Lancio del Mars Rover della NASA: uno sguardo più da vicino alle sue telecamere da record

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Il Perseverance Mars Rover della NASA è stato lanciato con successo e trasporta un numero record di telecamere per aiutarlo a cercare segni di vita sul Pianeta Rosso. Il robot a sei ruote, successore del Mars Curiosity Rover, è decollato dalla base aeronautica di Cape Canaveral in Florida e dovrebbe atterrare sulla superficie di Marte il 18 febbraio 2021. Il suo fratello minore è atterrato su Marte ad agosto 2012 e rimane lì, a fare ricerche fino ad oggi, vivendo della sua fonte di energia isotopica radioattiva. Allora perché la NASA ha lanciato un altro rover su Marte e cosa c'è di così speciale nelle numerose telecamere necessarie per il viaggio? Abbiamo dato uno sguardo più da vicino alla sua tecnologia di imaging e alcune di esse hanno qualcosa in comune sorprendente con la fotocamera terrestre che hai in tasca...

Perseveranza vs curiosità: miglioramenti della fotocamera

Il Mars Perseverance Rover ha lo stesso fascino Wall-E di Curiosity, ma la tecnologia al suo interno è molto diversa. Curiosity ha 17 telecamere, Perseverance ne ha 23, quattro delle quali vengono utilizzate per documentare il processo di atterraggio, più il paracadute che aiuterà questa straordinaria "macchina" ad atterrare in sicurezza. Esploreremo cosa fanno queste 23 fotocamere in seguito, ma gli aggiornamenti tecnologici chiave meritano prima attenzione.

(Credito immagine: NASA) Curiosity utilizza fotocamere in bianco e nero da 1 MP per catturare le incredibili immagini che puoi vedere regolarmente pubblicate sul sito web della NASA. D'altra parte, Perseverance ha sensori di colore da 20 MP, molto più vicini alla risoluzione del tuo telefono o fotocamera. Ciò significa che puoi scattare foto senza il metodo di esposizione multipla utilizzato da Curiosity. Alcune delle sue fotocamere sono dotate anche di obiettivi ad angolo più ampio, che consentono di catturare una parte maggiore del paesaggio marziano senza effettuare panoramiche. "Le nostre precedenti fotocamere di navigazione scattavano più foto e le univano insieme", afferma Colin McKinney di JPL, responsabile della consegna dei prodotti per una delle famiglie di fotocamere Perseverance. "Grazie al campo visivo più ampio, otteniamo la stessa prospettiva in un unico scatto."

Modalità ritratto su Marte

Perché il vecchio Mars Rover ha filmati a bassa risoluzione, che sembrano vecchio stile anche per il 2012? Curiosity era in fase di sviluppo molto prima del lancio, ovviamente, ma c'erano anche le prestazioni dei dati da considerare. Non puoi semplicemente scattare foto Bluetooth o AirDrop della superficie di Marte in Florida. Anche con Bluetooth 5.0. La NASA ha mitigato questo problema utilizzando veicoli spaziali in orbita attorno a Marte come trasmettitori di dati. Il Mars Reconnaissance Orbiter MAVEN e il Trace Gas Orbiter dell'Agenzia spaziale europea supporteranno il Perseverance Rover in questo modo per due anni, che è il periodo iniziale della sua missione.

(Credito immagine: NASA) Le fotocamere Perseverance fanno anche un uso molto maggiore della stereoscopia. Qui è dove due telecamere vengono posizionate una accanto all'altra, ma con una distanza sufficiente tra loro per ottenere una visione leggermente diversa di una scena. Queste differenze vengono analizzate per produrre una mappa di profondità 3D in grado di distinguere gli oggetti vicini da quelli distanti e creare immagini tridimensionali. Molti smartphone utilizzano la stessa tecnica per le modalità "Ritratto", che sfocano lo sfondo per emulare l'effetto di un obiettivo fotografico di tipo DSLR ad ampia apertura. Per quelli di noi che preferiscono leggere il blog della NASA invece di farsi selfie, questo significa che possiamo aspettarci incredibili immagini a colori in "prima persona" ad alta risoluzione della superficie di Marte che possiamo visualizzare attraverso visori di realtà virtuale o Google Cardboard. . Questo non è il suo vero ruolo, ovviamente. Le 23 telecamere e i due microfoni sono gli occhi e le orecchie di Perseverence. "Sentirai l'aria intorno a te, vedrai e scruterai l'orizzonte, sentirai per la prima volta il pianeta con i microfoni sulla superficie, lo sentirai mentre prendi campioni per la memorizzazione nella cache", afferma Thomas Zurbuchen, amministratore associato di la direzione della missione scientifica della NASA. . Queste fotocamere possono essere suddivise in alcune categorie. Ce ne sono solo alcune per registrare il processo di atterraggio che, se tutto va bene, possiamo aspettarci di vedere il 18 febbraio 2021. Poi ci sono le telecamere di navigazione e di rilevamento dei pericoli, nonché le loro "telecamere scientifiche". Questi sono gli occhi degli strumenti di ricerca di Perseverance, come il suo braccio robotico. Diamo uno sguardo più da vicino a come funzionano alcuni di essi.

Il capo del rover su Marte

Le immagini che vedremo in Perseverance proverranno probabilmente dall'equivalente della "testa" del rover, se fosse un personaggio Pixar. Due set di telecamere di navigazione da 20 MP si trovano su entrambi i lati della testa dell'albero principale di Perseverance. Questi verranno utilizzati dagli ingegneri del team per trovare percorsi sicuri per il Rover e avranno un'acuità visiva tale da "rilevare una pallina da golf a 82 piedi", secondo la NASA. Ciò può avvenire con l'aiuto delle unità Mastcam-Z che si trovano proprio accanto a queste fotocamere "bulbo oculare" da 20 MP.

(Credito immagine: NASA) La parte "Z" rappresenta lo zoom. All'interno del barilotto sono presenti due gruppi di elementi di obiettivo zoom, che offrono lunghezze focali di 28-100 mm, paragonabili a un grande obiettivo DSLR. Possono mettere a fuoco oggetti a soli due metri di distanza e il loro pixel pitch di 7.4 micron non è troppo lontano da quello della Sony Alpha A7S III (8.4 micron). La risoluzione è molto più bassa, a 2 MP (una dimensione massima dell'immagine di 1600x1200), ma la combinazione di fotocamere grandangolari e zoom offre all'unità principale Perseverance una visione incredibilmente versatile del suo ambiente marziano. Vedi quella parte di quelle telecamere, che somigliano un po' a un proiettore home theater? Questa è la SuperCam di Perseverance. Nonostante il suo nome entusiasmante, questa non è una fotocamera per immagini tradizionale. La SuperCam utilizza un laser per scansionare rocce e terreno, concentrandosi su un bersaglio più piccolo della punta di una matita.

(Credito immagine: NASA) Perseverance dispone anche di due file di telecamere di pericolo grandangolari che consentono agli ingegneri di vedere intorno ai piedi del Rover. Ci sono quattro di queste fotocamere nella parte anteriore e due nella parte posteriore. Puoi pensarli un po’ come i sensori di parcheggio di un’auto. Vedranno rocce e detriti non visibili alle telecamere sull'albero principale e potranno fungere da guida per indicare dove puntare i sensori sul braccio del robot.

Elementare mio caro Watson

La NASA non ha paura di indulgere in strani riferimenti geek. WATSON e SHERLOC sono due team di sensori hardware sul braccio robotico Perseverance. SHERLOC è uno spettrometro che utilizza un laser ultravioletto profondo per analizzare oggetti sulla superficie di Marte ed è assistito dalla telecamera WATSON.

(Credito immagine: NASA) Ciò fornisce una visione più ampia e più facile da usare di ciò che stanno guardando i sensori SHERLOC altamente focalizzati. La NASA afferma che WATSON è "quasi identico" alla telecamera MAHLI utilizzata sul vecchio Curiosity Rover. Si tratta di una fotocamera da 1600 x 1200 (2 MP) con un campo visivo di ingrandimento, utilizzata per visualizzare oggetti fino a 18,3 mm. Può anche registrare video a 720p.

Quali sono le prospettive per il Mars Rover della NASA?

Il Rover Perseverance atterrerà nel cratere Jezero di Marte, che ha un diametro di 49 km. Questa posizione è stata scelta perché si ritiene che fosse il sito di quello che un tempo era uno specchio d'acqua. "L'unico modo in cui avrebbe potuto formarsi geometricamente era se fosse un lago", ha detto al NY Times lo scienziato planetario della NASA, il dottor Caleb Fassett. Le temperature notturne nel cratere scendono a meno 130 gradi Fahrenheit (meno 90 gradi Celsius), quindi si spera che Perseverance, giustamente chiamato, abbia assunto un ruolo. Il rover trascorrerà "almeno un anno su Marte", che vale poco meno di due dei nostri anni terrestri, alla ricerca di segni di vita microbica e raccogliendo terreno e campioni. Questi saranno conservati in tubi sigillati. Qui viene utilizzata anche un'altra telecamera: la CacheCam osserva il tubo mentre viene raccolto il materiale marziano, per registrare il processo. Un ultimo entusiasmante pezzo di tecnologia è che Rover trasporterà anche un drone elicottero, noto come Ingenio. Sarà il "primo aereo a tentare un volo di controllo su un altro pianeta". E grazie ai ritardi nella trasmissione, le limitate istruzioni fornite dagli ingegneri saranno state programmate molto prima che il volo avesse effettivamente luogo. Perseverance è un'auto spaziale da 1.025 kg, lunga 3 metri, da 2.4 miliardi di euro. Speriamo che arrivi sano e salvo su Marte.