3D-камера для "Марс-экспресс"

Европу лихорадят новости о космических подвигах. Сегодняшняя картина меняется как анимация. В центре - Марсианская эпопея "Марс-экспресс". По сути, это автоматическая межпланетная станция, которая предназначена для переноса посадочного модуля Beagle 2, который уже успели потерять, а также для наблюдения с орбиты за поверхностью Марса.

Всего запланировано было несколько независимых программ для детального изучения Марса - японская, европейская и американская. Японская программа с аппаратом Nazomi уже не принесет нам никаких ценных сведений, так как, в связи с поломкой, уже не имеет достаточно топлива, чтобы долететь до цели. Европейская миссия тоже потеряла Великобританский аппарат Beagle 2 (англичане даже, смеясь над собой, называют английское происхождение аппарата одной из причин его неудач). А вот американская программа жива-живехонька и несколько дней назад уже принесла первые цветные снимки нашей соседней планеты.

Однако, в Европе не унывают по поводу потерянного "Бигла 2", ведь большая часть всей программы начата успешно! Дело в том, что на борту Марсианского экспресса находится сверхмощная трехмерная камера, которая должна произвести трехмерное сканирование поверхности с помощью специальной системы камер с разрешением до десяти метров на пиксел! Далее, благодаря такому высокому разрешению, вся поверхность Марса будет картирована с разрешением около 40 метров на пункт... Благодаря специальному устройству системы существует возможность получить не просто подробную карту Марса, а также объемную картину с разрешением, превышающим разрешение всех до сих пор существующих топографических данных поверхности Марса. Это позволит ученым-геоспециалистам анализировать трехмерные детали размером 10-30 метров (камера HRSC). Особенностью системы является специальный объектив сверхвысокого разрешения SRC (Super Resolution Channel), благодаря которому удастся занести на трехмерную карту объекты величиной 3-4 метра. К тому же, делясь своими успехами, ученые рассказали, что такая система нашла применение уже на Земле. Первые тестовые испытания проводились с крыла самолета... Страшно подумать, что можно рассмотреть на Земле с помощью такой техники!

Вся система состоит из двух камер: стереокамера состоит из девяти линейных ПЗС с 5184 светочувствительными элементами на каждую, которые расположены параллельно друг другу и находятся под линейным объективом; вторая камера, а точнее, тот самый канал SRC, состоит из зеркального объектива и одного ПЗС-сенсора. Система работает по принципу сканера, то есть благодаря специальному монтажу девяти линейных сенсоров поперек направления полета, а также благодаря движению корабля вперед собирается последовательность девяти снимков одного и того же участка, каждый из которых сделан под отличным от другого углом. Получить трехмерное изображение из этой информации можно, собрав данные от пяти сенсоров. Четыре оставшихся используются для цветовой коррекции и фильтрации. А перпендикулярное расположение камеры относительно направления полета и настройка частоты гарантируют непрерывность картины, собранной из сенсорных выходов.

SRC-канал служит для снимка "областей особого интереса". Это значит, что по специальной команде некоторый участок будет сфотографирован сверхмощной камерой и внедрен в данные HRSC-камеры как область, ибо сам канал не обладает информацией о координатах и масштабе.

 

Принцип сбора стереоданных имеет еще одну особенность - изображение собирается по нисходящей, вперед и назад относительно направления движения. Далее, благодаря фотограмметрии* куски изображения собираются в трехмерную картину. ПЗС-матрицы же расположены так, что одна смотрит вперед под углом -18,9, а другая - +18,9, что обеспечивает относительно небольшой угол, и таким образом извлекается информация о яркости, которая используется геологами для определения состава марсианского грунта.

Итак, "Марс-экспресс", уже потерявший "Бигл 2", не утратил своего исходного назначения и, приблизившись к поверхности на расстояние 270 километров, начнет свою главную миссию - сбор цифрового "отпечатка" поверхности Марса. На таком расстоянии размеры одной полосы, полученной от каждого сенсора, составят в ширину 52, а в длину 300 километров (зависит, видимо, от объема памяти и передаточной способности самого корабля).

Количество полученной информации огромно. Поэтому для обработки данные сохраняются на самой станции в модуле памяти, потом пересылаются на Землю (а именно - в Берлинский институт планетологии) и далее будут разосланы на обработку в 9 стран мира, где находятся все участники проекта (всего 43 человека!)

Вот так. Надо сказать, что первые прототипы таких камер были разработаны для русской Марсианской программы "Марс96". Но тогда все попытки отправить что-либо на Марс с русской стороны закончились потерей аппарата...

А нам осталось с нетерпением ждать ответа на самый новогодний вопрос одного знаменитого профессора: "Есть ли жизнь на Марсе?..". Программа действий уже составлена: сначала надо определить, каково процентное содержание воды на поверхности Марса, есть ли вода под поверхностью, почему поверхность красная, каков химический состав атмосферы, получить точнейшую трехмерную карту поверхности Марса для обоснования предположения о ранней океано-речной активности планеты!.. Следующие цели еще более дерзкие: растопить полюсные глыбы, населить Марс народом и Макдональдсами;). И не говорите, что жизнь в нашем веке скучная!

Ирина АЛЬТМЕНН,
altmenn@softhome.net


* Фотограмметрия - определение форм, размеров и положения объектов по их фотографическим изображениям. Фотограмметрия применяется в геодезии, картографии, военном деле, космических исследованиях и др.

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

03 за 2004 год

Рубрика: 

Новые технологии
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!