NASAn uusimmassa Mars Roverissa on 23 kameraa. Tässä on mitä he tekevät

NASAn uusin Mars-kulkija – Perseverance – on sen tähän mennessä edistynein, ja se kantaa mukanaan joukon teknologiaa, joka sisältää 23 kameran sarjan.

Olemme jo olleet käsitelty uskomattomilla kuvamateriaalilla useista kameroista, kuvattu, kun rover lähestyi punaisen planeetan pintaa 18. helmikuuta 2021. Muutamassa minuutissa saapumisestaan ​​sen laskeutumispaikalle Jezeron kraatteri, Perseverance lähetti myös useita still-kuvia takaisin Maahan, mitä seurasi muutama päivä myöhemmin sen ensimmäiset korkealaatuiset kuvat, jotka esittivät sen uuden ympäristön hämmästyttävän yksityiskohtaisesti.

Koska kameroiden on tarkoitus olla avainroolissa roverin kaksivuotisessa tehtävässä, ajattelimme, että olisi hyvä idea saada lisätietoja jokaisen laitteen takana oleva tekniikka ja mitä voimme odottaa niiltä, ​​kun Perseverance alkaa tutkia kaukaista planeettaa löytääkseen menneisyyden merkkejä elämää.

Laskeutumiskamerat

Päärooli: Tallenna kuvia sekä ylös- että alaspäin, kun rover laskeutuu Marsin ilmapiirissä.

Perseverancea kuljettava avaruusalus käytti yli neljää teräväpiirtokameraa vangitakseen epävarman laskeutumisen Marsin pinnalle. Kuvamateriaali (alla) tarjosi helposti parhaat kuvat kaikista NASAn viidestä Mars-laskeutumisesta tähän mennessä, ja kamerat oli sijoitettu huolellisesti niin, että ne tallensivat mahdollisimman suuren osan matkasta.

Eikä materiaali ollut vain avaruusfanien hurmaamiseksi. Se tarjosi myös insinööreille tärkeää tietoa siitä, miten laskeutumisjärjestelmä käyttäytyi, minkä pitäisi auttaa heitä suunnittelemaan parempia avaruusaluksia tulevia Mars-tehtäviä varten.

Laskuvarjo "up-look" -kamerat

Ne asennettiin avaruusaluksen takakuoreen ja suunnattiin ylöspäin laskemaan laskuvarjojen leviämisen ja täyttymisen. Kuvamateriaali tarjosi insinööreille heidän ensimmäisen katsauksensa laskuvarjon käyttäytymiseen ohuessa Marsin ympäristössä, mikä antoi heille mahdollisuuden parantaa suunnittelua tulevia tehtäviä varten.

Laskeutumisvaiheen "alaspäin katsova" kamera

Tämä avaruusaluksen laskeutumistasolla sijaitseva kamera on suunnattu alaspäin ja tallentaa kuvaa roverin laskemisesta kaapeleiden avulla. Marsin pinnalle, vaikka viimeisinä hetkinä ajoneuvo peittyi laskuvaiheen nostamasta pölystä potkurit.

Roverin "up-look" -kamera

Tämä roverin kannelle kiinnitetty ylöspäin suunnattu kamera tallensi laskeutumisvaiheen ratkaisevina viimeisinä hetkinä ennen kosketusta. Kaikesta tästä materiaalista on jälleen hyötyä insinööreille, jotka suunnittelevat tulevia Mars-avaruusaluksia, joista yksi tuo ensimmäiset astronautit Marsiin.

Roverin "alaspäin katsottava" kamera

Tämä kamera oli asennettu roverin alle ja suunnattu suoraan maahan. Se tallensi laskeutumisvaiheen potkurien vaikutuksen pölyiseen pintaan ajoneuvon laskeutuessa alas.

Tekniset kamerat

Perseverance on NASAn viides Mars-kulkija ja luultavasti älykkäin tähän mennessä. Osa uudesta sarjasta sisältää uuden sukupolven suunnittelukameroita (HazCam/NavCam/CacheCam), jotka skannaavat maaperää vaaroille, valvoa roverin laitteiston kuntoa ja tukea näytteiden keräämistä. Tehostetuilla teknisillä kameroilla on sama kamerarunko, mutta jokaisessa on eri objektiivit, jotka on suunniteltu erityisesti ainutlaatuiseen tehtävään.

HazCams (vaarakamerat)

Päärooli: Auttaa autonomista navigointia

Se oli yksi mönkijän kuudesta HazCamista, joka palautti ensimmäiset kuvat (alla) Perseverancesta sen dramaattisen laskeutumisen jälkeen punaiselle planeetalle helmikuussa 2021. Se myös vangitsi hetken laskuvaihe suoritti kontrolloidun törmäyslaskun pian sen jälkeen, kun Perseverance oli toimitettu Marsin pinnalle.

Koska Mars on hieman AAA: n kantaman ulkopuolella, NASA tarvitsee viimeiseksi, että Perseverance juuttuu hiekkadyyneihin tai ajaa kiveen. Siinä HazCamit tulevat esiin. Nämä kamerat ovat neljä edessä ja kaksi takana, joten nämä kamerat tarkkailevat jatkuvasti esteitä, joita roverin tielle ilmaantuu sen vyöryessä Marsin pinnalla.

Tietokoneohjelmisto analysoi automaattisesti HazCamsin 3D-kuvat ja päättää sitten näiden tietojen perusteella itsenäisesti, minne mennä. Nämä itseohjautuvat älykkäät ominaisuudet antavat Perseverancelle mahdollisuuden edetä ilman, että sinun tarvitsee jatkuvasti neuvotella tiimin jäsenten kanssa Maa, vaikka se onkin joukkue, joka lopulta päättää kulkijan pääasiallisen kulkusuunnan sen aikana tehtävä.

HazCamilla on myös toinen tärkeä tehtävä auttamalla insinöörejä päättämään, mihin Perseverancen robottikäsivarsi siirretään mittauksia ja valokuvia otettaessa.

NavCams (navigointikamerat)

Päärooli: Auttaa autonomista navigointia

Perseverancessa on kaksi värillistä stereonavigointikameraa tai lyhyesti NavCamia. Ne sijaitsevat noin 16,5 tuuman (42 cm) etäisyydellä toisistaan ​​roverin keskimaston yläosassa ja ovat osa varusteita, jotka auttavat ajoneuvoa ajamaan itsenäisesti. NASAn mukaan NavCamit ovat riittävän kehittyneitä havaitsemaan golfpallon kaltaisen kohteen 82 jalan (25 metrin) etäisyydeltä. He tarjoavat myös melko mahtavia panoraamoja, kuten yllä oleva kuva, joka on kuvattu vain muutaman päivän kuluttua Mars-matkastaan.

CacheCam

Päärooli: Ota yksityiskohtaisia ​​kuvia kerätyistä kivinäytteistä sen jälkeen, kun ne on asetettu näyteputkeen.

CacheCam sijaitsee roverin vatsan sisällä näytevälimuistin yläosassa. Sitä käytetään ottamaan kuvia kivistä ja maaperästä sijoitettu näyteputkien sisään Perseverancen tutkimusten aikana, ja osa materiaalista todennäköisesti tuodaan takaisin Maahan tulevan tehtävän aikana. CacheCamin avulla tutkijat voivat myös pitää kirjaa materiaalityypeistä, joita he keräävät Marsin pinnalta.

Tiedekamerat

Perseverancen edistyneitä tiedekameroita ovat Mastcam-Z, SuperCam, PIXL, SHERLOC ja Watson. Jokainen niistä on suunniteltu suorittamaan elintärkeää työtä, joka voi auttaa määrittämään, oliko Marsissa joskus elämää.

Mastcam-Z

Päärooli: Ota teräväpiirtovideota, panoraamavärikuvia ja 3D-kuvia Marsin pinnasta ja ilmakehän piirteistä

Mastcam-Z sisältää kaksi kameraa (sijoitetaan NavCam-kameroiden väliin), jotka tarjoavat 360 asteen näkymän ympäristöön. Se sisältää myös zoomaustoiminnon (kyllä, "Z" tarkoittaa zoomia), vaikka se onkin edistyneempi kuin laitteessa oleva. älypuhelin kamera. Itse asiassa NASAn mukaan Mastcam-Z "näkee niinkin pieniä piirteitä kuin huonekärpäs - aina noin jalkapallokentän pituiselta etäisyydeltä".

Alla oleva kuva, joka koostuu 142 erillisestä Mastcam-Z: n ottamasta kuvasta, antaa hyvän käsityksen Mastcam-Z: n vaikuttavasta tehosta. Kokeile painaa "+" -painiketta lähentääksesi tarkempia tietoja tai siirry tässä ottaaksesi kuvan koko näytön kokoisena.

Tällaisen hämmästyttävän tekniikan avulla Mastcam-Z pystyy myös auttamaan tutkijoita päättämään, mitkä alueet ansaitsevat lisätutkimuksia NASAn etsiessä todisteita menneestä elämästä.

SuperCam

Päärooli: Tunnista kivien ja maaperän kemiallinen koostumus, mukaan lukien niiden atomi- ja molekyylirakenne.

Nimensä mukaisesti SuperCam on asennettu Perseverancen maston huipulle ja sisältää joitain erittäin vaikuttavia älykkäitä ominaisuuksia. Ensinnäkin se pystyy ampumaan laserilla, vaikka onneksi se ei tähtää mihinkään marsilaiseen, jota saatamme kohdata. Sen sijaan laser keskittyy mineraalikohteisiin, joihin roverin robottikäsi ei pääse.

Ammuttaessa pieneen kivialueeseen noin 20 jalan (7 metrin) etäisyydeltä laser aiheuttaa kuuman kaasun muodostumisen, joka koostuu vapaasti kelluvista ioneista ja elektroneista. SuperCam analysoi sitten höyrystyneen kiven löytääkseen sen alkuainekoostumuksen. Tällä menetelmällä on potentiaalia paljastaa orgaanisia yhdisteitä, jotka voivat myös olla yhteydessä Marsin menneeseen elämään.

PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry)

Päärooli: Mittaa kivien kemiallinen koostumus erittäin hienossa mittakaavassa

PIXL löytyy mönkijän robottivarren päästä, ja se tunnistaa röntgensäteiden avulla kemiallisia elementtejä kohdepisteistä, jotka NASAn mukaan voivat olla ruokasuolanjyvän pieniä. PIXL sisältää mikrokontekstikameran, joka tarjoaa kuvia, jotka auttavat korreloimaan alkuainekoostumuskartansa kohdealueen näkyvien ominaisuuksien kanssa.

SHERLOC (Habitable Environments Scanning Raman and Luminesence for Organics and Chemicals)

Päärooli: Mineraalien, orgaanisten molekyylien ja mahdollisten biosignatuurien hienomittainen havaitseminen

SHERLOC, joka sijaitsee myös Perseverancen robottikäsivarren päässä, sisältää kameroita, spektrometrejä ja laserin. Laite etsii orgaanisia aineita ja mineraaleja, joita vesiympäristö on muuttanut, kun se etsii merkkejä aiemmasta mikrobielämästä. SHERLOCilla on myös keskeinen rooli uusien avaruuspukujen tutkimus ihmisen ensimmäistä Mars-lentoa varten.

WATSON (laajakulmainen topografinen anturi toimintaan ja suunnitteluun)

Päärooli: Ota lähikuvia kivikuvioista

SHERLOCin ja WATSONin kaltaisten nimien ansiosta sinun ei tarvitse olla superhuijari selvittääksesi, että nämä kaksi kameraa toimivat yhdessä Mars-matkan aikana.

Kuten SHERLOC, WATSON löytyy myös roverin robottikäden päästä. Värikamera on suunniteltu tarjoamaan tutkijoille tietoa Marsin kivien teksteistä ja rakenteista. "WATSON tallentaa kuvat, jotka yhdistävät mittakaavan erittäin yksityiskohtaisista kuvista ja kartoista, joita SHERLOC kerää Marsin mineraalit ja orgaaniset aineet laajempiin asteikoihin, joita SuperCam ja Mastcam-Z tarkkailevat mastosta", NASA sanoi.

Kun roverissa on niin paljon kameroita ja muita tieteellisiä laitteita, Perseverance tekee varmasti kiehtovia löytöjä tutkiessaan Marsin pintaa kaksivuotisen tehtävänsä aikana. Muista siis tarkistaa päivitykset.

Toimittajien suositukset

• Uuden Perseverance-panoraaman avulla voit zoomata nähdäksesi hämmästyttäviä yksityiskohtia