Afbeelding tegoed: NASA / JPL
De op de mast gemonteerde camera's aan boord van de Mars Exploration Rovers, Spirit and Opportunity, bieden het beste zicht tot nu toe op het oppervlak van de Rode Planeet. Hun camera's kunnen 90 graden op en neer pannen en volledig rond 360 graden kijken. De eerste rover, Spirit, arriveert op 3 januari op Mars, met Opportunity op 25 januari.
De door de Cornell University ontwikkelde, op de mast gemonteerde panoramische camera, de Pancam genaamd, aan boord van de rovers Spirit and Opportunity biedt de helderste, meest gedetailleerde Mars-landschappen die ooit zijn gezien.
De beeldresolutie - gelijk aan 20/20 zicht voor een persoon die op het oppervlak van Mars staat - zal driemaal hoger zijn dan de resolutie die is vastgelegd door de camera's op de Mars Pathfinder-missie in 1997 of de Viking Landers halverwege de jaren zeventig.
Vanaf 10 voet afstand heeft Pancam een resolutie van 1 millimeter per pixel. "Het is Mars zoals je het nog nooit hebt gezien", zegt Steven Squyres, Cornell-professor in de astronomie en hoofdonderzoeker voor de reeks wetenschappelijke instrumenten die door de rovers worden gedragen.
Spirit staat gepland om op 3 januari om 23:35 uur op Mars te landen. EST. Gelegenheid komt op 25 januari om 12:05 uur EST.
Het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, een divisie van het California Institute of Technology, beheert het Mars Exploration Rover-project voor NASA's Office of Space Science, Washington, D.C. Cornell, in Ithaca, N.Y., beheert de wetenschappelijke instrumenten van de rovers.
De mast van Pancam kan de camera 360 graden over de horizon en 90 graden omhoog of omlaag zwaaien. Wetenschappers zullen elke dag de oriëntatie van een rover op het oppervlak van Mars kennen door de gegevens te gebruiken die zijn verkregen terwijl de camera de zon op een bekend tijdstip van de dag zoekt en vindt. Wetenschappers zullen de locatie van een rover op de planeet bepalen door de posities van kenmerken die op de verre horizon in verschillende richtingen worden gezien, te trianguleren.
James Bell, lid van het wetenschapsteam van Rover, Cornell, universitair hoofddocent astronomie en de hoofdwetenschapper van Pancam, zegt dat hoge resolutie belangrijk is voor het uitvoeren van wetenschap op Mars. 'We willen fijne details zien. Misschien is er gelaagdheid in de rotsen of zijn de rotsen gevormd uit sedimenten in plaats van vulkanen. We moeten de rotskorrels zien, of ze nu door de wind zijn gevormd of door water zijn gevormd ', zegt hij.
Pancam is ook belangrijk voor het bepalen van de reisplannen van een rover. Bell zegt: "We moeten details zien van mogelijke obstakels die ver in de verte kunnen liggen."
Terwijl elke CCD-camera met dubbele lens (ladinggekoppeld apparaat) foto's maakt, worden de elektronische afbeeldingen naar de boordcomputer van de rover gestuurd voor een aantal beeldverwerkingsstappen, inclusief compressie, voordat de gegevens naar de aarde worden verzonden.
Elk beeld, gereduceerd tot niets meer dan een stroom van nullen en enen, zal deel uitmaken van een een- of tweemaal daagse stroom van informatie die naar de aarde wordt gestraald, een reis die 10 minuten duurt. De gegevens worden opgehaald door het Deep Space Network van NASA, geleverd aan missiecontrollers bij JPL en omgezet in onbewerkte afbeeldingen. Van daaruit worden de afbeeldingen verzonden naar de nieuwe Mars-beeldverwerkingsfaciliteit in Cornell's Space Sciences Building, waar onderzoekers en studenten over computers zweven om wetenschappelijk bruikbare foto's te maken.
Tijdens de oppervlakteactiviteit van de rovers, van januari tot mei 2004, zal er dagelijks een uitgebreide planning plaatsvinden door het wetenschappelijke team van Mars, onder leiding van Squyres. Onderzoeksspecialisten Elaina McCartney en Jon Proton zullen aan deze bijeenkomsten deelnemen en beslissen hoe de plannen voor Pancam en de vijf andere instrumenten van elke rover zullen worden geïmplementeerd.
Het verwerken van foto's van 100 miljoen mijl afstand zal niet eenvoudig zijn. Het duurde drie jaar voordat de faculteit, het personeel en de studenten van Cornell de Pancam-lenzen, filters en detectoren nauwkeurig hadden gekalibreerd en de software hadden geschreven die de speciale camera vertelde wat ze moesten doen.
Zo hebben onderzoekers Jonathan Joseph en Jascha Sohl-Dickstein software geschreven en geperfectioneerd die beelden met een grote helderheid zal produceren. Een van de softwareroutines van Joseph patcht de afbeeldingen samen in grotere afbeeldingen, genaamd mozaïek, en een andere brengt details naar voren in afzonderlijke afbeeldingen. Met de software van Sohl-Dickstein kunnen wetenschappers kleurenfoto's genereren en spectrale analyses uitvoeren, wat belangrijk is om de geologie en compositie van de planeet te begrijpen.
Er werd ook uitgebreid aan de camera gewerkt door Cornell-afgestudeerden Miles Johnson, Heather Arneson en Alex Hayes. Hayes, die als Cornell-tweedejaars aan de Mars-missie begon te werken, bouwde een mock-up van de panoramische camera die de delicate kleurkalibratie en berekening van de daadwerkelijke brandpuntsafstand en het gezichtsveld van de Mars-camera hielp. Johnson en Arneson brachten acht maanden bij JPL door met het uitvoeren van Pancam onder Mars-achtige omstandigheden en het verzamelen van kalibratiegegevens voor de 16 filters van de camera.
Voor de studenten en pas afgestudeerden van het Pancam-team was het onderzoek zowel waardevolle ervaring als onderwijs. 'Ik stond in een schone kamer in het Jet Propulsion Laboratory en testte de echte rovers', zegt Johnson. "Het was een raar maar opwindend gevoel om naast zo'n heel complex apparaat te staan dat binnenkort op Mars zou zijn."
Oorspronkelijke bron: Cornell University
