Forskere bruger ny analyseteknik til at hjælpe med at løse Beagle 2-mysteriet

Forskere i Leicester er rykket et skridt tættere på at forstå præcis, hvad der skete med den skæbnesvangre Mars Lander Beagle 2, takket være en innovativ forskningsteknik.

Sonden blev opdaget på den røde planet i november 2014, men usikkerhed omgav, hvad der havde forårsaget dens manglende kommunikation med Jorden.

Nu, et samarbejde mellem De Montfort University og University of Leicester, har brugt 3D-modelleringsteknologi til for første gang at afsløre, at Beagle 2 implementerede mindst tre, og muligvis alle fire, af solpanelerne det skulle efter at have rørt ned på planetens overflade.

Fundet vil omskrive videnskabelig viden om den ramte Lander - det var tidligere antaget, at måske kun (så få som) to af de fire solpaneler var blevet installeret.

Beagle 2 var en del af ESA's Mars Express-mission, der blev opsendt i juni 2003. Mars Express kredser stadig om Mars og returnerer videnskabelige data om planeten. Beagle 2 blev med succes slynget ud af ESA's Mars Express-rumfartøj den 19. december 2003, men det lykkedes ikke at sende et signal juledag - dens planlagte landingsdag på Mars. Det blev formodet tabt, indtil over et årti senere, da mysteriet om, hvad der skete med missionen, blev løst gennem billeder taget af NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

På trods af dets påvisning, på grund af landerens lille størrelse og opløsningen af ​​HiRISE-kameraet på MRO, den nøjagtige konfiguration af landeren på Mars var ikke klar - på trods af indsamling af 8 billeder af landeren og brug af avancerede billedbehandlingsteknikker.

Nu har forskerne fra De Montfort University og University of Leicester arbejdet sammen om at finde på en ny måde at opdage landerens konfiguration på.

Professor Mark Sims, tidligere Beagle 2 Mission Manager og professor i astrobiologi og ruminstrumentering ved University of Leicester kom med konceptet "refleksionsanalyse" - af matchende simulerede og rigtige billeder af Beagle 2.

Teknikken er baseret på at simulere mulige konfigurationer af landeren på overfladen og sammenligne solens lys, der reflekteres af den simulerede lander, med de ubehandlede billeder, der er tilgængelige fra HiRISE-kameraet ved en række forskellige solvinkler.

Professor Sims henvendte sig til et team på De Montfort University for at realisere sit koncept. Kommercielt tilgængelig software brugt til 3D-modellering, animation, visuelle effekter og simuleringsdesign blev tilpasset for at muliggøre denne analyse.

Nick Higgett leder af De Montfort University Simulation team sagde:"Dette har været et spændende samarbejde med University of Leicesters Space Research Centre. De Montfort teamet var ansvarlige for alt 3D simuleringsarbejdet for at teste refleksionsanalysekonceptet. For at gør dette, vores visualiseringsspecialist Teodora Kuzmanova skulle skabe en fysisk nøjagtig 3D-model af Beagle 2 Mars Lander med overflader, der nøjagtigt ville reflektere virtuelt sollys. Solens vinkel skulle simuleres sammen med positionen af ​​et virtuelt kamera, der kunne tage billeder svarende til NASA's Reconnaissance Orbiter. Til sidst skulle disse billeder pixeleres for at matche opløsningen af ​​Orbiterens billeder.

"Den visuelle sammenligning mellem de virkelige og simulerede billeder kunne derefter begynde at identificere, hvilken landingskonfiguration (1, 2, 3 eller 4 installerede solpaneler) var den bedste pasform. Dette var oprindeligt et proof of princip-projekt. Imidlertid, vi er glade for at kunne sige, at vi er gået langt ud over denne oprindelige plan for at nå frem til denne spændende konklusion, at Beagle 2 ikke styrtede ned, men landede og sandsynligvis indsatte de fleste af sine paneler. Forhåbentlig hjælper disse resultater med at løse et langvarigt mysterium og vil gavne eventuelle fremtidige missioner til Mars."

Professor Mark Sims tilføjede:"Selvom konceptet med "refleksionsanalysen" var mit, vidste jeg ikke, at det ville virke. Takket være indsatsen fra teamet på De Montfort University beviste de, at dette koncept kunne fungere, og vi har samlet flere oplysninger om fejlen i Beagle 2 til at kommunikere, og vi er et skridt tættere på at vide, hvad der skete. I virkeligheden kan vi selvfølgelig aldrig vide præcis, hvad der forårsagede dens manglende kommunikation efter, hvad der er blevet bekræftet som en vellykket landing, hvilket var en fantastisk præstation af Beagle 2-holdet. Arbejdet viser frustrerende, at Beagle 2 var så tæt på at virke efter hensigten på Mars.

"Dette unikke universitetssamarbejde mellem rumforskere og digitale designere gjorde det muligt at implementere og afprøve dette refleksionsanalysekoncept og i sidste ende producere disse spændende resultater."

Nick Higgett, leder af MA Digital Design-gruppen på DMU, sammen med 3D-specialisterne Teodora Kuzmanova og Dr. Eric Tatham, brugt 3D-software til at modellere scenen i tre dimensioner, justering af solens position og hvilevinklen og orienteringen af ​​Beagle 2, udfolder de fire solpaneler i forskellige vinkler under hensyntagen til belysningsforholdene på planeten, indtil de fandt det bedste visuelle match til det, NASA's originale billeder viste. Disse simuleringer blev derefter justeret for at gengive opløsningen og synspunktet for NASA-rumfartøjet.

Mark Sims, Professor i astrobiologi og ruminstrumentering ved University of Leicester (UL), tidligere Beagle 2 Mission Manager, der udledte konceptet og Dr. Jim Clemmet, tidligere Beagle 2 Chief Engineer, rådgav DMU-holdet om de tekniske detaljer om landeren og Mars. Professor Sims og kolleger ved UL sammenlignede billederne (simulerede og virkelige) på et detaljeret niveau og udledte de tætte matcher.

Dette arbejde bekræftede, at antennetransmission sandsynligvis ville være blevet hæmmet af, at et af panelerne ikke kunne udfolde sig korrekt, bekræfter den tidligere formodede teori.

Hr. Higgett sagde, at det var så tæt på en endelig forklaring, som det ville være muligt uden at lande på selve planeten.

Den bedste konfiguration med fire paneler er i en anden hældningsvinkel - hvad angår panelernes vinkel i forhold til låget på Beagle 2 - fra konfigurationen med 3 paneler. Denne analyse bekræfter også, at Beagle 2's forreste varmeskjold er blevet opdaget på Mars, og dets konfiguration og orientering er nu også kendt. Dette arbejde bidrager med yderligere information til analysen af, hvorfor Beagle 2 ikke kunne transmittere fra overfladen af ​​Mars og supplerer andre teknikker såsom super-opløsningsbilleddannelse som udført af professor Jan-Peter Muller og hans team ved University College London annonceret i april 2016.

Forskerne, som planlægger at offentliggøre deres resultater, tilføje:"Den nuværende analyse er, vi mener, er fuldt ud i overensstemmelse med dette andet arbejde, som kombinerer data fra alle de forskellige solvinkler.

"Dette arbejde (yderligere) bekræfter, at posten, Descent and Landing (EDL)-sekvensen for Beagle 2 fungerede som forventet, og landeren gjorde landingsanlægget med succes på Mars juledag 2003.

"Imidlertid, af en endnu ubekræftet og uopdaget grund kunne den ikke kommunikere efter landing, selvom ufuldstændig implementering af en ukendt årsag fortsat er den sandsynlige primære årsag, især i tilfælde af tre panel-udsættelse, hvor RF-antennen ikke ville være i stand til at transmittere gennem det fjerde ikke-udsatte panel."

Forskerne tilføjer, at "refleksionsanalyse"-teknikken, der bruges til denne forskning, kan finde anvendelser på andre områder, hvor en belysningskilde er til stede, og målet har et begrænset sæt af konfigurationer og er meget reflekterende i naturen. "Yderligere analyse af Beagle 2-billederne ved hjælp af teknikken, underlagt yderligere finansiering og ideelt set andre billeder i en række forskellige solvinkler, kan yderligere definere konfigurationen af ​​den første britiske ESA-lander til at lande på Mars, " fastslår de.