Wetenschappers maken gebruik van een scala aan imagers aan boord van de zeswielige ontdekkingsreiziger om een ​​groot beeld van de Rode Planeet te krijgen.

NASA's Perseverance-rover heeft de Jezero-krater al meer dan 217 aardse dagen (211 Marsdagen, of sols), en de stoffige rotsen daar beginnen hun verhaal te vertellen - over een vluchtige jonge Mars die stroomt met lava en water.

dat verhaal, die zich miljarden jaren in het verleden uitstrekken, ontvouwt zich grotendeels dankzij de zeven krachtige wetenschappelijke camera's aan boord van Perseverance. In staat om vanaf grote afstanden in te zoomen op kleine objecten, geniet van uitgestrekte landschappen van Mars, en vergroot kleine rotskorrels, deze gespecialiseerde camera's helpen het rover-team ook om te bepalen welke rotsmonsters de beste kans bieden om te achterhalen of er ooit microscopisch leven op de Rode Planeet heeft bestaan.

Allemaal samen, zo'n 800 wetenschappers en ingenieurs over de hele wereld vormen het grotere Perseverance-team. Dat geldt ook voor kleinere teams, van enkele tientallen tot wel 100, voor elk van de camera's en instrumenten van de rover. En de teams achter de camera's moeten elke beslissing over wat te fotograferen coördineren.

"De beeldcamera's zijn een enorm onderdeel van alles, " zei Vivian Zon, de co-lead voor Perseverance's eerste wetenschappelijke campagne bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. "We gebruiken er elke dag veel voor de wetenschap. Ze zijn absoluut missiekritiek."

Het verhaal begon kort nadat Perseverance in februari landde, en de verbluffende beelden stapelen zich op terwijl de meerdere camera's hun wetenschappelijk onderzoek uitvoeren. Hier is hoe ze werken, samen met een greep uit wat sommigen tot nu toe hebben gevonden:

Het grote plaatje

De twee navigatiecamera's van Perseverance - waaronder negen technische camera's - ondersteunen het autonome rijvermogen van de rover. En bij elke halte, de rover gebruikt eerst die twee camera's om de ligging van het land te krijgen met een 360-graden zicht.

"De gegevens van de navigatiecamera zijn erg handig om die beelden een gerichte wetenschappelijke follow-up te geven met instrumenten met een hogere resolutie, zoals SuperCam en Mastcam-Z, ' zei Zon.

Perseverance's zes camera's voor het vermijden van gevaar, of Hazcams, neem twee paar voorop (met slechts één paar tegelijk in gebruik) om probleemplekken te voorkomen en om de robotarm van de rover op doelen te plaatsen; de twee achterste Hazcams bieden beelden om de rover in de context van het bredere landschap te plaatsen.

Mastcam-Z, een paar "ogen" op de mast van de rover, is gebouwd voor het grote geheel:panoramische kleurenfoto's, inclusief 3D-beelden, met zoomfunctie. Het kan ook high-definition video opnemen.

Jim Bell van de Arizona State University leidt het Mastcam-Z-team, die op hoge snelheid heeft gewerkt om beelden voor de grotere groep te produceren. "Een deel van ons werk op deze missie was een soort triage, "zei hij. "We kunnen door enorme stukken onroerend goed slingeren en een snelle beoordeling van de geologie doen, van kleur. Dat heeft het team geholpen om erachter te komen waar ze zich op instrumenten moeten richten."

Kleur is de sleutel:Mastcam-Z-afbeeldingen stellen wetenschappers in staat verbanden te leggen tussen kenmerken die vanuit een baan om de aarde worden gezien door de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) en wat ze op de grond zien.

Het instrument functioneert ook als een lage resolutie spectrometer, het vangt het licht op in 11 kleuren. Wetenschappers kunnen de kleuren analyseren voor aanwijzingen over de samenstelling van het materiaal dat het licht afgeeft, hen te helpen beslissen op welke functies ze moeten inzoomen met de echte spectrometers van de missie.

Bijvoorbeeld, er is een bekende reeks afbeeldingen van 17 maart. Het toont een brede helling, ook bekend als de "Delta Scarp, " dat maakt deel uit van een waaiervormige rivierdelta die lang geleden in de krater is gevormd. Nadat Mastcam-Z het weidse uitzicht had verschaft, de missie wendde zich tot SuperCam voor een nadere blik.

Het lange uitzicht

Wetenschappers gebruiken SuperCam om mineralogie en scheikunde te bestuderen, en om bewijs te zoeken van oud microbieel leven. Neergestreken in de buurt van Mastcam-Z op de mast van Perseverance, het omvat de Remote Micro-Imager, of KMI, die kan inzoomen op kenmerken ter grootte van een softbal van meer dan een mijl afstand.

Zodra Mastcam-Z beelden van de steile helling leverde, de SuperCam RMI huisde in op een hoek ervan, met close-ups die later aan elkaar werden genaaid voor een meer onthullend beeld.

Aan Roger Wiens, hoofdonderzoeker voor SuperCam bij Los Alamos National Laboratory in New Mexico, deze beelden spraken boekdelen over het verre verleden van Mars, toen de atmosfeer dik genoeg was, en warm genoeg om water over het oppervlak te laten stromen.

"Dit toont enorme rotsblokken, " zei hij. "Dat betekent dat er een enorme plotselinge overstroming moet zijn geweest die keien langs de rivierbedding in deze delta-formatie heeft gespoeld."

De tjokvolle lagen vertelden hem nog meer.

"Deze grote rotsblokken liggen halverwege de deltaformatie, " zei Wiens. "Als de bodem vol was, je zou deze helemaal bovenaan vinden. Dus het meer was niet vol toen de plotselinge overstroming plaatsvond. Algemeen, het kan wijzen op een onstabiel klimaat. Misschien waren we niet altijd zo kalm, kalm, bewoonbare plek die we misschien leuk vonden voor het kweken van een aantal micro-organismen."

In aanvulling, Wetenschappers hebben in deze vroege periode tekenen opgepikt van stollingsgesteente dat gevormd is uit lava of magma op de kraterbodem. Dat kan niet alleen stromend water betekenen, maar stromende lava, voordat, gedurende, of na de tijd dat het meer zelf gevormd is.

Deze aanwijzingen zijn cruciaal voor de zoektocht van de missie naar tekenen van het oude leven op Mars en mogelijk bewoonbare omgevingen. Daartoe, de rover neemt monsters van Mars-gesteente en sediment die toekomstige missies naar de aarde zouden kunnen terugkeren voor diepgaande studie.

De (echte) close-up

Verschillende camera's van Perseverance helpen bij het selecteren van die samples, inclusief WATSON (de Wide Angle Topografische Sensor voor Operations en eNgineering).

Gelegen aan het einde van de robotarm van de rover, WATSON biedt extreme close-ups van gesteente en sediment, inzoomen op de variëteit, maat, vorm, en kleur van kleine korrels - evenals het "cement" ertussen - in die materialen. Dergelijke informatie kan inzicht geven in de geschiedenis van Mars en in de geologische context van potentiële monsters.

WATSON helpt ingenieurs ook bij het positioneren van de boor van de rover voor het extraheren van rotskernmonsters en produceert afbeeldingen van waar het monster vandaan kwam.

De imager werkt samen met SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals), die een Autofocus en Contextual Imager (ACI) omvat, de camera met de hoogste resolutie van de rover. SHERLOC gebruikt een ultraviolette laser om bepaalde mineralen in gesteente en sediment te identificeren, terwijl PIXL (planetair instrument voor röntgenlithochemie), ook op de robotarm, gebruikt röntgenstralen om de chemische samenstelling te bepalen. Deze camera's, in samenwerking met WATSON, hebben geholpen bij het vastleggen van geologische gegevens - inclusief tekenen van dat stollingsgesteente op de kraterbodem - met een precisie die wetenschappers heeft verrast.

"We krijgen echt coole spectra van materialen gevormd in waterige [waterige] omgevingen, bijvoorbeeld sulfaat en carbonaat, " zei Luther Beegle, hoofdonderzoeker van SHERLOC bij JPL.

Ingenieurs gebruiken WATSON ook om de systemen en het onderstel van de rover te controleren - en om Perseverance-selfies te maken (hier is hoe).

Beegle zegt niet alleen de sterke prestaties van de beeldvormende instrumenten, maar hun vermogen om de barre omstandigheden op het oppervlak van Mars te doorstaan, geeft hem vertrouwen in Perseverance's kansen op grote ontdekkingen.

"Zodra we dichter bij de delta komen, waar er echt een goed conserveringspotentieel moet zijn voor tekenen van leven, we hebben een goede kans om iets te zien als het er is, " hij zei.

Meer over de missie

Een belangrijk doel van de missie van Perseverance op Mars is astrobiologie, inclusief het zoeken naar tekenen van oud microbieel leven. De rover zal de geologie van de planeet en het klimaat in het verleden karakteriseren, de weg vrijmaken voor menselijke verkenning van de Rode Planeet, en wees de eerste missie om Martiaanse rots en regoliet (gebroken rots en stof) te verzamelen en te cachen.

Latere NASA-missies, in samenwerking met ESA (European Space Agency), zou ruimtevaartuigen naar Mars sturen om deze verzegelde monsters van het oppervlak te verzamelen en terug te sturen naar de aarde voor diepgaande analyse.