Marte in alta risoluzione e in 3D
Negli ultimi anni è cresciuto l’interesse internazionale per l’esplorazione globale della superficie di Marte, dei pianeti più lontani e delle lune planetarie. In particolare, una migliore conoscenza della morfologia e della geologia della superficie di Marte potrebbe fornire informazioni sulle origini del pianeta e sulla sua capacità di sostenere una presenza umana a lungo termine. Tuttavia, le immagini planetarie raccolte dalle missioni spaziali del passato e i dati in 3D derivati da immagini stereo si concentrano su specifiche aree di interesse. Il progetto PROVIDE (Planetary robotics vision data exploitation), finanziato dall’UE, è stato lanciato per sfruttare questa ricchezza di dati di imaging portandoli in un contesto spaziale e temporale unificato. I partner di PROVIDE hanno raccolto grandi quantità di dati inviati da veicoli spaziali messi in orbita intorno a pianeti e da sonde che sono atterrate sulle loro superfici. Per mezzo di un WebGIS e di nuovi strumenti di elaborazione geospaziale, hanno identificato rapporti spaziali tra le immagini e altri dati e rivelato contenuti nascosti per aggiungere un nuovo valore scientifico. Un software di visualizzazione multi-risoluzione fornisce accesso ai prodotti per visione 3D finale, consentendo il rendering dinamico di scene in 3D da missioni planetarie su Marte e sulla Luna, compreso l’accesso agli archivi dei panorami lunari ottenuti dai rover Lunokhod sovietici. Questi prodotti digitalizzati a livello del terreno aiutano un “geologo virtuale” a catturare immagini a distanza ravvicinata di caratteristiche importanti, come gli strati sedimentari. Inoltre, è possibile misurare le distanze e le pendenze con diversi livelli di precisione. Usando una tecnica di restauro con super-risoluzione (SRR), il team del progetto ha svelato le foto emozionanti della superficie marziana. Ciò ha incluso antichi bacini lacustri, l’affioramento di roccia Shaler, il sito di città giardino scoperto dal rover Curiosity della NASA, le tracce del rover MER-A della NASA e le rocce del rover Spirit trovate sulla destinazione Home Plate. Ha pubblicato anche immagini del veicolo spaziale britannico “disperso” Beagle-2 che è atterrato su Marte a dicembre del 2003 senza però riuscire a stabilire un contatto con la Terra. La tecnica SRR consente di vedere dall’orbita oggetti con dimensioni fino a 5 cm, presenti sulla superficie di Marte. Gli scienziati hanno applicato la tecnica a stack di immagini di dimensioni comprese tra i quattro e i 25 cm della superficie di Marte, catturate con la videocamera HiRISE della NASA, per ottenere la risoluzione desiderata di 5 cm. L’innovativa visione in 3D e questi strumenti di fotogrammetria dovrebbero far aumentare il prodotto scientifico delle missioni planetarie sia del passato che del futuro. Il team del progetto ha impiegato tale tecnica nell’analisi geologica dei numerosi siti del pianeta Marte. Le lezioni apprese durante il progetto PROVIDE getteranno le basi per il mapping 3D basato sulle immagini durante la missione ExoMars dell’Agenzia spaziale europea (ESA) e ROSCOSMOS, in programma per il 2020.
Parole chiave
Marte, geologia, morfologia superficiale, visione robot, immagini planetarie, restauro di immagini con super-risoluzione