Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Uventet overraskelse:Et sidste billede fra Rosetta

Et sidste billede fra Rosetta, kort før den gjorde en kontrolleret indvirkning på Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko den 30. september 2016, blev rekonstrueret fra resterende telemetri. Billedet har en skala på 2 mm/pixel og måler omkring 1 m på tværs. Kredit:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Forskere, der analyserer den sidste telemetri sendt af Rosetta umiddelbart før den lukkede ned på kometens overflade sidste år, har rekonstrueret et sidste billede af dens landingssted.

Efter mere end 12 år i rummet, og to år efter kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, da de kredsede om Solen, Rosettas historiske mission sluttede den 30. september med, at rumfartøjet styrtede ned på kometen i en region med adskillige ældgamle gruber.

Det returnerede et væld af detaljerede billeder og videnskabelige data om kometens gas, støv og plasma, da det rykkede tættere på overfladen.

Men der var en sidste overraskelse i vente til kamerateamet, som formåede at rekonstruere de endelige telemetripakker til et skarpt billede.

"Det sidste komplette billede, der blev transmitteret fra Rosetta, var det sidste, som vi så ankomme tilbage til Jorden i ét stykke øjeblikke før touchdownet ved Sais, siger Holger Sierks, hovedefterforsker for OSIRIS-kameraet ved Max Planck Institute for Solar System Research i Göttingen, Tyskland.

"Senere, vi fandt et par telemetripakker på vores server og tænkte, wow, det kunne være et andet billede."

Under operationer, billeder blev opdelt i telemetripakker ombord på Rosetta, før de blev transmitteret til Jorden. I tilfælde af de sidste billeder taget før touchdown, billeddata, svarende til 23 048 bytes pr. billede, blev opdelt i seks pakker.

Annoteret billede, der angiver de omtrentlige placeringer af nogle af Rosettas endelige billeder. Bemærk, at på grund af forskelle i timing og visningsgeometri mellem på hinanden følgende billeder i denne grafik, belysningen og skyggerne varierer. Øverst til venstre:et globalt billede af kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko viser det område, hvor Rosetta landede i Ma'at-regionen på den mindste af de to kometlapper. Dette billede blev taget af OSIRIS smalvinklet kamera den 5. august 2014 fra en afstand af 123 km. Øverst til højre:et billede taget af OSIRIS smalvinklet kamera fra en højde på 5,7 km, under Rosettas nedstigning den 30. september 2016. Billedskalaen er omkring 11 cm/pixel, og billedet måler omkring 225 m på tværs. Det sidste touchdown punkt, ved navn Sais, ses nederst til højre på billedet og er placeret inden for en lavvandet, gammel grube. Udsat, støvfrit terræn ses i grubevægge og klippekanter. Bemærk, at billedet er roteret 180º i forhold til det globale kontekstbillede øverst til højre. Midten:et OSIRIS vidvinkelkamerabillede taget fra en højde på omkring 331 m under Rosettas nedstigning. Billedskalaen er omkring 33 mm/pixel, og billedet måler omkring 55 m på tværs. Billedet viser en blanding af groft og finkornet materiale. Nederst til højre:næstsidste billede, som var det sidste komplette billede taget og returneret af Rosetta under sin nedstigning, fra en højde på 24,7±1,5 m. Nederst til venstre:det endelige billede, rekonstrueret efter Rosettas landing, blev taget i en højde af 19,5±1,5 m. Billedet har en skala på 2 mm/pixel og måler omkring 1 m på tværs. Kredit:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

For det allersidste billede blev transmissionen afbrudt efter at tre fulde pakker var modtaget, med 12 228 bytes modtaget i alt, eller lidt over halvdelen af ​​et komplet billede. Dette blev ikke genkendt som et billede af den automatiske behandlingssoftware, men ingeniørerne i Göttingen kunne forstå disse datafragmenter for at rekonstruere billedet.

På grund af den indbyggede komprimeringssoftware, dataene blev ikke sendt pixel-for-pixel, men snarere lag-for-lag, hvilket giver et stigende detaljeringsniveau for hvert lag.

De 53 % af de transmitterede data repræsenterer derfor et billede med et effektivt kompressionsforhold på 1:38 sammenlignet med det forventede kompressionsforhold på 1:20, hvilket betyder, at nogle af de finere detaljer gik tabt.

Det er, det bliver meget mere sløret, når du zoomer ind sammenlignet med et billede i fuld kvalitet. Dette kan sammenlignes med at komprimere et billede til at sende via e-mail, versus en ukomprimeret version, som du ville printe ud og hænge på din væg.

Kameraet var ikke designet til at blive brugt under et par hundrede meter fra overfladen, men et skarpere billede kunne opnås ved hjælp af kameraet i en speciel konfiguration:mens kameraet er designet til at blive betjent med et farvefilter i den optiske stråle, dette blev fjernet for de sidste billeder. Dette ville have resulteret i, at billederne blev slørede for det normale billedscenarie over 300 m, men de kom i fokus på et 'sweet spot' på 15 m afstand.

At nærme sig 15 m forbedrede derfor fokus og dermed detaljeringsgrad, som det kan ses på det rekonstruerede billede taget fra en højde på 17,9–21,0 m og svarende til et 1 x 1 m kvadratisk område på overfladen.

I mellemtiden, højden af ​​det tidligere offentliggjorte sidste billede er blevet revideret til 23,3-26,2 m. Usikkerheden opstår fra den nøjagtige metode til højdeberegning og den anvendte kometformmodel.

Sekvensen af ​​billeder afslører gradvist flere og flere detaljer af den kampestensstrøede overflade, giver et varigt indtryk af Rosettas touchdown-sted.