Wetenschappers in Leicester zijn een stap dichterbij gekomen om te begrijpen wat er precies is gebeurd met de noodlottige Mars Lander Beagle 2, dankzij een innovatieve onderzoekstechniek.

De sonde werd in november 2014 op de Rode Planeet ontdekt, maar er heerste onzekerheid over de oorzaak van het falen om met de aarde te communiceren.

Nutsvoorzieningen, een samenwerking tussen De Montfort University en de University of Leicester, heeft 3D-modelleringstechnologie gebruikt om voor het eerst te onthullen dat Beagle 2 ten minste drie, en mogelijk alle vier, van de zonnepanelen die het moest doen nadat het op het oppervlak van de planeet was geraakt.

De bevinding zal de wetenschappelijke kennis over de getroffen Lander herschrijven - eerder werd gedacht dat misschien slechts (slechts) twee van de vier zonnepanelen waren ingezet.

Beagle 2 maakte deel uit van de ESA Mars Express-missie die in juni 2003 werd gelanceerd. Mars Express draait nog steeds om Mars en geeft wetenschappelijke gegevens terug naar de planeet. Beagle 2 werd op 19 december 2003 met succes uit ESA's Mars Express-ruimtevaartuig gelanceerd, maar kon geen signaal afgeven op eerste kerstdag, de geplande landingsdag op Mars. Het werd verondersteld verloren te zijn tot meer dan een decennium later, toen het mysterie van wat er met de missie gebeurde, werd opgelost door middel van foto's gemaakt door NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Ondanks de detectie, vanwege het kleine formaat van de lander en de resolutie van de HiRISE-camera op de MRO, de exacte configuratie van de lander op Mars was niet duidelijk - ondanks het verzamelen van 8 afbeeldingen van de lander en het gebruik van geavanceerde beeldverwerkingstechnieken.

Nu hebben de onderzoekers van De Montfort University en de University of Leicester samengewerkt om een ​​nieuwe manier te bedenken om de configuratie van de lander te detecteren.

Professor Mark Sims, voormalig Beagle 2 Mission Manager en hoogleraar Astrobiologie en Ruimte-instrumentatie aan de Universiteit van Leicester bedacht het concept van "reflectie-analyse" - van het matchen van gesimuleerde en echte beelden van Beagle 2.

De techniek is gebaseerd op het simuleren van mogelijke configuraties van de lander op het oppervlak en het vergelijken van het licht van de zon dat door de gesimuleerde lander wordt gereflecteerd met de onbewerkte beelden die beschikbaar zijn van de HiRISE-camera onder een aantal verschillende zonnehoeken.

Professor Sims schakelde een team van De Montfort University in om zijn concept te realiseren. In de handel verkrijgbare software die wordt gebruikt voor 3D-modellering, animatie, visuele effecten en simulatieontwerp werden aangepast om deze analyse mogelijk te maken.

Nick Higgett-leider van het De Montfort University Simulation-team zei:"Dit was een opwindende samenwerking met het Space Research Centre van de University of Leicester. Het De Montfort-team was verantwoordelijk voor al het 3D-simulatiewerk om het reflectieanalyseconcept te testen. doe dit, onze visualisatiespecialist Teodora Kuzmanova moest een fysiek nauwkeurig 3D-model maken van de Beagle 2 Mars Lander met oppervlakken die virtueel zonlicht nauwkeurig zouden reflecteren. De hoek van de zon moest worden gesimuleerd samen met de positie van een virtuele camera die foto's kon maken die vergelijkbaar waren met NASA's Reconnaissance Orbiter. Ten slotte moesten deze afbeeldingen worden gepixeld om overeen te komen met de resolutie van de afbeeldingen van de Orbiter.

"De visuele vergelijking tussen de echte en gesimuleerde afbeeldingen zou dan kunnen beginnen te identificeren welke landingsconfiguratie (1, 2, 3 of 4 ingezette zonnepanelen) paste het beste. Dit was oorspronkelijk een proof of principle-project. Echter, we zijn verheugd te kunnen zeggen dat we veel verder zijn gegaan dan dit oorspronkelijke plan om tot de opwindende conclusie te komen dat Beagle 2 niet is neergestort, maar is geland en waarschijnlijk de meeste van zijn panelen heeft ingezet. Hopelijk helpen deze resultaten om een ​​lang gekoesterd mysterie op te lossen en zullen ze alle toekomstige missies naar Mars ten goede komen."

Professor Mark Sims voegde toe:"Hoewel het concept van de "reflectieanalyse" van mij was, wist ik niet dat het zou werken. Dankzij de inspanningen van het team van De Montfort University hebben ze bewezen dat dit concept zou kunnen werken en hebben we meer informatie verzameld over het falen van Beagle 2 om te communiceren en we zijn een stap dichter bij het weten wat er is gebeurd. In werkelijkheid zullen we natuurlijk nooit precies weten wat de oorzaak was van het niet communiceren na wat is bevestigd als een succesvolle landing, wat een fantastische prestatie was van het Beagle 2-team. Het werk toont frustrerend aan dat Beagle 2 zo dicht in de buurt kwam van het werken als bedoeld op Mars.

"Door deze unieke universitaire samenwerking tussen ruimtewetenschappers en digitale ontwerpers kon dit reflectieanalyseconcept in de praktijk worden gebracht en getest en uiteindelijk deze opwindende resultaten opleveren."

Nick Higgett, leider van de MA Digital Design-groep bij DMU, samen met 3D-specialisten Teodora Kuzmanova en Dr. Eric Tatham, gebruikte 3D-software om de scène in drie dimensies te modelleren, het aanpassen van de stand van de zon en de rusthoek en oriëntatie van de Beagle 2, de vier zonnepanelen uitvouwen onder verschillende hoeken, rekening houdend met de lichtomstandigheden op de planeet totdat ze de beste visuele overeenkomst vonden met wat de originele NASA-afbeeldingen lieten zien. Deze simulaties werden vervolgens aangepast om de resolutie en het gezichtspunt van het NASA-ruimtevaartuig te reproduceren.

Mark Sims, Hoogleraar Astrobiologie en Ruimte-instrumentatie aan de Universiteit van Leicester (UL), voormalig Beagle 2 Mission Manager die het concept heeft afgeleid en Dr Jim Clemmet, voormalig Beagle 2 Hoofdingenieur, adviseerde het DMU-team over de technische details van de lander en Mars. Professor Sims en collega's van UL vergeleken de afbeeldingen (gesimuleerd en echt) op gedetailleerd niveau en leidden de close matches af.

Dit werk bevestigde dat de antennetransmissie waarschijnlijk zou zijn belemmerd doordat een van de panelen niet correct zou worden uitgevouwen, bevestiging van de eerder veronderstelde theorie.

Higgett zei dat het zo dicht bij een definitieve verklaring was als mogelijk zou zijn zonder op de planeet zelf te landen.

De configuratie met vier panelen die het beste past, heeft een andere kantelhoek - in termen van hoek van de panelen ten opzichte van het deksel van Beagle 2 - van de configuratie met 3 panelen. Deze analyse bevestigt ook dat het voorste hitteschild van de Beagle 2 op Mars is gedetecteerd en dat de configuratie en oriëntatie nu ook bekend is. Dit werk levert meer informatie op voor de analyse waarom Beagle 2 niet vanaf het oppervlak van Mars kon zenden en vormt een aanvulling op andere technieken, zoals beeldvorming met superresolutie, zoals uitgevoerd door professor Jan-Peter Muller en zijn team aan het University College London, aangekondigd in april 2016.

De onderzoekers, die van plan zijn hun bevindingen te publiceren, toevoegen:"De huidige analyse is naar onze mening volledig consistent met dit andere werk dat gegevens van alle verschillende zonnehoeken combineert.

"Dit werk bevestigt (verder) dat de Inzending, De Descent and Landing (EDL)-sequentie voor Beagle 2 werkte zoals verwacht en de lander landde met succes op Mars op eerste kerstdag 2003.

"Echter, om een ​​nog niet-bevestigde en niet-gedetecteerde reden heeft het na de landing niet gecommuniceerd, hoewel onvolledige inzet om een ​​onbekende reden nog steeds de waarschijnlijke primaire oorzaak is, met name in het geval van inzet met drie panelen, waarbij de RF-antenne niet in staat zou zijn om door het vierde niet-ingezette paneel te zenden."

De wetenschappers voegen eraan toe dat de "reflectie-analyse"-techniek die voor dit onderzoek wordt gebruikt, toepassingen kan vinden in andere gebieden waar een verlichtingsbron aanwezig is en het doelwit een beperkt aantal configuraties heeft en zeer reflecterend van aard is. "Verdere analyse van de Beagle 2-beelden met behulp van de techniek, onder voorbehoud van aanvullende financiering en idealiter andere afbeeldingen bij verschillende zonnehoeken, zou de configuratie van de eerste Britse ESA-lander om op Mars te landen verder kunnen definiëren, ’ stellen ze.