Vent’anni di immagini di Mars Express aiutano a costruire il mosaico del pianeta rosso

7 giugno 2023

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di Matt Williams, Universe Today

L'orbiter Mars Express, la prima missione interplanetaria dell'Agenzia spaziale europea (ESA), è entrato in orbita attorno a Marte il 2 giugno 2003. Da allora, la sonda ha mappato la superficie marziana utilizzando la sua telecamera stereo ad alta risoluzione (HRSC), uno strumento costruito dal Centro aerospaziale tedesco (DLR) con partner commerciali. In onore del 20° anniversario della missione, venerdì scorso (2 giugno) si è svolta una celebrazione presso il Centro europeo per le operazioni spaziali (ESOC) dell'ESA a Darmstadt, in Germania.

Durante i festeggiamenti, una serie di immagini di mosaici cromatici globali sono state trasmesse in live streaming dall'orbiter Mars Express alla Terra. Il mosaico è il risultato di una campagna ad alta quota condotta dal team scientifico dell’HRSC e di un’elaborazione delle immagini all’avanguardia. Il risultato è un mosaico senza precedenti in termini di dettaglio, risoluzione spaziale e diversità di colori che fornisce preziose informazioni sull’ambiente marziano. Ciò include la rivelazione della composizione della superficie, la dimostrazione di come un tempo scorreva lì l'acqua in passato e i moderni fenomeni meteorologici.

Per quasi 20 anni, l'HRSC ha mappato quasi l'intera superficie di Marte a colori e in tre dimensioni con una risoluzione senza precedenti. Ciò è possibile grazie ai quattro canali colore della fotocamera (rosso, verde, blu e infrarossi) e ai cinque canali nadir pancromatici, stereo e fotometrici. La fotocamera, gestita dal DLR Institute of Planetary Research, originariamente doveva durare solo un anno marziano (circa 687 giorni terrestri). Ma il successo della missione ha spinto l’ESA a prolungare ripetutamente la missione, più recentemente fino alla fine del 2026.

Le immagini ad alta quota sono state pianificate e acquisite dal team HRSC presso il Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), il Centro aerospaziale tedesco, a Berlino. Lo sviluppo del modello di colore e l'elaborazione del mosaico sono stati eseguiti dal Dr. Greg Michael, astrofisico e radioastronomo della Freie Universität Berlin e co-investigatore dell'HRSC. Un articolo scientifico del team HRSC sarà pubblicato nel prossimo futuro, insieme al set di dati georeferenziati fornito attraverso la struttura di stoccaggio degli ospiti dell'ESA.

Da quando è stato messo in servizio nel gennaio 2004, l'HRSC ha ripreso quasi l'intero pianeta con risoluzioni comprese tra 50 e 20 m (da 164 a 65,6 piedi) per pixel. Normalmente, la missione fotograferebbe Marte da un'altitudine di circa 300 km (186 mi) quando la navicella spaziale è più vicina nella sua orbita al pianeta. Tuttavia, per il mosaico, sono state utilizzate 90 immagini individuali prese da altitudini comprese tra 4.000 e 10.000 km (da 2.485,5 a 6.215 mi), coprendo un'area di circa 2.500 km (1.550 mi) di diametro e con una risoluzione spaziale di 2 km (1,2 mi) per pixel. Molte aree del mosaico appaiono alla massima risoluzione possibile dello strumento, pari a 12,5 m per pixel.

Un'altra caratteristica impressionante è il livello di colore catturato nelle immagini. Di solito, è molto difficile scattare foto di Marte che catturino accuratamente il colore della sua superficie a causa della trasparenza in continua evoluzione della sua atmosfera. Ciò è causato dai diversi gradi di polvere nell'atmosfera, che causano la dispersione e la riflessione della luce, portando a cambiamenti di colore tra le immagini. Per sopprimere questo effetto, le agenzie spaziali spesso utilizzano l’elaborazione delle immagini che fa sì che le variazioni di colore diminuiscano su distanze maggiori.

Questa volta, è stata utilizzata una nuova campagna di osservazione ad alta quota per costruire un modello di colore globale, che il team HRSC ha utilizzato per fare riferimento al colore di ciascuna immagine nel mosaico. Ciò ha consentito variazioni di colore a lungo raggio e ha prodotto un’immagine di Marte con un livello di diversità cromatica mai visto prima. Le variazioni di colore rivelano anche informazioni sulla sua composizione, che include l'elevata quantità di ferro ossidato nella sua regolite superficiale. Questo è ciò che ha valso a Marte il soprannome di “pianeta rosso”, ma le osservazioni hanno anche dimostrato che ha aree scure che appaiono blu, grigie e nere.