HiRISE - HiRISE

Об аксессуаре Apple см. Двенадцать Юг.

HiRISE готовится перед отправкой для установки на космический корабль

Научный эксперимент с изображениями высокого разрешения камера на борту Марсианский разведывательный орбитальный аппарат который находится на орбите и изучает Марс с 2006 года. Прибор весом 65 кг (143 фунта) стоимостью 40 миллионов долларов США был построен под руководством Университет Аризоны с Лунно-планетная лаборатория от Ball Aerospace & Technologies Corp. Он состоит из апертуры 0,5 м (19,7 дюйма) отражающий телескоп, самый крупный из всех Глубокий космос миссия, которая позволяет ему делать снимки Марса с разрешением 0,3 м / пиксель (около 1 фута), разрешая объекты ниже метра в поперечнике.

HiRISE запечатлел Марсоходы для исследования Марса на поверхности, в том числе Возможность марсоход и продолжающийся Любопытство миссия.[1]

История

Кадр одного из первых изображений Марса камерой HiRISE

В конце 1980-х гг. Алан Деламер из Ball Aerospace & Technologies приступили к планированию получения изображений с высоким разрешением, необходимых для поддержки 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.[2]

На 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.[3] Он был подготовлен к запуску на борту MRO 12 августа 2005 г. к аплодисментам присутствовавшей команды HiRISE.[4]

Исполнение HiRISE на Mars

Во время крейсерской фазы MRO HiRISE сделал несколько тестовых снимков, включая несколько Луна и Коробка с драгоценностями кластер. Эти изображения помогли откалибровать камеру и подготовить ее к съемке Марса.

10 марта 2006 года MRO достиг марсианской орбиты и запустил HiRISE, чтобы получить первые изображения Марса.[5] У прибора было две возможности сделать снимки Марса (первая была 24 марта 2006 г.) до того, как ТОиР перешел на аэродинамическое торможение, в течение которых камера была выключена на шесть месяцев.[6] Он был успешно включен 27 сентября и сделал первые снимки Марса в высоком разрешении 29 сентября.

6 октября 2006 г. HiRISE сделал первое изображение Кратер Виктория, сайт, который также изучается Возможность ровер.[7]

В феврале 2007 года семь детекторов показали признаки деградации, при этом один ИК-канал почти полностью вышел из строя, а еще один обнаружил явные признаки деградации. Проблемы, казалось, исчезли, когда для съемки фотоаппаратом использовались более высокие температуры.[8] По состоянию на март деградация, похоже, стабилизировалась, но основная причина осталась неизвестной.[9] Последующие эксперименты с инженерной моделью (EM) в Ball Aerospace предоставили окончательные доказательства причины: загрязнение аналого-цифровых преобразователей (АЦП), которое приводит к переворачиванию битов для создания кажущегося шума или неверных данных на изображениях в сочетании с недостатки конструкции, приводящие к подаче аналоговых сигналов плохого качества на АЦП. Дальнейшая работа показала, что деградацию можно обратить вспять, нагревая АЦП.

03.10.2007 HiRISE обратились к Земля, и сфотографировал это и Луна. На цветном изображении с полным разрешением Земля имела диаметр 90 пикселей, а Луна - 24 пикселя с расстояния 142 миллионов км.[10]

25 мая 2008 года HiRISE сфотографировал НАСА Марс Феникс спускаемый аппарат спуск с парашютом на Марс. Это был первый случай, когда один космический корабль сфотографировал окончательный спуск другого космического корабля на планетное тело.[11]

К 2010 году HiRISE сфотографировал около одного процента поверхности Марса.[12] а к 2016 году охват составил около 2,4%.[13] Он был разработан для захвата меньших участков с высоким разрешением - другие инструменты сканируют гораздо большую площадь, чтобы найти такие объекты, как свежие ударные кратеры.

1 апреля 2010 года НАСА опубликовало первые изображения под Программа HiWish в котором публика предлагала HiRISE места для фотографирования. Одна из восьми локаций была Aureum Chaos.[14] Первое изображение ниже дает широкий обзор местности. Следующие два изображения взяты из изображения HiRISE.[15]

Следующие три изображения относятся к первым изображениям, сделанным с помощью программы HiWish. Первый - это контекстное изображение от CTX, показывающее, куда смотрит HiRISE.

  • Изображение THEMIS в широком диапазоне следующих изображений HiRISE. Черный ящик показывает примерное расположение изображений HiRISE. Это изображение - лишь часть обширной области, известной как Aureum Chaos. Нажмите на изображение, чтобы увидеть больше деталей.

  • Aureum Chaos, как видел HiRISE, в рамках программы HiWish. Изображение находится в Маргаритифер Синус четырехугольник.

  • Увеличенное изображение предыдущего изображения, видимого HiRISE в программе HiWish. Маленькие круглые точки - это валуны.

Примеры изображений HiRISE

Следующая группа изображений показывает некоторые важные изображения, сделанные прибором. Некоторые из них намекают на возможные источники воды для будущих колонистов.

  • Ледник выходит из долины, как его видит HiRISE в рамках программы HiWish. Исмениус Лак четырехугольник.

  • Близкий взгляд на возможные пинго со шкалой, как это было видно HiRISE в программе HiWish. Pingos может содержать ядро ​​из чистого льда.

  • Увеличенный вид мантии, видимой HiRISE в программе HiWish. Стрелками показаны кратеры по краю, подчеркивающие толщину мантии. Мантия может быть использована будущими колонистами как источник воды. Расположение Исмениус Лак четырехугольник.

  • Размораживание дюн и льда в впадинах полигонов глазами HiRISE в рамках программы HiWish

  • Изображение марсианина в ложных цветах лавина

  • Крупный план слоев кратера Фирсофф, как видно на HiRISE Layers, возможно, был создан с помощью воды.

  • Большая группа концентрических трещин, видимая HiRISE в программе HiWish. Исмениус Лак четырехугольник. Трещины образовал вулкан подо льдом.[16]

  • Зубчатый рельеф, как его видит HiRISE в рамках программы HiWish. Четырехугольник Казиуса. Исследования показывают, что на зубчатой ​​местности есть водяной лед.

Следующий набор изображений показывает сначала полное изображение сцены, а затем увеличенные части ее. Для создания более подробных представлений можно использовать программу HiView. Некоторые картинки цветные. HiRISE берет цветную полосу только посередине.

  • Широкий обзор большой сети гребней, как его видит HiRISE в рамках программы HiWish

  • Увеличенный вид сети хребтов, видимой HiRISE в программе HiWish. На рамке показаны размеры футбольного поля.

  • Близкий цветной вид гребней, как его видит HiRISE в программе HiWish

Цель

Сравнение разрешения камеры MRO HiRISE с предыдущей камерой. MOC на борту MGS

Камера HiRISE предназначена для более детального просмотра характеристик поверхности Марса, чем это было возможно ранее.[17] Он позволил более пристально изучить свежие марсианские кратеры, обнаружив аллювиальные вееры, характеристики вязкого течения и затопленные области материалов с изъязвлениями, содержащих обломок брекчии.[18] Это позволяет изучать возраст марсианских особенностей, искать места посадки для будущих посадочных устройств на Марс и в целом видеть поверхность Марса гораздо более подробно, чем это делалось ранее с орбиты. Таким образом, это позволяет 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 поверхностные формы рельефа, как они существуют на поверхности Марса.[19]

Широкой публике разрешено запрашивать сайты для съемки камерой HiRISE (см. HiWish ). По этой причине, а также в связи с беспрецедентным доступом к изображениям для широкой публики, вскоре после того, как они были получены и обработаны, камера получила название «Народная камера».[20] Снимки можно просматривать в Интернете, загружать или бесплатно. HiView программного обеспечения.

дизайн

Земля и Луна с марсианского разведывательного орбитального аппарата, сделанного HiRISE

HiRISE с самого начала разрабатывался как камера высокого разрешения. Он состоит из большого зеркала, а также большого CCD камера. Благодаря этому достигается разрешающая способность из 1 микрорадиан, или 0,3 метра на высоте 300 км. (Для сравнения спутниковые снимки на Google Марс доступны до 1 метра.[21]) Он может отображать в трех цветных полосах, 400–600 нм (синий -зеленый или B-G), 550–850 нм (красный ) и 800–1000 нм (ближний инфракрасный или NIR).[22]

HiRISE включает в себя главное зеркало 0,5 метра, самый большой оптический телескоп, когда-либо выходивший за пределы орбиты Земли. Масса инструмента 64,2 кг.[23]

Красных изображений на 20 048 пиксели шириной (6 км на орбите 300 км), а сине-зеленый и ближний ИК-диапазон имеют ширину 4048 пикселей (1,2 км). Они собираются 14 датчиками CCD, 2048 × 128 пикселей. Бортовой компьютер HiRISE считывает эти строки одновременно с орбитальным аппаратом. путевая скорость, что означает, что изображения потенциально неограниченны по высоте. Практически это ограничивается возможностями бортового компьютера. 28 Гбит (3,5 ГБ) объем 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 B-G и NIR. Одно несжатое изображение занимает до 28 Гбит. Однако эти изображения передаются в сжатом виде с типичным максимальным размером 11,2 гигабит. Эти изображения публикуются на веб-сайте HiRISE в новом формате, который называется JPEG 2000.[24][25]

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 дюнах
Овраги на южном высокогорье Марса
Полосы уклона[26]

Изображения HiRISE доступны для всех, поэтому полезно знать, как они называются. Это отрывок из официальная документация:

  • 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 = Наблюдения за круизом
    • APR = Наблюдения на подходе к Марсу
    • AEB = фаза аэродинамического торможения
    • TRA = переходная фаза
    • PSP = Primary Science Orbit (ноябрь 2006 г. - ноябрь 2008 г.)
    • REL = фаза реле
    • E01 = 1-я фаза расширенной миссии, если необходимо
    • Exx = Дополнительные расширенные миссии при необходимости
  • oooooo = номер орбиты ТОиР
  • tttt = 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 ПЗС (0 или 1)

Код цели относится к широте центра планируемого наблюдения относительно начала орбиты. Начало орбиты расположено на экваторе на нисходящей (ночной) стороне орбиты. Целевой код 0000 относится к запуску орбиты. Целевой код увеличивает ценность на траектории орбиты в диапазоне от 0000 до 3595. Это соглашение позволяет упорядочивать имена файлов 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 выше 3595 идентифицируют наблюдения как наблюдения за пределами Марса или как специальные наблюдения.

Примеры целевого кода:

  • 0000 - плановое наблюдение на экваторе на нисходящей стороне орбиты.
  • 09:00 - плановое наблюдение на южном полюсе.
  • 1800 г. - плановое наблюдение на экваторе на восходящей (дневной) стороне орбиты.
  • 2700 - плановое наблюдение на северном полюсе.

Ценности за пределами Марса и специальные наблюдения:

  • 4000 - Наблюдение за звездами
  • 4001 - Наблюдение за Фобосом
  • 4002 - Наблюдение за Деймосом
  • 4003 - Наблюдение за специальной калибровкой

Сноски

  1. ^ "Марсианский орбитальный аппарат фотографирует старый спускаемый аппарат НАСА". VOA. 8 февраля 2012 г.. Получено 20 ноября 2018.
  2. ^ «Камера сверхвысокого разрешения от команды UA-Led выбрана для запуска на Марс в 2005 г.» (Пресс-релиз). UANews. 2001-11-09. Получено 2006-06-08.[постоянная мертвая ссылка ]
  3. ^ "Сверхчеткая камера HiRISE с привязкой к Марсу доставлена" (Пресс-релиз). UANews. 2004-12-06. Получено 2006-06-08.[постоянная мертвая ссылка ]
  4. ^ "Команда UA приветствует запуск марсианского разведывательного орбитального аппарата HiRISE" (Пресс-релиз). UANews. 2005-08-08. Получено 2006-06-08.[постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ "Марсианский орбитальный аппарат успешно вышел на орбиту вокруг Марса!". Сайт NASA MRO. Архивировано из оригинал на 2006-06-03. Получено 2006-06-08.
  6. ^ "Команда UA приветствует запуск марсианского разведывательного орбитального аппарата HiRISE" (Пресс-релиз). НАСА. 2006-03-24. Получено 2006-06-08.
  7. ^ ""Кратер Виктория "на Меридиани Планум". 23 октября 2006 г. Архивировано с оригинал 23 октября 2006 г.. Получено 20 ноября 2018.
  8. ^ «Космический корабль готовится к достижению вехи, сообщает о технических сбоях» (Пресс-релиз). НАСА. 2007-02-07. Получено 2007-03-06.
  9. ^ Шига, Дэвид (16 марта 2007 г.). «Камера на Марсе стабильна - пока». Служба новостей NewScientist.com. Получено 2007-03-18.
  10. ^ "Земля и Луна с Марса". НАСА. 2008-03-03. Получено 2008-06-21.
  11. ^ "Камера на орбитальном аппарате Марса делает снимки Феникса во время посадки". Сайт JPL. Получено 2008-05-28.
  12. ^ «Microsoft и НАСА спускают Марс на Землю с помощью всемирного телескопа». НАСА. Получено 2012-12-07.
  13. ^ «HiRISE: 45 000 орбит Марса и их количество». Университет Аризоны. Получено 2016-03-23.
  14. ^ «HiRISE - Изображение с субтитрами, вдохновленное предложениями HiWish». uahirise.org. Получено 20 ноября 2018.
  15. ^ "HiRISE - Mesas in Aureum Chaos (ESP_016869_1775)". hirise.lpl.arizona.edu. Получено 20 ноября 2018.
  16. ^ Леви Дж. И др. 2017. Возможные вулканические и ударные ледяные депрессии на Марсе. Икар: 285, 185-194.
  17. ^ Деламер, Алан (2003). "MRO HiRISE: Разработка приборов" (PDF). 6-я Международная конференция по Марсу. Получено 2008-05-25. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  18. ^ "Совещание по научному наведению на орбитальный аппарат лунной разведки - программа и тезисы". НАСА. Сервер технических отчетов НАСА. HDL:2060/20110012748.
  19. ^ «Научные цели». Лунно-планетная лаборатория, Университет Аризоны. Получено 7 июня, 2006.
  20. ^ "HiRISE". Лунно-планетная лаборатория, Университет Аризоны. Получено 19 марта 2006.
  21. ^ "Google Планета Земля FAQ " Веб-сайт Google Планета Земля.
  22. ^ «Технические характеристики камеры MRO HiRISE». Сайт HiRISE. Получено 2 января 2006.
  23. ^ Миссия на Марс: камера HiRISE на борту MRO, Решетки фокальной плоскости для космических телескопов III, 27–28 августа 2007 г., Сан-Диего, Калифорния, США
  24. ^ "HiRISE: разработка инструментов" (PDF). Веб-сайт Исследовательского центра НАСА Эймса. Получено 7 февраля 2006.
  25. ^ "Информационный бюллетень: HiRISE" (PDF). Национальный музей авиации и космонавтики. Архивировано из оригинал (PDF) 21 июня 2013 г.. Получено 18 февраля 2006.
  26. ^ "Страница каталога для PIA22240". photojournal.jpl.nasa.gov. Получено 20 ноября 2018.

Смотрите также

внешние ссылки