая группа концентрических трещин, вид HiRISE в программе HiWish. Местоположение — четырехугольник Исмениуса Лакуса. Трещины образовались подо льдом вулкана.[14]](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/93/25755concentriccracks.jpg/190px-25755concentriccracks.jpg)
Большая группа концентрических трещин, вид HiRISE в программе HiWish. Местоположение — четырехугольник Ismenius Lacus . Трещины образовал подо льдом вулкан. [14]
Зубчатая местность, вид HiRISE в программе HiWish. Местоположение — четырехугольник Касиуса . Исследования показывают, что на зубчатой местности присутствует водяной лед.
![Большая группа концентрических трещин, вид HiRISE в программе HiWish. Местоположение — четырехугольник Исмениуса Лакуса. Трещины образовались подо льдом вулкана.[14]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/93/25755concentriccracks.jpg/190px-25755concentriccracks.jpg)
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.
Широкий вид на большую сеть хребтов, как видно HiRISE в рамках программы HiWish.
Крупный план сети гребней, как видно с помощью HiRISE в программе HiWish. В рамке показан размер футбольного поля.
Крупный план, цветной вид гребней, вид HiRISE в программе HiWish.
Цель
[ редактировать ]
Камера HiRISE предназначена для более детального просмотра особенностей поверхности Марса, чем это было возможно ранее. [15] Он позволил более внимательно рассмотреть свежие марсианские кратеры, обнажив аллювиальные конусы , особенности вязкого течения 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 поверхность Марса гораздо детальнее, 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 каком 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 онлайн, загрузить или с помощью бесплатного программного обеспечения HiView .
Дизайн
[ редактировать ]
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 спутниковые снимки в Google Mars доступны до 1 метра. [19] Он может отображать изображения в трех цветовых диапазонах: 400–600 нм ( синий - зеленый или фоновый), 550–850 нм ( красный ) и 800–1000 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 бортового компьютера в 28 Гбит ( 3,5 ГБ объемом памяти ). 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
[ редактировать ]
Изображения HiRISE общедоступны, именуются по следующим правилам: [25]
- Имя:
- ppp_oooooo_tttt_ffff_c.IMG
- ppp = Фаза миссии:
- INT = Интеграция и тестирование
- CAL = Наблюдения за калибровкой
- ATL = Наблюдения ATLO
- KSC = Наблюдения Космического центра Кеннеди
- SVT = Тест проверки последовательности
- LAU = Запуск
- CRU = Круизные наблюдения
- АПР = Наблюдения за сближением с Марсом
- AEB = Фаза аэроторможения
- TRA = Переходная фаза
- PSP = Первичная научная орбита (ноябрь 2006 г. – ноябрь 2008 г.)
- REL = Фаза реле
- E01 = 1-я расширенная фаза миссии, если необходимо.
- Exx = дополнительные расширенные миссии, если необходимо.
- ооооо = номер орбиты MRO
- тттт = целевой код
- ffff Обозначение фильтра/ПЗС:
- RED0-RED9 — ПЗС-матрицы с красным фильтром
- IR10-IR11 – ПЗС-матрицы с фильтром ближнего инфракрасного диапазона
- BG12-BG13 – ПЗС-матрицы с сине-зеленым фильтром
- c = номер канала CCD (0 или 1)
Целевой код относится к широтеположение центра запланированногонаблюдение относительно начала орбиты.Начало орбиты находится на экваторе.на нисходящей стороне (ночной стороне)орбита. Целевой код 0000 относится кначало орбиты. Целевой код увеличивается взначение вдоль орбитального трека в пределах 0000до 3595. Это соглашение позволяет имени файлапорядок быть последовательным во времени. Первыйтри цифры обозначают количество целыхградусов от начала орбиты, четвертыйцифра относится к округленным дробным градусамс точностью до 0,5 градуса. Ценности вышечем 3595 идентифицируют наблюдения как внемарсианские илиспециальные наблюдения.
Примеры целевого кода:
- 00:00 – плановые наблюдения на экваторе на нисходящей стороне орбиты.
- 09:00 – плановое наблюдение на южном полюсе.
- 18:00 – плановые наблюдения на экваторе на восходящей (дневной) стороне орбиты.
- 27:00 – плановое наблюдение на Северном полюсе.
Значения внемарсианских и специальных наблюдений:
- 4000 – Наблюдение за звездами
- 4001 – Наблюдение Фобоса.
- 4002 – Наблюдение Деймоса.
- 4003 – Специальное наблюдение за калибровкой
Сноски
[ редактировать ]- ^ «Орбитальный аппарат Марса сфотографировал старый посадочный модуль НАСА» . VOA . 8 февраля 2012 года . Проверено 20 ноября 2018 г.
- ^ «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.
- ^ «Команда UA приветствует запуск марсианского разведывательного орбитального аппарата HiRISE» (пресс-релиз). НАСА. 24 марта 2006 г. Проверено 8 июня 2006 г.
- ^ « Кратер Виктория» на Плануме Меридиани» . 23 октября 2006 г. Архивировано из оригинала 23 октября 2006 г. Проверено 20 ноября 2018 г.
- ^ «Космический корабль готовится достичь контрольной точки, сообщает о технических сбоях» (пресс-релиз). НАСА. 07.02.2007. Архивировано из оригинала 27 февраля 2007 г. Проверено 6 марта 2007 г.
- ^ Сига, Дэвид (16 марта 2007 г.). «Больная камера Марса пока стабильна» . Служба новостей NewScientist.com . Проверено 18 марта 2007 г.
- ^ «Земля и Луна, вид с Марса» . НАСА. 3 марта 2008 г. Проверено 21 июня 2008 г.
- ^ «Камера на орбитальном аппарате Марса снимает Феникса во время приземления» . Сайт Лаборатории реактивного движения . Проверено 5 июля 2022 г.
- ^ «Майкрософт и НАСА спустили Марс на Землю с помощью всемирного телескопа» . НАСА . Проверено 7 декабря 2012 г.
- ^ «HiRISE: 45 000 витков Марса и продолжается» . Университет Аризоны . Март 2016 года . Проверено 23 марта 2016 г.
- ^ 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 ударные кратеры на Марсе за последнее время: орбитальные изображения и сейсмические исследования поверхности» . Наука . 378 (6618): 412–417. Бибкод : 2022Sci...378..412P . дои : 10.1126/science.abq7704 . hdl : 10044/1/100459 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 36302013 . S2CID 253183826 .
- ^ «HiRISE — изображение с подписью, вдохновленное предложениями HiWish» . uahirise.org . Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 20 ноября 2018 г.
- ^ «HiRISE — Меса в Ауреум Хаосе (ESP_016869_1775)» . hirise.lpl.arizona.edu . Проверено 20 ноября 2018 г.
- ^ Леви, Дж. и др. 2017. Кандидаты на вулканические и ударные ледяные впадины на Марсе. Икар: 285, 185-194.
- ^ Деламер, Алан (2003). «MRO HiRISE: Разработка приборов» (PDF) . 6-я Международная Марсианская конференция . Проверено 25 мая 2008 г.
- ^ «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.
- ^ «Научные цели» . Лунная и планетарная лаборатория Университета Аризоны . Проверено 7 июня 2006 г.
- ^ «ХАЙРАЙС» . Лунная и планетарная лаборатория , Университет Аризоны . Проверено 19 марта 2006 г.
- ^ « Часто задаваемые вопросы о Google Планета Земля » Веб-сайт Google Планета Земля .
- ^ «Технические характеристики камеры MRO HiRISE» . Сайт HiRISE . Проверено 2 января 2006 г.
- ^ Миссия на Марс: бортовая камера HiRISE MRO , Массивы в фокальной плоскости для космических телескопов III, 27–28 августа 2007 г., Сан-Диего, Калифорния, США
- ^ «HiRISE: Разработка приборов» (PDF) . Сайт Исследовательского центра Эймса НАСА . Проверено 7 февраля 2006 г.
- ^ «Информационный бюллетень: HiRISE» (PDF) . Национальный музей авиации и космонавтики . Архивировано из оригинала (PDF) 21 июня 2013 года . Проверено 18 февраля 2006 г.
- ^ «Страница каталога для PIA22240» . photojournal.jpl.nasa.gov . Проверено 20 ноября 2018 г.
- ^ Официальная документация HiRISE
См. также
[ редактировать ]- Дальний разведывательный имиджер (телескоп на зонде New Horizon)
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Официальный сайт HiRISE
- BeautifulMars Tumblr от HiRISE
- Помогите НАСА классифицировать изображения, сделанные HiRISE
- Просмотреть карту изображений из ASU
- Как работает HiRISE — Урок первый: основы работы с камерой
- Как работает HiRISE — Урок второй: разрешение и биннинг
- Мультимедиа, созданная с использованием изображений/данных HiRISE Шоном Дораном и Кевином Гиллом; см. также альбом Шона Дорана на Flickr №1 и №2 , альбом Кевина Гилла на Flickr и более длинные видеоролики на YouTube от SD ( Red Planet Rise ) и KG ( Flights of Desolation ).
