_ Noua tehnică oferă mai multe hărți precise ale suprafeței Lunii

Un nou studiu al cercetătorilor de la Universitatea Brown poate ajuta la redefinirea modului în care oamenii de știință cartografiază suprafața Lunii, făcând procesul mai eficient și mai precis decât oricând.

Publicată în Planetary Science Journal, cercetarea savanților Brown Benjamin Boatwright și James Head descrie îmbunătățiri aduse unei tehnici de cartografiere numită shape-from-shading. Tehnica este folosită pentru a crea modele detaliate ale terenului lunar, conturând cratere, creste, pante și alte pericole de suprafață. Prin analizarea modului în care lumina lovește diferite suprafețe ale Lunii, aceasta permite cercetătorilor să estimeze forma tridimensională a unui obiect sau a unei suprafețe din compoziții de imagini bidimensionale.

Hărțile precise pot ajuta planificatorii misiunilor lunare să identifica locurile de aterizare sigure și zonele de interes științific, făcând operațiunile misiunii mai fluide și mai de succes.

„Ne ajută să punem împreună o idee mai bună despre ceea ce este de fapt acolo”, a spus Boatwright, cercetător postdoctoral în cadrul Departamentului Brown. de Științe Pământului, Mediului și Planetare și autorul principal al noii lucrări. „Trebuie să înțelegem topografia suprafeței Lunii acolo unde nu există atât de multă lumină, cum ar fi zonele umbrite ale polului sud lunar, unde sunt vizate misiunile NASA Artemis.

„Aceasta va permite software-ul de aterizare autonomă. pentru a naviga și a evita pericole, cum ar fi pietre mari și bolovani, care ar putea pune în pericol o misiune. Din acest motiv, aveți nevoie de modele care să cartografiaze topografia suprafeței la o rezoluție cât mai mare posibil, deoarece cu cât aveți mai multe detalii, cu atât mai bine.”

Procesul de dezvoltare a hărților de precizie, totuși, este muncă. intensiv și are limitări atunci când vine vorba de condiții complexe de iluminare, interpretarea inexactă a umbrelor și gestionarea variabilității terenului. Îmbunătățirile cercetătorilor Brown la tehnica formei de la umbrire se concentrează pe abordarea acestor probleme. studiază modul în care algoritmii de computer avansati pot fi utilizați pentru a automatiza o mare parte a procesului și pentru a crește în mod semnificativ rezoluția modelelor. spun cercetătorii.

„Shape-from-shading necesită ca imaginile pe care le utilizați să fie perfect aliniate între ele, astfel încât o caracteristică dintr-o imagine să fie exact în același loc în altă imagine pentru a construi susțin acele straturi de informații, dar instrumentele actuale nu sunt într-un loc în care să-i poți oferi doar o mulțime de imagini și va scuipa un produs perfect”, a spus Boatwright.

„Am implementat o imagine. algoritm de aliniere în care selectează caracteristicile dintr-o imagine și încearcă să găsească aceleași caracteristici în cealaltă și apoi să le alinieze, astfel încât să nu fii nevoit să stai acolo să trasezi manual punctele de interes în mai multe imagini, ceea ce necesită mult ore și puterea creierului.”

Cercetătorii au implementat, de asemenea, algoritmi de control al calității și filtre suplimentare pentru a reduce valorile aberante din procesul de aliniere – instrumente pentru a se asigura că imaginile aliniate se potrivesc efectiv și pentru a elimina imaginile care nu se aliniază. Selectând doar imagini care ajung să fie utilizabile, aceasta îmbunătățește calitatea și duce precizia până la rezoluțiile submetrului. Viteza permite, de asemenea, examinarea unor suprafețe mai mari, crescând producția acestor hărți.

Cercetătorii au evaluat acuratețea hărților lor comparându-le cu alte modele topografice existente, căutând discrepanțe sau erori în lunar. caracteristicile suprafeței. Ei au descoperit că hărțile generate folosind metoda lor rafinată de formare din umbrire erau mai precise în comparație cu cele derivate din tehnicile tradiționale, arătând caracteristici și variații mai subtile ale terenului de suprafață lunară.

Pentru studiu, cercetătorii au folosit în principal date de la Lunar Orbiter Laser Altimeter și Lunar Reconnaissance Orbiter Camera, instrumente de la bordul Lunar Reconnaissance Orbiter al NASA, care orbitează în jurul Lunii din 2009.

Oamenii de știință intenționează să folosească software-ul lor rafinat de umbrire a formei pentru a produce hărți lunare și speră că alții îl vor folosi și în eforturile lor de modelare. Acesta este motivul pentru care au folosit algoritmi open-source pentru a produce instrumentul.

„Aceste noi produse de hărți sunt semnificativ mai bune decât ceea ce am avut în planificarea explorării în timpul misiunilor Apollo și vor îmbunătăți foarte mult planificarea misiunii și întoarcerea științifică pentru Artemis și misiunile robotice”, a spus Head, profesor de științe geologice la Brown, care a lucrat în programul Apollo.

Cercetătorii speră că noul instrument se va adăuga interesului actual pentru știință și explorare. a lunii care se întâmplă la NASA și în agențiile spațiale din întreaga lume.

„Există o mulțime de informații de câștigat făcând aceste tipuri de instrumente accesibile tuturor”, a spus Boatwright. „Este un mod egalitar de a face știință.”

(Fluierul)