Камера на борту орбитального корабля Mars Express оживает.
Иногда ограничения могут привести к инновациям. Недавно опубликованная статья рассказывает о том, как исследователи используют VMC (камеру визуального наблюдения) на борту почтенного орбитального аппарата Mars Express Европейского космического агентства (ЕКА).
Работа является результатом сотрудничества Европейского космического агентства (ЕКА), Института астрофизики IAA-CSIC в Андалусии, Испания, и Университета Страны Басков.
Веб-камера Марса
Mars Express — первая миссия ЕКА на Марс. Марс-Экспресс был запущен на ракете «Союз» и достиг орбиты вокруг Красной планеты на Рождество 2003 года. VMC был разработан, в частности, для одной цели: следить за вылетом злополучного спускаемого аппарата «Бигль-2», запущенного «Марс Экспресс» 19 декабря.чечуть меньше недели до выхода на орбиту. Камера была отключена после завершения выпуска Beagle 2 и снова появилась в сети в 2007 году.
«Камера VMC изначально предназначалась для того, чтобы делать всего несколько снимков приземляющегося запуска», — сказал Алехандро Кардесин-Мойнело (ESA Mars Express Science Operations). Вселенная сегодня. «Затем камера впала в «забывчивость» на несколько лет, пока в 2007 году ее снова не включили в качестве технического испытания. Это показало большое значение для связей с общественностью, и поэтому началась регулярная реализация. В последние годы изображения VMC становятся все более популярными и привлекают внимание сообщества благодаря своему научному потенциалу».
Уникальная орбита
Первоначально перед VMC стояла задача только сделать дополнительные изображения Марса. В рамках сотрудничества в 2016 году камера была модернизирована для научных целей. В 2018 году он нашел роль в мониторинге марсианской погоды. Марс-Экспресс находится на околополярной орбите. Его точка обзора Апоапсис, расположенная на расстоянии 11 560 километров по его 7,5-часовой орбите, идеально подходит для наблюдения за всем диском.
Небольшая камера VMC имеет поле зрения 40 на 30 градусов. Это значит, что за погодой следят по всему марсианскому диску. Mars Express также предлагает решающее преимущество более гибкой орбиты по сравнению с другими миссиями. Миссия видит регионы в разное время и при разном освещении.
Марс-Экспресс как метеорологический спутник
«VMC оказался большим преимуществом в глобальном мониторинге марсианской атмосферы, поскольку он дополняет все другие научные инструменты и предоставляет очень полезную информацию о метеорологических явлениях, в основном об атмосферных аэрозолях, ледяных облаках и пылевых бурях», — говорит Кардесин-Мойнело. «Среди многих научных достижений самым важным открытием стало поразительное «удлиненное облако» горы Арсия, обнаруженное в 2018 году, облако длиной 1500 километров, о котором не сообщалось ни одной предыдущей миссией».
Рабочий процесс обработки изображений для VMC использует смещенные, плоские и темные кадры, мало чем отличающиеся от того, что астрофотографы-любители используют для обработки изображений. Подобно старым веб-камерам начала века, VMC создает небольшие изображения, которые можно легко передать обратно на Землю.
Это также позволяет VMC заниматься серьезной наукой. Прибор откалиброван для полной фотометрии диска, что полезно для отслеживания погоды и изменений на Марсе. Хотя VMC имеет ограниченный динамический диапазон, выполнение различных экспозиций позволяет получить изображения с высоким динамическим диапазоном (HDR), необходимые для выявления неуловимых особенностей. Камеры смартфонов используют этот тип «хака», чтобы выявить детали.
Разработка марсианской камеры
«VMC напоминает «дешевую» стандартную камеру сотового телефона начала 2000-х годов с разрешением менее 0,2 мегапикселя», — говорит Кардесин-Мойнело. «Это не может обеспечить высокий уровень детализации, но находится в «необыкновенном месте», а именно в полете вокруг Марса». Это позволяет нам получать десятки изображений всего марсианского диска каждый день, что позволяет нам следить за атмосферными облаками и пылью. штормов, то, что ни один другой инструмент не может сделать, было бы возможным. Этот тип «дешевой» широкоугольной камеры оказался очень полезным, поэтому сейчас мы стремимся использовать современную камеру с более высоким разрешением и лучшими характеристиками в будущих миссиях, чтобы улучшить глобальный мониторинг планеты».
Но VMC пришлось преодолеть другие проблемы, чтобы предоставить важные научные данные. Во-первых, внутренние часы Mars Express не совсем точны. Инженеры также прикрепили VMC к шасси космического корабля. Это означает, что во время работы он указывает туда, куда указывает Mars Express. Помимо использования изображений звездного поля для определения положения космического корабля, команда использует прохождения спутников Фобоса и Деймоса по марсианскому диску в качестве часов для калибровки изображений и проверки временных меток.
VMC не единственный, кто следит за марсианской погодой. Mars Hope из Объединенных Арабских Эмиратов также создает полный образ диска и может помочь понять, что происходит. Эти противоположные точки зрения пригодятся по мере развития сезона пыльных бурь. Другие инструменты, такие как JunoCam на борту миссии НАСА «Юнона» на орбите Юпитера, полагаются исключительно на аналогичный тип общественного сотрудничества.
Маленькие камеры для небольших миссий
В конце концов, такие стандартные камеры являются стандартным оборудованием на небольших спутниках. Примеры из планетологии включают кубсаты Mars Cube One MarCO-A и B, которые путешествовали вместе с посадочным модулем НАСА Mars Insight, пролетевшим мимо Марса в 2018 году, посадочный модуль Minerva-II на борту астероидной миссии Hayabusa 2 и итальянское космическое агентство миссии LICIACube, которое стал свидетелем удара DART по астероиду Диморфос в 2022 году.
Это, безусловно, поворотный момент для прогнозов погоды на Марсе. Интересно видеть уникальные изображения Марса, сделанные VMC, показывающие, как старое оборудование может найти новое применение в космосе.
