新穎的開源測繪技術有望推動火星探索
火星2020任務旨在探索傑澤羅環形山的地質情況，並利用”毅力”號火星車尋找火星上遠古微生物生命的跡象。美國國家航空暨太空總署（NASA）位於南加州的噴射推進實驗室（JPL）的科學家們使用了新穎的測繪技術來指導漫遊車和搭乘”毅力號”飛往火星的”創造力”直升機的飛行- -他們使用的都是開源工具。
2022年4月19日，NASA的Ingenuity火星直升機在火星進行第26次飛行時，從26英尺（8公尺）的高空採集到了這幅毅力號後殼直立在傑澤羅環形山表面的圖像。圖片來源：NASA/JPL-Caltech
結合軌道圖像和地表圖像，JPL 開發的工具允許研究人員放大查看單個巨石，縮小查看整個火星。
JPL測繪專家弗雷德-卡勒夫三世博士（Dr. Fred Calef III）和內森-威廉斯博士（Dr. Nathan Williams）利用地理空間分析幫助科學界和NASA科學領導層選擇傑澤羅環形山作為”毅力號”和”Ingenuity”的著陸點。在載具抵達火星之前，他們利用軌道衛星的資料幫助繪製了地形圖。
空拍照片顯示了火星傑澤羅隕石坑的三角洲遺跡，那裡曾經有一個水源為一個古老的湖泊提供水源。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ASU Unified Exploration：地圖繪製與任務協調
“地圖和圖像是科學家、工程師和管理人員等不同人員之間的共同語言，」威廉斯說。 “它們有助於確保每個人都站在同一起跑線上向前邁進，統一戰線，以實現我們所能達到的最佳科學效果”。
2021年2月，任務在火星著陸後，”Ingenuity”直升機伺機在前方偵查，拍照。團隊隨後根據漫遊車和直升機的圖像數據生成了更詳細的地圖，以幫助規劃”毅力號”漫遊車的路徑和科學調查。
為了實現這種全面的火星測繪，卡爾夫創建了多任務地理資訊系統（MMGIS），這是一個基於網路的開源測繪介面。軟體的線上試玩版預先安裝了從軌道上拍攝的火星影像，訪客可以探索”毅力”號、”Ingenuity”號和”好奇”號漫遊車（2012年登陸火星的姊妹任務）的路徑。
美國國家航空暨太空總署的”毅力號”火星車正在觀察火星上的”Ingenuity”直升機。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS 利用開源工具加強全球合作
軟體的開放性是任務成功的關鍵。卡勒夫說：”世界各地都有人在參與這項任務，我們需要讓他們能夠快速存取軟體和資料。”
MMGIS旨在幫助人們全面了解火星地理。透過將軌道上的圖像與”毅力號”和”Ingenuity”上的圖像結合，JPL團隊允許研究人員放大查看單個巨石，縮小查看整個火星。這些不同的視角為研究小組提供了規模感和背景感，使他們能夠正確理解”堅持”號漫遊車周圍的地貌，以及如何在現有地形範圍內以最佳方式實現科學目標。
JPL 團隊開發的工具所產生的影響超出了火星2020 任務的範圍。該團隊希望他們的軟體能夠幫助其他研究人員輕鬆實現數據視覺化，而無需自己成為數據視覺化專家。由於這種開源方法，其他團隊現在已經使用MMGIS 繪製地球和其他行星體的地圖。
秉承這一開放理念，”毅力”號和”Ingenuity”號在火星2020任務期間拍攝的圖像將免費向公眾開放。透過與世界其他地方分享這些數據，這次任務的成果可以用於教育、啟發和促進進一步的研究。
展望未來，隨著”毅力”號火星車團隊部署由人工智慧驅動的更先進的工具，開放科學將為進一步的探索鋪平道路。 JPL 目前正在為未來潛在的火星直升機進行設計，這些直升機的能力和複雜程度都遠遠超過了”Ingenuity”，有效載荷品質、飛行距離和經濟性是他們考慮的首要問題。
現有的開源工具將有助於解決這些問題。開源應用程式不僅可以免費使用，而且在創建和測試過程中的大量合作也意味著它們通常具有很高的可靠性。
最終，JPL 團隊將其工作視為開放科學循環的一部分，利用開放工具使其工作變得更輕鬆，同時也開發了工具中的新功能，供其他人在未來使用。卡勒夫說：『每個任務都在為其他任務和未來的任務開發新的工具和技術。這不僅僅是一個人的工作。而是能夠在人與人之間共享資料….. .獲得更高層次的科學。
編譯自/ scitechdaily