От панорам до крупных планов, от 3D-карт до селфи колес — земной двойник марсохода «Розалинд Франклин» тестирует широкий спектр настроек фотосъемки, которые позволят максимизировать научные результаты во время миссии ExoMars 2022 на Красной планете.
Научные «глаза» ровера установлены в комплекте панорамных камер PanCam. Детализация реплик на мачте тестовой модели ровера повторяет тот набор, что начнет работать на Марсе в 2023 году.
В течение нескольких месяцев камеры испытывались на красноватой и зернистой, иногда каменистой поверхности симулятора рельефа Марса в компании ALTEC в Турине (Италия).
«Поскольку мы будем искать воду и жизнь на Марсе, тестирование основных камер „Розалинд Франклин“ особенно важно для поиска богатых водой минералов», — объясняет Эндрю Коутс, главный исследователь PanCam и профессор Лаборатории космических наук UCL Mullard в Великобритании.
У PanCam не два, а целых три «научных глаза»: одна камера высокого разрешения и две широкоугольные камеры. Их уникальная цветная визуализация позволяет идентифицировать богатые водой минералы, а также обеспечивать превосходное 3D-изображение, намного лучше, чем человеческие глаза. Изображения с PanCam позволят получить ключевые сведения о марсианском ландшафте.
Наука на самом верху
Инженеры постарались сделать систему камер как можно более технологичной. Две широкоугольные камеры установлены на расстоянии 50 см друг от друга и образуют стереопару, которая снимает то, что находится перед марсоходом с высоты около двух метров над поверхностью. Ученые создают трехмерные изображения и карты глубины путем наложения одновременных снимков.
«Помимо прокладки маршрутов, по которым может двигаться ровер, эти камеры помогают нам заниматься геологией и изучением атмосферы», — говорит Эндрю.
Камера высокого разрешения (HRC) имеет в восемь раз большее разрешение, чем широкоугольные камеры, что позволяет тщательно изучить текстуру горных пород и размер зерен грунта в цвете.
Эта мощная камера «поможет нам изучить самые мелкие детали в обнажениях пород, скалах и грунте, найти наиболее перспективные места для бурения и сделать снимки образцов перед отправкой в лабораторию ровера», — говорит Николь Шмитц, соруководитель проекта PanCam, ответственный за камеру высокого разрешения в Институте планетарных исследований DLR, Германия.
Ниже установлен инфракрасный спектрометр ISEM, который анализирует геохимию пород. HRC и ISEM дополняют друг друга. Они совмещены, поэтому ученые могут видеть на снимках HRC, где ISEM проводил свои измерения.
Радужные глаза
Люди и смартфоны могут видеть цвета только в видимом свете. PanCam может «видеть» в 19 цветах, в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне волн. Каждая из широкоугольных камер оснащена колесом фильтров с 11 позициями для просмотра цветов скал и марсианского неба.
Эта специальная карусель позволит марсоходу смотреть на Солнце, определять количество пыли в атмосфере и измерять содержание водяного пара во время закатов на Марсе. Калибровочная мишень, установленная на верхней площадке солнечной батареи марсохода и состоящая из палитры витражей, поможет PanCam правильно подобрать цвета.
Марсозащищенный
PanCam может выдерживать гораздо более суровые условия, чем камеры смартфонов на Земле. Аппаратура может работать при экстремальных температурах, от нуля градусов днем до −120°C во время холодных марсианских ночей. Датчики также устойчивы к неблагоприятной радиационной обстановке во время полета на Марс и на поверхности планеты.
«Было непросто создать достаточно надежную камеру с регулируемым фокусом, чтобы делать снимки высокого разрешения очень близких и далеких объектов», — говорит Николь.
«Розалинд Франклин» также может взглянуть на себя — небольшое сферическое зеркало для осмотра, расположенное рядом с одним из колес ровера, может быть использовано для фотографирования поверхности под ровером.
Есть еще одна камера, которая будет использоваться для марсианских снимков в ходе предстоящих испытаний. Камера Close-Up Imager обеспечит детальные фотографии грунта, взрыхленного в процессе бурения. Когда бур убран, эта камера также может делать снимки ландшафта по бокам от ровера.