جگونه مریخ‌نورد کنجکاوی عکس جدید دیدنی پانورامای مریخ را گرفت؟ –

اوایل این هفته، ناسا یک پانورامای ترکیبی باورنکردنی را با دوربین ناوبری مریخ‌نورد کنجکاوی ثبت کرده و به اشتراک گذاشت.

 داگ الیسون از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در جنوب کالیفرنیا، مردی که این عکس‌های «کارت پستال»ی را برنامه‌ریزی، ثبت و پردازش کرده بود، در این مورد اطلاعات بیشتری داده است.

عکس‌های زیبا از مریخ چیز جدیدی نیستند. آنها شیوه‌ای قابل توجه برای نشان دادن زیبایی مریخ و درگیر کردن مردم با فهم روش های ثبت تصاویر علمی هستند.

با این حال، تازه‌ترین عکس از مریخ با عنوان “Marker Band Valley” در مریخ با ترکیب نماهای مریخ از صبح و بعد از ظهر به سطح تازه‌ای از زیبایی رسیده است.

یکی دیگر از عکس‌های زیبای الیسون درگذشته، در نوامبر ۲۰۲۱، توسط مریخ نورد کنجکاوی با استفاده از دوربین ناوبری گرفته شده بود.

وقتی الیسون و تیم کنجکاوی آن کارت پستال را در سال ۲۰۲۱ گرفتند، او به خود گفت که باید در فرصت بعدی دوباره این کار را انجام دهد. زمانی که به‌روزرسانی نرم‌افزار برای امسال برنامه‌ریزی شد، الیسون به سرپرست دانشمند پروژه کنجکاوی، آشوین واساوادا، مراجعه کرد و فوراً مجوز را دریافت کرد.

الیسون توضیح می دهد که این کارت پستال واقعا “تخیل مردم را به خود جلب کرد”، که هدف اصلی تیم بود. او می‌دانست که فرصت دوم از نظر مکان و نور کلی مشابه خواهد بود، بنابراین اعتماد به نفس بیشتری داشت و زودتر آماده‌ شده بود.

تیم کنجکاوی هر روز زمان محدودی در مریخ برای کار دارد و اغلب فرصتی برای ثبت تصاویری مانند پانورامای جدید وجود ندارد. عکس در عین زیبایی، مزایای علمی واضحی ندارد.

یکی از اولین ابزارهایی که بعد از به‌روزرسانی آنلاین شد، دوربین ناوبری کنجکاوی بود، به این معنی که الیسون و تیم مهندسانش می توانستند کمی آزادی عمل داشته باشند و کاوش هنری را انجام دهند، حتی اگر این کار کمی خارج از کارهای علمی روتین باد.

در یک بازه زمانی سه روزه این فرصت پیس آمد که با مریخ نورد کارهایی مانند حرکت دادن دکل دوربین و گرفتن عکس انجام شود.

هفته آرامی در زمستان در مریخ قرار بود باشد. در طول زمستان، گرد و غبار به میزان قابل توجهی در جو مریخ کمتر است و شرایط برای گرفتن عکس های زیبا و با جزئیات بسیار مطلوب‌تر است.

اما دوربین های ناوبری محدود هستند. دوربین‌های ناوبری در واقع، پایین‌ترین دوربین‌ها در زنجیره دوربین‌های مریخ‌نورد هستند،

کنجکاوی دو نوع دوربین دارد: مهندسی و علمی. دوربین های علمی مانند Mastcam عملکرد بسیار بالایی دارند. دوربین‌های علمی وضوح بالایی دارند و تصاویر تمام رنگی ثبت می‌کنند.

از سوی دیگر، دوربین ناوبری و سایر دوربین های مهندسی دارای سنسورهای تصویر تک رنگ ۱ مگاپیکسلی هستند که با دوربین‌های ناوبری ۲۰ مگاپیکسلی تمام رنگی Perseverance فاصله زیادی دارد. دوربین ناوبری دارای میدان دید ۴۵ درجه است.

ناسا معمولاً از دوربین ناوبری برای به دست آوردن موقعیت زمین استفاده می‌کند. الیسون توضیح می‌دهد که هر زمان که مریخ‌نورد را می‌رانیم، بالا می‌کشیم و پس از توقف، یک تصویر ۳۶۰ درجه کامل از مناظر می‌گیریم. ما همچنین از آنها برای مواردی مانند فیلم‌های گرد و غبار، فیلم‌های ابر، جستجوی پدیده‌های آب‌وهوا استفاده می‌کنیم، زیرا آن‌ها میدان دید وسیع خوبی برای مشاهده ویژگی‌های بالقوه‌ای دارند که ممکن است در آسمان ببینید. آنها در درجه اول برای مهندسی هستند، اما آنها در بخش مهندسی JPL بیشتر از دوربین های علمی در اختیار ما هستند.

در سال ۲۰۲۱ با عکس کارت پستالی مشابه دیگر کنجکاوی، الیسون داده های حسگر تصویر تک رنگ را به صورت یک تصویر تمام رنگی پردازش کرد.

الیسون قبل از اینکه از عکس تک رنگ به یک دنیای غنی از رنگ تبدیل کند، باید تصاویر را به هم می‌چسباند. تیم کنجکاوی موزاییک ده فریمی در دو زمان مختلف از ثبت کردند. این تصاویر بدون فشرده‌سازی به JPL رسید، الیسون شروع به ترکیب آنها و تصحیح خطای اختلاف منظر کرد.

الیسون همچنین خاطرنشان می کند که این با فرآیند استانداردی که تیم در JPL برای پردازش تصاویر از کنجکاوی استفاده می کند متفاوت است. این تیم فرآیندها و الگوریتم‌های توالی منحصر به فردی برای ایجاد عکس‌های دقیق رنگی دارد. با این حال، هنگام ساخت چیزی که در نظر گرفته شده است یک «کارت پستال زیبا» باشد، برخی از آن محدودیت‌های استاندارد برداشته می‌شوند و به الیسون اجازه می‌دهند تا از نظر هنری تمرکز کند.

ما عادت داریم به صورت عادتی رنگ قرمز مریخ را منتسب به گرمای زیاد کنیم. با این حال، برعکس صادق است – مریخ به طرز طاقت فرسایی سرد است. «برای تصویر صبحگاهی، رنگ‌های آبی‌تر در این موزاییک، باید صبح‌ها دوربین‌ها را گرم می‌کردیم تا آنها را به -۵۵ درجه سانتیگراد  برسانیم، زیرا این سردترین دمایمجاز استفاده از این دوربین‌هاست.»

در حالی که تیم JPL دوست دارد جوی استیکی داشته باشد که بتواند از آن برای کنترل مریخ نورد و حرکت آن به دلخواه استفاده کند، فاصله بسیار زیاد زمین تا مریخ – نزدیک به ۲۰۰ میلیون مایل – این کار را غیرممکن می‌کند.

زمان ارتباط حدود ۱۷ دقیقه و نیم است که بسته به الگوهای مداری و چرخشی زمین و مریخ تغییر می کند. این بدان معناست که وقتی شخصی در JPL می‌خواهد در کنجکاوی کاری انجام دهد، آن سیگنال رادیویی نزدیک به ۲۰ دقیقه طول می‌کشد تا به کنجکاوی برسد. این یک مورد بد از تاخیر ورودی برای به اصطلاح گیمرهای خارج است.

یک روز از زندگی کنجکاوی شامل بیدار شدن از خواب و دریافت دستورالعمل است که سپس آن را انجام می‌دهد تا ارتباط بعدی با یکی از مدارگردهای مریخ ناسا انجام شود. کنجکاوی سپس داده‌های خود را ارسال می کند و دستورالعمل های جدیدی را دریافت می کند.

مریخ نورد ۱۰ یا ۲۰ متر در روز یا تا ۴۰ متر در یک روز خوب حرکت می کند. در این مرحله، حدود ظهر در مریخ است و این روند دوباره از نو شروع می شود.

الیسون می‌گوید که گاهی اوقات دلیل علمی وجود دارد که کمی از برنامه خارج شود و روند استاندارد عملیاتی را مختل کند. او نمونه های خاصی مانند مشاهده ابرهای گرگ و میش را ذکر می کند. دانشمندان می توانند از سایه‌های روی ابرها برای اطلاع از ارتفاع آنها استفاده کنند و حتی می توانند از عکس‌های کنجکاوی چیزی در مورد ساختارهای متبلور درون ابرها بیاموزند.

تپه کوچکی در وسط دره مرگ زمین به نام تپه مریخ وجود دارد. این تپه این نام را از هنرمندان دهه‌ها پیش گرفته که تشخیص دادند بسیار شبیه زمین مریخ است و تا حدی شبیه به عکس  فرودگر وایکینگ در دهه ۱۹۷۰ است. آنها به آنجا می رفتند تا منظره مریخی را نقاشی کنند زیرا بسیار مریخی به نظر می رسید.

الیسون مستقیماً از پردازش تصاویر به عنوان یک غیرنظامی به رهبری تیم تصویربرداری کنجکاوی نرفت. او به ایالات متحده آمد و در تیم تولید محتوای چند رسانه ای تولید کرد و در پروژه هایی مانند “هفت دقیقه وحشت” از کنجکاوی و وب سایت Deep Space Network Now شرکت داشت.

از آنجا، الیسون به انجام تحقیقات بیشتر و کارهای توسعه فناوری، از جمله با مایکروسافت هولولنز، روی آورد.

در سال ۲۰۱۶، او  روی دوربین های مهندسی را روی کنجکاوی کار کرد.

الیسون می‌گوید: «لحظه‌ای که مجوز کار با دوربین‌های کنجکاوی را دریافت کردم، با تیم فرصت صحبت کردم و آنها به من اجازه دادند در ۱۸ ماه گذشته بیشتر با Opportunity بازی کنم.  الیسون اولین و تنها سلفی ثبت شده توسط Opportunity را مهندسی کرده است.