NASAs Perseverance rover-kameraer fanger Mars som aldrig før

Forskere benytter sig af en række billedkameraer ombord på den sekshjulede opdagelsesrejsende for at få et stort billede af den røde planet.

NASA's Perseverance rover har udforsket Jezero Crater i mere end 217 jorddage (211 Mars dage, eller sols), og de støvede klipper dér begynder at fortælle deres historie - om en flygtig ung Mars, der flyder med lava og vand.

Den historie, strækker sig milliarder af år ind i fortiden, udfolder sig i høj grad takket være de syv kraftfulde videnskabskameraer ombord på Perseverance. I stand til at finde ud af små funktioner fra store afstande, oplev store fejringer af Mars landskab, og forstørre små stenkorn, Disse specialiserede kameraer hjælper også rover-teamet med at bestemme, hvilke stenprøver, der giver den bedste chance for at finde ud af, om der nogensinde har eksisteret mikroskopisk liv på den røde planet.

Alt i alt, omkring 800 videnskabsmænd og ingeniører rundt om i verden udgør det større Perseverance-team. Det omfatter mindre hold, fra et par dusin til så mange som 100, for hvert af roverens kameraer og instrumenter. Og holdene bag kameraerne skal koordinere hver beslutning om, hvad de skal tage billeder af.

"Billedkameraerne er en stor del af alting, " sagde Vivian Sun, co-lead for Perseverances første videnskabelige kampagne på NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. "Vi bruger mange af dem hver eneste dag til videnskab. De er absolut missionskritiske."

Historiefortællingen begyndte kort efter Perseverance landede i februar, og de fantastiske billeder er blevet stablet op, mens de mange kameraer udfører deres videnskabelige undersøgelser. Sådan fungerer de, sammen med et udpluk af, hvad nogle har fundet indtil videre:

Det store billede

Perseverances to navigationskameraer – blandt ni tekniske kameraer – understøtter roverens autonome kørselsevne. Og ved hvert stop, roveren bruger først disse to kameraer til at få liggende på landet med en 360-graders udsigt.

"Navigationskameradataene er virkelig nyttige til at have disse billeder til at lave en målrettet videnskabelig opfølgning med instrumenter med højere opløsning såsom SuperCam og Mastcam-Z, " sagde Sun.

Perseverances seks fare-undgåelseskameraer, eller Hazcams, inkludere to par foran (med kun et enkelt par i brug ad gangen) for at hjælpe med at undgå problemer og placere roverens robotarm på mål; de to bagerste Hazcams giver billeder, der hjælper med at placere roveren i sammenhæng med det bredere landskab.

Mastcam-Z, et par "øjne" på roverens mast, er bygget til det store billede:panoramiske farvebilleder, inklusive 3D-billeder, med zoomfunktion. Den kan også optage video i høj opløsning.

Jim Bell ved Arizona State University leder Mastcam-Z-teamet, som har arbejdet i høj hastighed på at producere billeder til den større gruppe. "En del af vores job på denne mission har været en slags triage, " sagde han. "Vi kan svinge gennem store dele af fast ejendom og lave en hurtig vurdering af geologi, af farve. Det har hjulpet teamet med at finde ud af, hvor de skal målrette instrumenter."

Farve er nøglen:Mastcam-Z-billeder giver videnskabsmænd mulighed for at skabe forbindelser mellem funktioner set fra kredsløb af Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) og det, de ser på jorden.

Instrumentet fungerer også som et lavopløsningsspektrometer, opdele lyset, det fanger i 11 farver. Forskere kan analysere farverne for spor om sammensætningen af ​​det materiale, der afgiver lyset, hjælper dem med at beslutte, hvilke funktioner de skal zoome ind på med missionens ægte spektrometre.

For eksempel, der er en kendt serie af billeder fra den 17. marts. Den viser en bred skrænt, aka "Delta Scarp, " det er en del af et vifteformet floddelta, der blev dannet i krateret for længe siden. Efter Mastcam-Z gav den brede udsigt, missionen henvendte sig til SuperCam for at få et nærmere kig.

Den lange udsigt

Forskere bruger SuperCam til at studere mineralogi og kemi, og for at søge bevis for gammelt mikrobielt liv. Sidder nær Mastcam-Z på Perseverances mast, det inkluderer fjernbetjeningen mikro-Imager, eller RMI, som kan zoome ind på funktioner på størrelse med en softball fra mere end en kilometer væk.

Når Mastcam-Z leverede billeder af scarp, SuperCam RMI hjemme på et hjørne af det, giver nærbilleder, der senere blev syet sammen for en mere afslørende udsigt.

Til Roger Wiens, hovedefterforsker for SuperCam ved Los Alamos National Laboratory i New Mexico, disse billeder talte meget om Mars' gamle fortid, når atmosfæren var tyk nok, og varm nok, for at lade vandet strømme på overfladen.

"Dette viser store sten, " sagde han. "Det betyder, at der måtte have været en kæmpe oversvømmelse, der skyllede kampesten ned ad flodlejet ind i denne deltaformation."

De chock-a-block lag fortalte ham endnu mere.

"Disse store kampesten er halvvejs nede i deltaformationen, " sagde Wiens. "Hvis søbunden var fuld, du vil finde dem helt øverst. Så søen var ikke fuld på det tidspunkt, hvor oversvømmelsen skete. Samlet set, det kan være tegn på et ustabilt klima. Måske har vi ikke altid haft det så roligt, berolige, beboeligt sted, som vi måske kunne have ønsket til at opdrætte nogle mikroorganismer."

Ud over, videnskabsmænd har opfanget tegn på magmatisk bjergart, der er dannet fra lava eller magma på kraterbunden i denne tidlige periode. Det kan betyde ikke kun rindende vand, men strømmende lava, Før, i løbet af, eller efter den tid, selve søen blev dannet.

Disse spor er afgørende for missionens søgen efter tegn på gammelt Mars-liv og potentielt beboelige miljøer. Til det formål, roveren tager prøver af Mars-sten og sediment, som fremtidige missioner kan vende tilbage til Jorden for tilbundsgående undersøgelse.

(virkelig) nærbilledet

En række Perseverances kameraer hjælper med udvælgelsen af ​​disse prøver, inklusive WATSON (den vidvinkel topografiske sensor til drift og teknik).

Placeret for enden af ​​roverens robotarm, WATSON giver ekstreme nærbilleder af sten og sediment, fokusere på sorten, størrelse, form, og farven på bittesmå korn - såvel som "cementen" mellem dem - i disse materialer. Sådan information kan give indsigt i Mars' historie såvel som den geologiske kontekst af potentielle prøver.

WATSON hjælper også ingeniører med at placere roverens boremaskine til at udvinde stenkerneprøver og producerer billeder af, hvor prøven kom fra.

Billedprogrammet samarbejder med SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals), som inkluderer en autofokus og et kontekstbillede (ACI), roverens kamera med højeste opløsning. SHERLOC bruger en ultraviolet laser til at identificere visse mineraler i sten og sediment, mens PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), også på robotarmen, bruger røntgenstråler til at bestemme den kemiske sammensætning. Disse kameraer, arbejder sammen med WATSON, har hjulpet med at fange geologiske data – inklusive tegn på den magmatiske sten på kraterbunden – med en præcision, der har overrasket videnskabsmænd.

"Vi får virkelig seje spektre af materialer dannet i vandige [vandige] miljøer - for eksempel sulfat og carbonat, " sagde Luther Beegle, SHERLOC's hovedefterforsker ved JPL.

Ingeniører bruger også WATSON til at tjekke roverens systemer og undervogn – og til at tage Perseverance-selfies (her er hvordan).

Beegle siger, at ikke kun billedinstrumenternes stærke ydeevne, men deres evne til at udholde det barske miljø på Mars-overfladen, giver ham tillid til Perseverances chancer for store opdagelser.

"Når vi kommer tættere på deltaet, hvor der skulle være rigtig godt bevaringspotentiale for livstegn, vi har en rigtig god chance for at se noget, hvis det er der, " han sagde.

Mere om missionen

Et nøglemål for Perseverances mission på Mars er astrobiologi, herunder søgen efter tegn på gammelt mikrobielt liv. Roveren vil karakterisere planetens geologi og tidligere klima, bane vejen for menneskelig udforskning af den røde planet, og vær den første mission til at indsamle og cache Martian rock og regolith (brudt sten og støv).

Efterfølgende NASA-missioner, i samarbejde med ESA (European Space Agency), ville sende rumfartøjer til Mars for at indsamle disse forseglede prøver fra overfladen og returnere dem til Jorden til dybdegående analyse.