Ukraine

Інженери пояснили, як камери марсохода Perseverance бачать Марс

Марсохід Perseverance обладнаний 25 камерами. Деякі з них здатні розрізняти кольори і текстури майже так само, як людське око. Але на Марсі камерам доводиться розрізняти кольори, що виходять за рамки звичних. Творці камер розповіли, як працюють їхні датчики, а також пояснили, як розшифровується інформація з них.

Камери марсохода Perseverance фіксують світло відбитих рентгенівських, інфрачервоних або ультрафіолетових променів. Але людське око не здатне сприймати його.

Як "бачать" камери Perseverance

Команда, що розробила для марсохода інструмент Mastcam-Z, пояснила, що камера здатна відобразити крупним планом деталі розміром близько 1 мм; а з відстані 100 метрів вона розрізняє об'єкт шириною всього 4 см. Камера "мультиспектрально" бачить кольори, захоплюючи широкосмуговий видимий спектр, до якого звикли люди, а також близько дюжини вузькосмугових "кольорів".

Спектри
Спектри
Спектри кольорів, які вловл.є камера Mastcam-Z на апараті Perseverance / Фото Wired

Камера оснащена стандартними датчиками виробництва Kodak і пристроями із зарядовим зв'язком. Перед ПЗЗ-матрицею розташований шар пікселів, які вловлюють червоний, зелений і синій кольори. Це так званий патерн Байєра, кремнієва версія, що імітує три світлочутливих фоторецептори в людському оці.

На Марсі сонячного світла менше, тому що планета розташована далі від зірки ніж Земля. Але у Землі є щільна атмосфера, щоб відбивати й заломлювати це світло, а атмосфера Червоної планети більш розріджена. Таким чином, Марс оточений червоним та коричневим пилом. Щоб відтворити те, як Марс виглядав би для людського ока, необхідно відтворити умови, подібні до земних.

Таким чином, потрібно або обробляти самі зображення, щоб "підлаштувати" кольору Марса під кольори Землі, або змоделювати освітлення.

Як вирішили проблему інженери, що створили камери для Perseverance

Інженери вирішили підрахувати, скільки світла певної довжини хвилі відбивається або поглинається певними видами гірських порід. Команда Mastcam-Z створила "Geo Board" зі зразками еталонних кольорів і шматками порід, у тому числі базаніта й гіпсу.

На звичайному кольоровому зображенні вони виглядають як білі камені. Обидва складаються з кальцію і сірки, але у гіпсі присутня більша кількість молекул води, і вони відбивають більше на деяких довжинах хвиль інфрачервоного діапазону.

"Geo Board" зі зразками еталонних кольорів і шматками порід / Фото NASA

У результаті Mastcam-Z відмінно розрізняє текстури. Однак поле огляду камери складає всього близько 15 градусів.

Особливості роботи інших датчиків камери

Датчик Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry або PIXL – намагається відрізнити мінерали за їх дрібнозернистою текстурою. Зокрема, мовиться про строматоліти, шари відкладень, які можуть утворитися тільки з живих мікробів.

Керівник групи PIXL, астробіолог з Лабораторії реактивного руху Ебігейл Олвуд, вже використовувала цю технологію, щоб знайти ознаки найбільш раннх з відомих форм життя на Землі у Австралії. За її словами, рентгенівські промені є частиною того ж електромагнітного спектра, що й світло, яке бачать люди, але з набагато меншою довжиною хвилі. Олвуд каже, що датчик її команди, по суті, сканує породи рентгенівськими променями, щоб отримати потрібний сигнал. Таке сканування дозволяє створити карту з 6 тисяч окремих точок у полі зору розміром з поштову марку.

Поруч з PIXL на марсоході встановлений лазерний пристрій, який проводить спектроскопію комбінаційного розсіювання. Вчені зазначають, що Perseverance бачить далеко не все, що знаходиться на Марсі. Однак спільна робота понад двох десятків датчиків повинна допомогти у досягненні цілей, поставлених перед місією.

Football news:

Ex-head of Loko Naumov on Nikolic: I can't fully praise him yet. There are 5 important games left
I don't think Barcelona is any better. Koeman on the fight for the La Liga title with Real Madrid, Atletico and Sevilla
Koeman on Minges: In Barca, you should always play actively. Pedri, Araujo also played below their level
Ronald Araujo: For Barca, all matches are finals. We won Getafe-this is the main thing
Messi gave a penalty to Griezmann with a double against Getafe-Antoine scored
Barcelona won 7 of the last 8 La Liga matches-lost to Real Madrid
Semin about the Super League: European football has the fairest traditions