127,8
рейтинг
19 марта 2013 в 12:50

Curiosity превосходит ожидания создателей

В США сейчас проходит научная конференция Луны и планет (44th Lunar and Planetary Science Conference), на которой обнародуют новые результаты исследований Марса, проведенные MSL Curiosity. Ученые из США рассказали о том, что их приятно удивили возможности их камер MastCam, оказавшиеся способны видеть то, что не предполагалось, а ученые из России — о том, что их удивила поверхность Марса, которая оказалась насыщенна водой так, как не обещали никакие модели.
(Сразу предупреждаю: внутри много науки и графиков).



MastCams — это две цветные двухмегапиксельные камеры, которые расположены на мачте марсохода. Они имеют фиксированное фокусное расстояние: правая 100 мм, а левая 34 мм. Благодаря этому правый «глаз» используется для детальной съемки, а левый — для обзорной. Когда Curiosity только проектировался, фанат 3D фильмов режиссер Джеймс Кэмерон приложил массу усилий, чтобы полетели две одинаковые камеры с переменным фокусным расстоянием. Они были сделаны, но не успели пройти испытаний, поэтому Curiosity на один глаз дальнозоркий, на другой — близорукий. (Подробное техническое описание этих камер и некоторых других устройств Curiosity можно найти: здесь)

Впрочем это не мешает создавать стереопанорамы высокого качества. (Доступны вконтакте по тегу #MarsAnaglyph).

Камеры имеют 1600x1200 CCD матрицу Kodak KAI-2020 со стандартным фильтром Байера, а значит снимают цветные фотографии без обработки, которая была необходима его марсианским предшественникам. Помимо несъемного фильтра, каждая камера оснащена набором дополнительных, которые пропускают только волны определенной длины. Они располагаются на колесе между объективом и матрицей.


Сочетание фильтров Байера и дополнительных, обеспечивает до 12 различных спектральных диапазонов, в которых Curiosity может проводить съемку. Причем только половина из фильтров захватывает видимый диапазон, остальные позволяют проводить анализ в недоступном зрению инфракрасном диапазоне.


Все это позволяет исследовать поверхность более детально, насколько не обеспечили бы даже опытные глаза геолога человека. Ученые сопоставили съемку камерами MastCam и сравнили их со спектральными данными, полученными другими приборами. Благодаря этому удалось выяснить, что мультиспектральная фотосъемка способна выявить гидратированные материалы, т.е те, при формировании которых участвовала вода и содержится в них.

Слева на графике показана степень отражения света разной длинны волны участка Knorr, регистрируемая мачтовыми фотокамерами через разные фильтры, справа — степень отражения характерная для различных материалов. Характерен провал в инфракрасном свете для гидратированных материалов. Глина, в которой видны светлые жилы, хоть и сформирована под действием воды, но не включает ее на молекулярном уровне, поэтому разница определяется при съемке MastCam.

NASA использует цветовое кодирование, которое отражает «сигнал гидратации» различной силы:


Камешек Tintina, который отломили колесом, показал белый излом:


И его сигнал гидратации оказался очень силен:


Зато сравнение четырех участков поверхности в месте John Klein гидратированных материалов не показало, хотя разница в характеристиках грунта видна:


Рассказали на конференции и о том, какая разница между «сырым» (raw), «натуральным» (natural) и «сбалансированным» (white balanced) цветом снимков. Как бы кому ни хотелось, но реальный Марс «краснее» даже того, что показывают камеры марсохода. А близкие для нашего зрения цвета получаются дополнительной обработкой «как если бы мы видели на Земле».


Такие данные NASA получило благодаря использованию цветовых маркеров размещенных на «солнечных часах» Curiosity:


Для выявления более тонких цветовых деталей производится обработка под ложные цвета (false color), при том их ложность проявится если взглянуть в том же режиме на «солнечные часы»:


Скучный оранжево-коричневый цвет Марса обусловлен его пыльностью, тогда как свежие изломы обнажают неожиданные цвета вроде этого бело-голубого камня Sutton_Inlier.


От новостей из Калифорнии переместимся к новостям из Москвы.

На той же Лунной и планетарной конференции российские представители поделились результатами работы прибора DAN.
Напомню — это прибор, который регистрирует с какой энергией нейтроны вылетают из поверхности Марса. Происходит это тогда, когда она бомбардируется космическими заряженными частицами, или из источника нейтронов DAN. В зависимости от того, ловит прибор космические нейтроны или производит их сам режимы работы его называются пассивными или активными.


Водород в грунте тормозит нейтроны, поэтому можно определять как много его находится под прибором оценивая процент «быстрых» и «заторможенных» частиц. В основной массе водород означает либо воду, либо гидроксил (ОН). Детектор на глубину 60 см определяет уверенно, но способен уловить сигналы и до 1 м.

Еще когда Curiosity преодолел первую сотню метров ученые отметили, что данные с DAN в целом соответствуют ожиданиям: грунт оказался очень сухим и только на максимально достижимой глубине вода достигала 5%, а выше не превышала 1%. Это было вполне предсказуемо, ведь на марсианском экваторе в летнее время температура может подниматься выше 30 градусов по Цельсию, а низкое давление приводит к тому, что вода сразу испаряется. Такие условия не оставляют шансов найти лед в пределах полуметра-метра от поверхности.

Когда же Curiosity спустился в Yellowknifle Bay, который считается дном древнего озера, данные с прибора начали удивлять. Он стал показывать, что, местами, верхний слой поверхности влажный — до 3%, а под ним начинается «пустыня» с 1% содержания воды. То есть DAN выявил «слоистость» Марса даже на небольших глубинах, и эти данные позволят ученым полнее представить картину изменений на планете, которые привели к той ситуации, что наблюдается сейчас.


Разница в показаниях определялась не только на значительных отрезках пробега:


Но и в считанных «шагах» марсохода:


Ученые пока не торопятся интерпретировать полученную информацию и продолжат работу далее. Хотя в ближайшие недели движение марсохода не предвидится, так что обновлений от DAN мы увидим не скоро. Остается надеяться, что реванш будет, когда Curiosity отправится в долгий путь к горе.

На конференции канадцы тоже поделились своими результатами.
Они работают с прибором «Альфа-протонный спектрометр рентгеновских лучей» (APXS), который расположен на манипуляторе:


Он позволяет определять химическое содержание поверхности, которая подвергается исследованию. Для того, чтобы повысить качество анализа, Curiosity оснащен кистью, которая удаляет пыль:


APXS проводил уже множество анализов, но опубликовали результаты одного, с участка Portage. На графике в схематичной форме отображено содержание различных элементов в трех типах поверхности: неочищенной от пыли, очищенной, очищенной и богатой белыми прожилками. Последняя выделяется высоким содержанием серы и кальция, что в целом соответствует гипсу.


Конференция еще продолжается, и результаты в ближайшие пару дней пополнятся. Ожидаются как минимум материалы по работе лазера ChemСam.

В эти выходные компьютер Curiosity снова выдал ошибку, но на этот раз проблему быстро выявили и ликвидировали — виновником оказался ошибочный файл, который удалили. К работе марсоход должен вернуться в ближайшие дни, но 4 апреля связь с ним прервется на 4 недели, пока между Марсом и Землей будет проходить Солнце. Думаю в это время я дорасскажу, что там интересного поведали на сегодняшней конференции.
Виталий Егоров @Zelenyikot
карма
1334,2
рейтинг 127,8
Zelenyikot
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (31)

  • +1
    Как бы кому не хотелось, но реальный Марс «краснее» даже того, что показывают камеры марсохода.
    А мне фотографии в оригинальном («красном») цвете нравятся гораздо больше, чем те, которые корректируют, чтобы было «как на Земле». Они выглядят гораздо насыщеннее и в целом получаются более впечатляющими.

    Интересно, а изучение количества воды в породе позволяет как-то судить о ее возрасте? Например, если предположить, что ровер действительно находится там, где раньше было озеро, то разница в показаниях (3% воды против 1% в других районах) может как-то помочь сделать вывод о том, как давно это озеро там было?
    • 0
      Не думаю, что есть прямая зависимость. Скорее это просто позволит составить более полную картину геологических условий, а из нее уже сделать выводы о датировке.
    • +1
      Там другой анализ возраста. На поверхности больше тяжёлой воды, в глубине — обычной.
    • +1
      Но если бы Вы жили на Марсе, то видели бы всё же «как на Земле» — зрение адаптируется за считанные часы.
      • +6
        Нет, видел бы все примерно как на необработанной фотографии. «Как на Земле» означает, что приблизительно так эта порода (камень, гора) выглядела бы, если перенести ее в условия земного освещения.
        • +4
          Я правильно понимаю, что речь идет о цветовой температуре освещения на марсе?
          В таком случае глаз таки немного адаптируется. Видеть-то Вы будете «настоящий» красный марс, но он будет казаться чем-то между обработанной и необработанной картинкой.
  • +3
    Ну в гипсе должно быть много гидратированной влаги. Так просто он связанную воду не отдаст. Там 30 градусов — мало.
    • +3
      Да, это ожидаемо. Интереснее другое — под гипсом снова сухо, причем сравнительно неглубоко. Я когда еще спутниковые снимки рассматривал, обратил внимание, что в некоторых участках похоже будто Yellowknifle Bay сформировался в результате воздействия волны чего-то. Тогда я думал, что лавы, но теперь возможно, что и глины, в результате какого-нибудь селя.

      Вот этот «язык» выглядит так как будто волна прорвалась чуть дальше чем по бокам.


      Но это так, догадки. NASA еще не скоро на подобные гипотезы осмелится. Они не скажут своего слова пока не перекопают там все досконально.
      • +1
        А может, это ледник был? :)
        • +1
          Вроде нет. Его следы выглядят по другому, и в обзорах NASA мне не встречалось упоминаний о том, что они разглядели его признаки.
  • +1
    А на сколько у Curiosity хватит батарейки? И что за источник питания там используется?
    • +13
      У него РИТЭГ на плутонии-238, который вырабатывает около 125 ватт электроэнергии, и 2 киловатт тепловой. Хватит его как минимум на 14 лет работы, а выглядит он вот так (белая штука внутри стеклянной колбы):

      • +1
        Хочу такой в багажник.
        • +1
          Мощи даже завестись не хватит. Разве что мафон прокачивать. 14 лет.
          • +1
            На замену Webasto в Приполярье пойдёт.
        • –1
          Знаете сколько плутония надо чтобы убить население планеты? нет ужаснее вещества.
          • +5
            То есть вы думаете, это из-за марсоходов Марс необитаем?
          • 0
            А от воды умерло на порядки больше людей чем от плутония. Не плутоний, а вода — вот главный враг человечества!
            • 0
              Да, и еще от жизни умирают. Вы наверное не понимаете всей серьезности. Вы пытаетесь опасность вещества выдать по количесву смертей, однако совершенно забываете сравнивать вес вещества.
              • 0
                Плутоний — лишь мощный источник энергии. Называть его ужасным, потому что он может уничтожить жизнь на планете — все равно что проклинать Солнце за то, что когда — нибудь оно поглотит Землю. И кстати, есть вещества куда более активные чем изотопы плутония. Скажем 1 грамм кобальта-60 имеет активность 41,8 ТБк, а 1 грамм урана-238 — 12,5 кБк.
                • 0
                  все равно что проклинать Солнце за то, что когда нибудь
                  Вот ключево слово «когда-нибудь».
                  Плутоний это не «лишь», это и энергия и большая грязь. Вещества более опасные опять же исходят из своего количества в обороте.
                  • 0
                    Вот ключево слово «когда-нибудь».

                    А плутоний не «когда-нибудь», а «может быть» уничтожит. А особенность кобальта-60 в том, что произвести его куда проще и дешевле чем любой изотоп плутония. А если честно, то и любой трансуранид.
  • 0
    Мне вот что интересно — почему в качестве очистителя исследуемой поверхности от пыли решили использовать кисть а не сделали простой насос, ведь атмосфера там какая никакая а есть, и создать струю воздуха приемлемой силы вполне возможно. Опять же — меньше контакта с пыльной поверхностью — меньше загрязнений на аппарате.
    • +3
      Атмосферы там мало, а пыль не такая страшная чтобы опасаться контакта с нею. Фотокамера, которая рядом с кистью, крышкой закрывается.
    • +1
      При раздувании пыль поднимется в воздух.
  • 0
    А в эти 4 недели Curiosity будет что-то делать на автомате?
    • +6
      В Рождественские каникулы они ему послали программу на неделю и что-то он делал, но не двигался никуда. Тогда они говорили, что это тренировка перед апрелем. Будет за погодой следить, может, наконец, сделает панораму горы, которую я уже месяц жду. Может быть даже сделает что-нибудь из астрономических наблюдений. Мы отправили свои пожеланию водителю марсохода. Он объяснил, что занятость мешает проводить съемку в которой мало научной ценности. Но тут все равно простой будет, может и снимут что-нибудь.
      • +5
        Мы отправили свои пожеланию водителю марсохода

        Как же круто звучит )
        • +2
          Представил эмоции родителей (50+), когда они это прочитают (:
  • 0
    На фоне последних новостей про Curiosity, крайне интересных, новость о прекращении пропагандистской деятельности NASA выглядит крайне угнетающе. Все же, надеюсь, что репортажи с мест событий в вашем исполнении не прекратятся!
    • 0
      Я надеюсь они не перестанут рассказывать о результатах, иначе останутся только догадки на основе присылаемых фотографий, это будет недостаточно информативно. Надеюсь и сайт с сырыми фотоматериалами они не прикроют и будут пополнять.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.