Цветен портрет на Марс: Защо е толкова важна първата цветна карта на Червената планета?

Изследователи от Китайската академия на науките (CAS) направиха важна стъпка в изучаването на Марс, като създадоха първата подробна цветна карта на Червената планета. Проектът стана възможен благодарение на данните от мисията Тянвън-1, която Китайската национална космическа администрация (CNSA) стартира през 2020 г. Мисията се състоеше от шест роботизирани елемента: орбитален апарат, модул за кацане, три високочувствителни камери и марсохода Zhurong. Тянвън-1 изучаваше планетата в продължение на почти четири години, като предаде на Земята хиляди изображения и данни за нейната геология и климат. Най-трудната част от работата на учените беше коригирането на цветовете на изображенията, което изискваше изравняване и калибриране на цветовете.

Как е създадена картата на Марс?

Картата се основава на 14 800 изображения, направени с разделителна способност 76 метра на пиксел, което позволява да се постигне високо ниво на детайлност. Чрез комбиниране на изображенията, направени от орбита, с редица други данни, събрани по време на мисията, както и с данните от други космически мисии, учените получиха една от най-точните карти на Марс, създавани до момента.

Ключов елемент от работата е корекцията на цветовете: за да създадат реалистична карта, изследователите са разработили алгоритми за коригиране на цветовете на изображенията, за да се отразят естествените нюанси на марсианската повърхност. Тази работа беше особено важна, за да се гарантира точността на визуализацията, тъй като предишните карти имаха цветови отклонения поради различни фактори, влияещи на изображенията от орбита.

Снимките например са направени на различни места при различен ъгъл на осветяване. Качеството на изображенията се влияе и от слоевете на марсианската атмосфера. За щастие изследователите са успели да създадат своеобразна „безшевна мозайка“, в която всички отклонения между изображенията са значително намалени (до един пиксел).

Защо да се картографира Червената планета?

Тъй като Тяняън-1 включваше едновременно шест изследователски инструмента, учените успяха да изучат вътрешната структура на Марс, което е особено важно за откриването на вода и възможни места за бъдещи колонии. По този начин новата карта ще бъде използвана за планираните марсиански мисии, както роботизирани, така и пилотирани.

Освен това с нейна помощ учените ще могат да научат повече за геологията на планетата, тъй като картата им позволява да наблюдават промените в топографията и особеностите на повърхността с много по-голяма точност от всякога. Изследователите ще могат да научат повече и за марсианските феномени като вулканичната дейност и ерозията.

Макар че други страни, включително САЩ и ЕС, също разработват свои собствени мисии и карти на Марс, работата, създадена въз основа на данните от Tianwen-1, е първата, която предоставя толкова подробно представяне на повърхността в реални цветове и ще послужи като основа за съвместна работа между космическите агенции от различните страни.

Мисията Тянвън-1

Тянвън-1 е първата независима междупланетна мисия на Китай до Марс, изстреляна на 23-ти юли 2020 г. от космодрума Венчан с ракета носител Чанчжън-5. Нейната цел бе не само да достигне Марс, но и да проведе успешно цялостно изследване на повърхността и неговата атмосфера с помощта на орбитален апарат и роувър.

Научните инструменти на Тянвън-1 позволяват детайлно изучаване на марсианската топография, както и геоложки изследвания. Така например радарът е в състояние да „вижда“ на дълбочина до 100 метра под повърхността на планетата, което дава възможност да се търсят следи от вода или лед“, отбелязват експертите.

Марсоходът достигна Марс на 10 февруари 2021 г. и влезе в неговата орбита. След няколко месеца маневриране в орбита спускаемият модул, носещ марсохода, успешно извърши меко кацане в равнината Утопия, разположена в северната част на Марс.

Марсоходът Zhurong е изминал повече от 1900 метра, събирайки данни за почвата, атмосферните условия и магнитното поле на планетата. Сред научните му инструменти са метеорологична станция за измерване на температурата и налягането, георадар и мултиспектрална камера за анализ на химическия състав на почвата.

Вече е добре известно, че всички основни цели на мисията бяха изпълнени. Трябва да се отбележи, че марсоходът Чжуронг продължи работата си до месец май 2022 г., когато се наложи да бъде прехвърлен в „спящ режим“ заради мощни прахови бури. Въпреки това Китай планира да използва орбиталния апарат за по-нататъшни наблюдения на планетата и тестване на технологии, необходими за бъдещите мисии.

Сега създаването на цветната и най-подробна карта на Червената планета ще помогне на изследователите от целия свят да продължат да изследват най-близкия до Земята свят. Да припомним, че по-нататъшните стъпки включват евентуално колонизиране на Марс.

Мисията Тянвън-3

Китайските власти обявиха амбициозния си план за провеждане на още една марсианска мисия – Tianwen-3, която да събере проби от планетата и да ги върне на Земята приблизително до 2028 г. Съобщението беше направено на 5-ти септември от Лиу Джиджун, главен ръководител на мисията, по време на събитие за изследване на дълбокия космос, проведено в Хуаншан, източната китайска провинция Анхуей.

Очаква се мисията да бъде първият подобен опит в света. Наред с учените от Китай, експерти от други държави ще си сътрудничат за обмен на проби и данни.

Основният приоритет на мисията е да се търсят следи от живот на Червената планета. Планът се състои от 13 етапа, в които ще се използват техники за дистанционно наблюдение, за да се проведат цялостни изследвания на пробите, което ще гарантира успешното им завръщане и възможността да се направят значими научни открития“, каза Лю.

Главният инженер също така отбеляза, че Тянвън-3 ще се придържа към международните договори, за да гарантира, че както Марс, така и Земята ще останат незамърсени и целостта на пробите ще бъде запазена. Международното сътрудничество по време на мисията ще бъде в три области: взаимодействие с полезния товар, обмен на проби и данни и планиране на бъдещата мисия.

„Днес, съдейки по напредъка на различни държави, Китай може да стане първата страна, която ще върне проби от Марс“, заяви У Вейжен, главен разработчик на китайския проект за изследване на Луната, по време на тазгодишното честване на Деня на космонавтиката в Китай.

Мисията Tianwen-4, за която Китай провежда предпроектно проучване, ще изследва Юпитер и неговите спътници, последвана от пътуване до Уран, каза Ву.

Не само Марс

Да припомним също, че изследователите активно се подготвят за мисиите „Артемида-2“ и „Артемида-3“, планирани съответно за 2025 г. и 2026 г., и продължават да комплектоват ключовото оборудване преди изстрелването им на Луната.

„Артемида-2“ е предназначена да изпрати четирима астронавти около Луната, докато „Артемида-3“ ще бъде първата подобна мисия за кацане на Луната с екипаж след „Аполо 17“ през 1972 г. Ръководената от НАСА програма има десетки международни партньори, а споразуменията имат за цел да установят дългосрочното присъствие на лунната повърхност, за да се направи подготовка за бъдещи марсиански и междупланетни мисии.

Преди време Европейската космическа агенция (ЕКА) изпрати два сервизни модула до спътника на Земята: първият обиколи Луната и се завърна през 2022 г., а вторият в момента се тества, за да изпълни планираните мисии.

След като европейският сервизен модул пристигне в космическия център „Кенеди“ на НАСА, инженерите ще го свържат с адаптера на модула на екипажа, а след това и със самия модул, като ще проведат множество тестове преди, между тях и след това, за да се подготвят както трябва за предстоящата мисия.