火星高精度三維地形模型出爐!解析度高達每像素25釐米

2020-12-05 博科園

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多特蒙德大學的科學家在ESA/Roscosmos ExoMars火星車漫遊者Rosalind Franklin的著陸橢圓內生成了高精度三維地形模型。數字地形模型(DTM)的解析度約為每像素25釐米，將幫助科學家了解該地區的地理和地質特徵，並規劃火星車漫遊者繞的路徑。為了提高模型的準確性，該團隊開發了一種創新技術，將大氣數據集成到數字生成的場景中。

這些模型將由Kay Wohlfarth於2019年9月16日星期一在日內瓦舉行的EPSC-DPS 2019年聯席會議上提交。數字地形模型(DTM)是基於NASA火星偵察軌道器上的HiRISE儀器拍攝的火星高解析度圖像。HiRISE Imagery已被廣泛應用於經典的立體方法，即將兩幅從略微不同的角度拍攝的圖像組合在一起，以創建景觀3-D圖片。然而，傳統的立體聲技術在應用於無特徵、均勻的區域時具有局限性，這些區域具有許多塵埃和沙塵的行星表面特徵，包括火星車漫遊者的著陸點。

歐空局ExoMars著陸點選擇工作組為Rosalind Franklin選擇了OXIA Planum著陸點，該著陸點相對平坦，以最大限度地降低硬著陸風險，並確保火星車執行其任務的可及性。該地區含有來自古代河床的粘土礦物和結構，可能承載著過去生命的痕跡。為了增強數字地形模型，多特蒙德大學研究小組應用了一種名為「陰影中的形狀」技術，將圖像中反射光的強度轉換為表面坡度信息。這些坡度數據被集成到立體圖像中，從而改進了對3-D表面的估計，並實現了重建景觀中可能的最佳解析度。

有了這項技術，即使是小規模的細節，如火山口內的沙丘漣漪和粗糙的基巖也可以再現。這項研究的第一作者馬塞爾·赫斯(Marcel Hess)說：我們特別注意光和火星表面之間的相互作用。向太陽傾斜的區域看起來更亮，而面對太陽的區域看起來更暗。該方法使用了一個聯合反射率和大氣模型，它結合了表面的反射以及擴散和散射光的大氣效應。羅莎琳德·富蘭克林ExoMars火星車漫遊者將攜帶一套科學儀器來分析OXIA Plum的巖石和表面環境。

為了觀察地表下的情況，它攜帶了一個鑽頭，它將檢索樣本並將它們送到船上的實驗室，該實驗室旨在檢測生物特徵，以及探測地下水含量的儀器。這項任務將於2020年夏天用俄羅斯的質子-M發射器發射，並於2021年3月到達火星。

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