Воскресенье, 26.03.2017
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Микроорганизмы могут выжить в разреженной марсианской атмосфере
21.01.2017 00:22 Давность: 65 days
Категория: Малые тела, Технологии
Количество просмотров: 244

Место посадки «Филы» на снимках камеры ROLIS



Опубликованы и тщательно проанализированы шесть снимков камеры ROLIS, установленной на посадочном аппарате «Филы» (четыре из них – с подсветкой). Снимки были получены в месте окончательной посадки зонда в области Абидос на ночной стороне кометы, они показывают бугристую, шероховатую поверхность фрактальной природы.


Владислава Ананьева

До прибытия КА «Розетта» к комете Чурюмова-Герасименко ученые очень плохо представляли себе характер активности кометы на малых масштабах. Просачиваются ли газы из недр через микропоры на всей активной поверхности ядра, или дегазация происходит из отдельных макроскопических особенностей вроде трещин и жерл? Происходит ли истечение газов непрерывно или же отдельными вспышками? В любом случае ключевым фактором, регулирующим кометную активность, является структура самого верхнего (масштабов от долей миллиметра до дециметров) слоя кометного ядра. Этот слой определяет тепловой баланс, обеспечивая поглощение солнечной энергии и ее перенос в более глубокие слои кометы, где и происходит сублимация летучих. 

Изучение свойств поверхности кометного ядра было одной из главных целей посадочного аппарата «Филы». Для близкой съемки на нижнюю часть «Филы» была установлена миниатюрная камера ROLIS. Камера ROLIS имела двойное назначение: она делала снимки по мере приближения «Филы» к ядру кометы, а также была рассчитана на макросъемку грунта с расстояния 30 см. Поле зрения камеры составило 57.7х57.7°. Также ROLIS была снабжена четырьмя светодиодными источниками света – синим, зеленым, красным и инфракрасным, длина волны ламп подсветки менялась от 400 до 950 нм. 

Во время спуска «Филы» на ядро кометы Чурюмова-Герасименко камера ROLIS успешно получила серию снимков запланированной области посадки, получившей наименование Агилкия. Однако закрепиться в месте первого контакта «Филы» не удалось, он отскочил от ядра и после драматичного двухчасового полета опустился на поверхность примерно в километре от Агилкии в местечке, названном Абидос.

Камера была заранее запрограммирована сделать пять снимков после посадки – по одному, подсвеченному лучами каждой светодиодной лампы, и один «темный» (без подсветки). Эта программа была успешно выполнена, все пять снимков были отправлены на Землю. Через двое земных суток после посадки операторы «Филы» слегка приподняли (на ~10 см) и повернули (на 22°) зонд для лучшего освещения его панелей солнечным светом. Этот маневр позволил получить еще один, последний снимок, который был сделан с красной подсветкой и отправлен на «Розетту» всего за несколько секунд до исчерпания заряда аккумулятора и перехода «Филы» в спящий режим.

«Сырые» снимки, сделанные с подсветкой, показаны на рис. 1. Все они выглядят очень темными, поскольку камера оказалась на расстоянии не 30 см от поверхности, как планировалось, а 70-90 см. Кроме того, в кадр попали яркие детали самого посадочного аппарата (опора «Филы» на первых кадрах и гарпун на последнем). 

Рис. 1. Верхний ряд: «сырые» снимки камеры ROLIS. Средний ряд: те же снимки с логарифмической шкалой яркости пикселей. Нижний ряд: те же снимки после математической обработки для компенсации большого градиента яркости и выявления слабых вариаций яркости поверхности.

Размытые светлые полосы, появляющиеся на отдельных кадрах, вызваны частицами кометной пыли, пролетающими мимо камеры на расстоянии 4-5 см и находящимися не в фокусе. Похожие полосы во множестве наблюдались и на снимках камер OSIRIS.

Рис. 2. Шестой снимок, полученный с красной подсветкой, после обработки, в большом масштабе. Разрешение снимка – от 0.8 до 1.0 мм на пиксель.

Ожидалось, что «темный» снимок без подсветки, полученный ROLIS в середине местной ночи, будет равномерно темным. Однако на нем обнаружилась более светлая область в левом верхнем углу кадра, отделенная от темной области четкой неровной границей. Анализ ориентации «Филы» показал, что эта граница является местным горизонтом и что более светлая область является небом – комой, содержащей пыль и подсвеченной солнечными лучами. Тонкий сетчатый узор на темной части снимка является артефактом сжатия данных.

Рис. 3. «Темный» снимок ROLIS, сделанный без подсветки.

Исследователи провели математическую обработку полученных «сырых» снимков для компенсации большого градиента яркости и сделали несколько интересных выводов.

Во-первых, снимки выглядят «туманными» – контраст падает с удалением от камеры, а тени не выглядят совершенно черными. Наибольшая «затуманенность» оказалась в кадре, сделанном с инфракрасной подсветкой, наименьшая – в кадрах с синей и зеленой подсветкой. Авторы отмечают, что если бы затуманенность была вызвана плавающими перед камерой очень мелкими частицами (как в сигаретном дыме), картина была бы обратная – максимальная затуманенность наблюдалась бы для снимков с синей подсветкой. Максимальный уровень «избыточного» рассеянного света на всех кадрах наблюдается в левом верхнем углу, где виден кусочек неба и кома кометы.

Во-вторых, сравнение между собой кадров, сделанных с подсветкой разных цветов, не выявило на поверхности кометы значимых цветовых различий:

Рис. 4.

В-третьих, анализ вариаций яркости на отдельных участках показал, что поверхность кометного ядра отнюдь не монотонна, что на ней есть заметные вариации яркости. Так, исследователи подсчитали, что на участке, ограниченном рамкой 3 (рис. 5), контраст между соседними темными и светлыми пятнами достигает ~57% (светлые пятна на 57% ярче темных). С другой стороны, учет влияния рассеянного света уменьшает реальный контраст до ~28%. Скорее всего, истина где-то посередине. 

Рис. 5. Вариации яркости на нескольких участках снимка, сделанного с красной подсветкой. В рамки заключены изображения, прошедшие обработку для усиления контраста, все они находятся на своих местах (т.е. там, где они находились до обработки исходного снимка).

Темные участки выглядят очень темными и относительно гладкими, светлые участки, как правило, очерчивают края темных участков и выглядят более шероховатыми и бугристыми. Отдельно лежащих камней обнаружено не было, как и явных ям.

Авторы сравнивают текстуру поверхности ядра кометы, запечатленную камерой ROLIS, со снимками боковой камеры CIVA, и отмечают их полное сходство. Поверхность кометы выглядит иссеченной трещинами не только на масштабах в десятки и сотни метров, как показывают снимки OSIRIS, но и на масштабах в дециметры. Одинаковый облик поверхности кометного ядра на таких разных масштабах говорит о ее фрактальной природе.

Рис. 6. Поверхность кометы на разных масштабах выглядит почти одинаково.

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Армиллярная сфера

(от лат. armilla - кольцо) Настольное приспособление, состоящее из подвижных обручей и дисков. Оно предназначено для наглядного представления небесной сферы, а также точек, линий и плоскостей, которые... [далее]

Rambler's Top100