To zdjęcie tylnej skorupy statku Perseverance ustawionej pionowo na powierzchni krateru Jezero zostało wykonane z wysokości 8 metrów przez należący do NASA helikopter Ingenuity Mars Helicopter podczas 26. lotu na Marsa 19 kwietnia 2022 r. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Łączenie obrazów z orbity ze zdjęciami z powierzchni, a JPL-opracowane narzędzie pozwala badaczom powiększać, aby zobaczyć poszczególne głazy i oddalać, aby zobaczyć wszystkie Mars.
Łaziki marsjańskie mogą dokonywać nowych, fascynujących odkryć jedynie dzięki podejmowaniu przez naukowców ostrożnych decyzji dotyczących następnego przystanku. Misja Mars 2020 ma na celu zbadanie geologii krateru Jezero i poszukiwanie śladów dawnego życia drobnoustrojów na Marsie za pomocą łazika Perseverance. Naukowcy przy NASALaboratorium Jet Propulsion Laboratory (JPL) w południowej Kalifornii wykorzystało nowatorskie techniki mapowania do kierowania zarówno łazikiem, jak i lotami helikoptera Ingenuity, który poleciał na Marsa na platformie Perseverance, a wszystko to zrobiło przy użyciu narzędzi typu open source.
Specjaliści ds. mapowania JPL, dr Fred Calef III i dr Nathan Williams, wykorzystali analizę geoprzestrzenną, aby pomóc społeczności naukowej i kierownictwu naukowemu NASA w wyborze Krateru Jezero jako miejsca lądowania programu Perseverance and Ingenuity. Zanim pojazdy dotarły na Marsa, pomogły w tworzeniu map terenu na podstawie danych z satelitów na orbicie.
Zdjęcie lotnicze pokazuje pozostałości delty, gdzie źródło wody zasilało niegdyś starożytne jezioro w kraterze Jezero na Marsie. Źródło: NASA/JPL-Caltech/ASU
Ujednolicona eksploracja: mapowanie i koordynacja misji
„Mapy i obrazy to wspólny język różnych ludzi – naukowców, inżynierów i kadry kierowniczej” – powiedział Williams. „Pomagają upewnić się, że wszyscy podążają do przodu po tej samej stronie, na zjednoczonym froncie, aby osiągnąć najlepszą możliwą wiedzę naukową”.
Po tym, jak misja wylądowała na Marsie w lutym 2021 r., helikopter Ingenuity oportunistycznie wyruszył w przód, aby zrobić zdjęcia. Następnie zespół wygenerował bardziej szczegółowe mapy na podstawie danych obrazów z łazika i helikoptera, aby pomóc w zaplanowaniu trasy łazika Perseverance i badaniach naukowych.
Aby umożliwić pełnoskalowe mapowanie Marsa, Calef stworzył Wielozadaniowy System Informacji Geograficznej (MMGIS), Internetowy interfejs mapowania typu open source. Internetowe wersje demonstracyjne oprogramowania, z fabrycznie załadowanymi zdjęciami Marsa pobranymi z orbity, pozwalają odwiedzającym odkrywać ścieżki Marsa WytrwałośćPomysłowość i Ciekawość łazik, siostrzana misja marsjańska, która wylądowała w 2012 roku.
Łazik marsjański Perseverance NASA obserwujący helikopter Ingenuity na Marsie. Źródło: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Wzmocnienie globalnej współpracy dzięki narzędziom typu open source
Otwarty charakter oprogramowania był kluczem do powodzenia misji. „Nad misją pracują ludzie dosłownie na całym świecie i musimy móc zapewnić im szybki i szybki dostęp do oprogramowania i danych” – powiedział Calef.
Celem MMGIS było pomóc ludziom zrozumieć pełny zakres geografii Marsa. Łącząc obrazy z orbity i uzupełniając je obrazami z Perseverance and Ingenuity, zespół JPL umożliwia badaczom powiększanie, aby zobaczyć pojedyncze głazy, i oddalanie, aby zobaczyć cały Mars. Ta różnorodność punktów widzenia daje zespołowi poczucie skali i kontekstu, aby właściwie zrozumieć krajobraz wokół łazika Perseverance i optymalnie osiągnąć swoje cele naukowe w dostępnym terenie.
Wpływ narzędzi opracowanych przez zespół JPL wykraczał poza misję Mars 2020. Zespół chciał, aby jego oprogramowanie pomagało innym badaczom w łatwej wizualizacji danych bez konieczności bycia ekspertem w dziedzinie wizualizacji danych. Dzięki podejściu opartemu na otwartym kodzie źródłowym inne zespoły wykorzystały teraz MMGIS do mapowania Ziemi i innych ciał planetarnych.
Zgodnie z tą otwartą filozofią zdjęcia wykonane przez zespół Perseverance and Ingenuity podczas misji Mars 2020 są publicznie dostępne. Dzieląc się tymi danymi z resztą świata, wyniki misji można wykorzystać do edukacji, inspiracji i umożliwienia dalszych badań.
Przyszłość eksploracji Marsa i otwartej nauki
Gdy naukowcy zajmujący się Marsem patrzą w przyszłość, a zespół łazika Perseverance wdroży jeszcze bardziej zaawansowane narzędzia oparte na sztucznej inteligencji, otwarta nauka utoruje drogę do dalszych badań. JPL pracuje obecnie nad projektami potencjalnych przyszłych helikopterów marsjańskich, które będą znacznie bardziej wydajne i złożone niż Ingenuity. Najważniejszymi kwestiami są masa ładunku, zasięg lotu i przystępna cena.
Istniejące narzędzia typu open source pomogą rozwiązać te problemy. Aplikacje typu open source nie tylko są bezpłatne, ale duża współpraca przy ich tworzeniu i testowaniu oznacza, że często są one wysoce niezawodne.
Ostatecznie zespół JPL postrzega swoją pracę jako część cyklu otwartej nauki, wykorzystując otwarte narzędzia, aby ułatwić sobie pracę, a jednocześnie opracowywać nowe funkcje narzędzi, z których inni będą mogli korzystać w przyszłości. „Każda misja wnosi wkład w inne misje i przyszłe misje pod względem nowych narzędzi i technik do opracowania” – powiedział Calef. „Nie tylko ty nad czymś pracujesz. To możliwość dzielenia się danymi między ludźmi… uzyskanie wyższego poziomu nauki”.
