Najnowszy łazik marsjański NASA ma 23 kamery. Oto, co robią

Najnowszy łazik marsjański NASA – Perseverance – jest najbardziej zaawansowanym jak dotąd łazikiem marsjańskim i niesie ze sobą mnóstwo technologii, w tym zestaw 23 kamer.

Już byliśmy potraktowany niesamowitym materiałem filmowym z kilku kamer zarejestrowanych, gdy łazik zbliżał się do powierzchni czerwonej planety 18 lutego 2021 r. W ciągu kilku minut od przybycia na miejsce lądowania w środku Krater JezeroFirma Perseverance przesłała także na Ziemię kilka nieruchomych obrazów, a kilka dni później pierwsze wysokiej jakości zdjęcia przedstawiające nowe otoczenie ze zdumiewającą szczegółowością.

Ponieważ kamery mają odegrać kluczową rolę w dwuletniej misji łazika, pomyśleliśmy, że dobrym pomysłem byłoby dowiedzieć się nieco więcej o technologię stojącą za każdym urządzeniem i czego możemy się po nich spodziewać, gdy Perseverance wyrusza na eksplorację odległej planety w poszukiwaniu oznak przeszłości życie.

Kamery lądujące

Główna rola: Wykonuj zdjęcia zarówno w górę, jak i w dół podczas opadania łazika przez marsjańską atmosferę.

Statek kosmiczny przewożący Perseverance użył ponad czterech kamer o wysokiej rozdzielczości, aby uchwycić niebezpieczne zejście na powierzchnię Marsa. Materiał filmowy (poniżej) zapewnia najlepsze wizualizacje dowolnego z pięciu lądowań NASA na Marsie, przy czym kamery zostały starannie ustawione, aby uchwycić jak najwięcej z lotu w dół.

Materiał filmowy nie miał tylko na celu zaimponowania fanom kosmosu. Dostarczył także inżynierom ważnych informacji na temat dokładnego zachowania systemu lądowania, co powinno pomóc im zaprojektować lepszy statek kosmiczny na potrzeby przyszłych misji na Marsa.

Kamery spadochronowe „patrzące w górę”.

Zostały one zamontowane na tylnej skorupie statku kosmicznego i skierowane w górę, aby uchwycić otwarcie i napełnienie spadochronu. Materiał filmowy umożliwił inżynierom pierwsze w historii spojrzenie na zachowanie spadochronu w cienkim środowisku Marsa, co umożliwiło im ulepszenie projektu na potrzeby przyszłych misji.

Kamera „patrząca w dół” na etapie zejścia

Kamera ta, umieszczona na platformie zniżania statku kosmicznego, była skierowana w dół i rejestrowała materiał filmowy przedstawiający łazik opuszczany za pomocą kabli na powierzchnię Marsa, choć w końcowych momentach pojazd był zasłonięty przez pył wzniesiony przez stopień zniżania silniki odrzutowe.

Kamera łazika „patrząca w górę”.

Ta umieszczona na pokładzie łazika kamera skierowana w górę uchwyciła etap opadania w kluczowych, końcowych momentach przed lądowaniem. Ponownie, cały ten materiał filmowy będzie przydatny dla inżynierów projektujących przyszły statek kosmiczny na Marsa, z których jeden zabierze pierwszych astronautów na Marsa.

Kamera łazika „patrząca w dół”.

Kamera została zamontowana pod łazikiem i skierowana prosto na ziemię. Rejestrował wpływ silników stopnia zniżania na zakurzoną powierzchnię, gdy pojazd wylądował.

Kamery inżynieryjne

Perseverance to piąty łazik marsjański NASA i prawdopodobnie najsprytniejszy jak dotąd. Częścią nowego zestawu jest nowa generacja kamer inżynierskich (HazCam/NavCam/CacheCam), które będą skanować wykrywać zagrożenia, monitorować stan sprzętu łazika i wspierać pobieranie próbek. Udoskonalone kamery inżynieryjne mają tę samą konstrukcję korpusu, ale każdy z nich ma różne obiektywy, które zostały specjalnie zaprojektowane do unikalnego zadania.

HazCams (kamery ostrzegawcze)

Główna rola: Wspomaganie autonomicznej nawigacji

Była to jedna z sześciu kamer HazCam znajdujących się na łaziku, która przesłała pierwsze zdjęcia (poniżej) z kamery Perseverance po dramatycznym lądowaniu na czerwonej planecie w lutym 2021 r. Uchwycił także ten moment etap zniżania obejmował kontrolowane lądowanie awaryjne wkrótce po dostarczeniu Perseverance na powierzchnię Marsa.

Ponieważ Mars jest nieco poza zasięgiem AAA, ostatnią rzeczą, jakiej potrzebuje NASA, jest utknięcie przez Perseverance w wydmie lub wjechanie w skałę. I tu z pomocą przychodzą kamery HazCam. Dzięki czterem kamerom z przodu i dwóm z tyłu kamery te nieustannie wyszukują wszelkie przeszkody pojawiające się na drodze łazika przemierzającego powierzchnię Marsa.

Oprogramowanie komputerowe automatycznie analizuje obrazy 3D z kamer HazCam, a następnie wykorzystuje te informacje do samodzielnego podejmowania decyzji, dokąd się udać. Te inteligentne samochody autonomiczne pozwalają Perseverance kontynuować pracę bez konieczności ciągłego konsultowania się z członkami zespołu Ziemię, chociaż to zespół ostatecznie decyduje o głównym kierunku podróży łazika w trakcie jego podróży misja.

Kamery HazCam pełnią także inną istotną rolę, pomagając inżynierom w podjęciu decyzji, gdzie przenieść ramię robota Perseverance podczas wykonywania pomiarów i zdjęć.

NavCams (kamery nawigacyjne)

Główna rola: Wspomaganie autonomicznej nawigacji

Perseverance ma dwie kolorowe stereofoniczne kamery nawigacyjne, w skrócie NavCam. Znajdują się one w odległości około 42 cm od siebie na szczycie centralnego masztu łazika i stanowią część wyposażenia pomagającego pojazdowi w autonomicznej jeździe. Według NASA kamery NavCam są na tyle zaawansowane, że potrafią wykryć obiekt tak mały jak piłka golfowa z odległości 25 metrów. Dostarczają także całkiem niesamowitych panoram, jak ta powyżej uchwycona zaledwie kilka dni po misji na Marsa.

CacheCam

Główna rola: Wykonuj szczegółowe zdjęcia zebranych próbek skał po ich umieszczeniu w probówce.

CacheCam znajduje się w dolnej części łazika, na górze składowiska próbek. Będzie używany do robienia zdjęć skał i gleby umieszczone wewnątrz probówek przez Perseverance podczas swoich eksploracji, a część materiału prawdopodobnie zostanie sprowadzona z powrotem na Ziemię podczas przyszłej misji. CacheCam umożliwi także naukowcom prowadzenie rejestru rodzaju materiału zbieranego z powierzchni Marsa.

Kamery naukowe

Zaawansowane kamery naukowe firmy Perseverance obejmują Mastcam-Z, SuperCam, PIXL, SHERLOC i Watson. Każdy z nich ma wykonać istotne prace, które mogą pomóc w ustaleniu, czy na Marsie istniało kiedyś życie.

Masztcam-Z

Główna rola: rób filmy w wysokiej rozdzielczości, kolorowe zdjęcia panoramiczne i obrazy 3D powierzchni Marsa oraz obiektów w atmosferze

Masztcam-Z składa się z dwóch kamer (umieszczonych pomiędzy kamerami NavCam), które oferują 360-stopniowy widok otoczenia. Zawiera także funkcję powiększania (tak, „Z” oznacza powiększanie), choć jest raczej bardziej zaawansowana niż ta na twoim smartfon kamera. Według NASA Mastcam-Z „widzi obiekty tak małe jak mucha domowa – z odległości mniej więcej długości boiska do piłki nożnej”.

Poniższe zdjęcie, składające się ze 142 oddzielnych ujęć wykonanych przez Mastcam-Z, dobrze pokazuje imponującą moc Mastcam-Z. Spróbuj nacisnąć przycisk „+”, aby powiększyć i zobaczyć więcej szczegółów, lub przejdź dalej Tutaj aby zrobić zdjęcie na pełnym ekranie.

Dzięki takiej niesamowitej technologii Mastcam-Z jest również w stanie pomóc naukowcom w podjęciu decyzji, które obszary wymagają dalszych badań w ramach poszukiwań dowodów na przeszłe życie przez NASA.

SuperCam

Główna rola: Identyfikować skład chemiczny skał i gleb, w tym ich skład atomowy i molekularny.

Zgodnie ze swoją nazwą, SuperCam jest zamontowana na samym szczycie masztu Perseverance i zawiera kilka imponujących rozwiązań. Na początek jest w stanie wystrzelić laser, choć na szczęście nie będzie celował w żadnych Marsjan, których moglibyśmy spotkać. Zamiast tego laser skupi się na celach mineralnych, do których ramię robota łazika nie jest w stanie dotrzeć.

Strzelając w niewielki obszar skały z odległości około 7 metrów, laser spowoduje utworzenie gorącego gazu składającego się ze swobodnie unoszących się jonów i elektronów. Następnie SuperCam przeanalizuje odparowaną skałę, aby odkryć jej skład pierwiastkowy. Procedura ta może potencjalnie odkryć związki organiczne, które mogą również powiązać się z przeszłym życiem na Marsie.

PIXL (przyrząd planetarny do litochemii rentgenowskiej)

Główna rola: Pomiar składu chemicznego skał w bardzo dokładnej skali

PIXL znajduje się na końcu ramienia robota łazika i wykorzystuje promienie rentgenowskie do identyfikacji pierwiastków chemicznych w miejscach docelowych, które według NASA mogą być tak małe jak ziarenko soli kuchennej. PIXL zawiera kamerę mikrokontekstową, która dostarcza obrazy pomagające skorelować mapy składu pierwiastków z widocznymi cechami obszaru docelowego.

SHERLOC (skanowanie środowisk mieszkalnych za pomocą Ramana i luminescencji w poszukiwaniu substancji organicznych i chemicznych)

Główna rola: Wykrywanie minerałów, cząsteczek organicznych i potencjalnych biosygnałów na drobną skalę

SHERLOC, który również znajduje się na końcu ramienia robota Perseverance, zawiera kamery, spektrometry i laser. Urządzenie wyszukuje substancje organiczne i minerały zmienione przez środowisko wodne oraz oznaki przeszłego życia drobnoustrojów. SHERLOC odgrywa również kluczową rolę w badania nad nowymi skafandrami kosmicznymi na potrzeby pierwszej misji człowieka na Marsa.

WATSON (szerokokątny czujnik topograficzny dla operacji i inżynierii)

Główna rola: Robienie zbliżeń tekstur skał

Mając nazwy takie jak SHERLOC i WATSON, nie musisz być superdetektywem, aby dowiedzieć się, że te dwie kamery współpracują podczas misji na Marsa.

Podobnie jak SHERLOC, również WATSON znajduje się na końcu automatycznego ramienia łazika. Kolorowa kamera ma dostarczać naukowcom danych na temat tekstury i struktury marsjańskich skał. „WATSON rejestruje obrazy, które łączą skalę, z bardzo szczegółowych obrazów i map, które gromadzi SHERLOC Marsjańskie minerały i substancje organiczne w szerszej skali, które SuperCam i Mastcam-Z obserwują z masztu” – NASA powiedział.

Mając na pokładzie tak wiele kamer i innego sprzętu naukowego na pokładzie łazika, Perseverance z pewnością dokona kilku fascynujących odkryć podczas eksploracji powierzchni Marsa podczas swojej dwuletniej misji. Dlatego pamiętaj o sprawdzaniu aktualizacji.

Zalecenia redaktorów

• Nowa panorama Perseverance umożliwia powiększanie i oglądanie niesamowitych szczegółów