Mercoledì 7 Dicembre 2016
Accedi Registrati

Accedi al tuo account

Username
Password *
Ricordami

Curiosity: fallisce la trapanazione di Precipice

A poco più di un mese di distanza dal foro su Sebina, Curiosity ha tentato una nuova perforazione su un target chiamato Precipice ma qualcosa è andato storto. Ora, il rover è fermo, in attesa che il problema venga identificato e ne approfitta per studiare l'ambiente circostante. Leggi tutto

NASA Curiosity: perché il MAHLI guarda il cielo?

Curiosity sol 653 MAHLI 0653MH0003000000203834C00_DXXX__
Curiosity sol 653 MAHLI 0653MH0003000000203834C00_DXXX__ "Courtesy NASA/JPL-Caltech" processing 2di7 & titanio44

Il Mars Hand Lens Imager (MAHLI) è la fotocamera montata sul braccio robotico di Curiosity che ha lo scopo primario di acquisire immagini ravvicinate della superficie e delle rocce di Marte.

A volte regala piacevoli vedute, generalmente scattate quando la torretta è chiusa, stivata nella parte anteriore sinistra così da offrire una visuale molto simile a quella che avrebbe un conducente di un'automobile. In questo caso il paesaggio risulta capolto ed inclinato perché il ccd del MAHLI è ruotato di 210° rispetto al ponte del rover.

Curiosity sol 354-56 MAHLI - "Courtesy NASA/JPL /Caltech/MSSS" processing 2di7 & titanio44 Dalla fine del 2013, il MAHLI viene periodicamente utilizzato per monitorare lo stato delle ruote di Curiosity che, dal mese di ottobre, hanno iniziato a presentare veri e propri fori.

Ma ciò che lo ha reso davvero famoso, sono sicuramente i selfie, i simpatici autoritratti che il rover si è scattato nelle tappe più memorabili del tragitto. L'ultimo risale al sol 613, durante il soggiorno a Kimberley.

Di rado, però, il MAHLI ha fotografato anche il cielo.
In tutto, è successo solo in quattro volte da inizio missione: sol 86, 322, 516 e 653.

Per la verità non ho mai dato troppo peso a questi scatti e, dopo aver verificato ed escluso la possibilità che ci fossero particolari eventi astronomici in corso, in quel momento, passavo oltre.

Senonché con le ultime immagini del sol 653, alcuni mi hanno chiesto quale fosse lo scopo di quelle riprese se non c'era niente da guardare. In effetti, mi è sembrata un'ottima domanda e un ottimo punto di partenza per approfondire l'argomento.

Ipotizzando che Curiosity non stava facendo scienza, abbiamo ritenuto probabile che fossero immagini di servizio ma non sapevamo esattamente quale fosse l'obiettivo.
Ad ogni modo, Marco (titanio44) ed io abbiamo scaricato l'intera sequenza e confrontato gli scatti.

Due set da 5 immagini ciascuno dove, tra uno scatto e l'altro varia la messa fuoco, ripetuta però, con le stesse impostazioni, nella serie successiva.

Curiosity MAHLI sol 653

Curiosity MAHLI sol 653
"Courtesy NASA/JPL-Caltech" processing 2di7 & titanio44

Anche se queste foto non hanno i dati exif fin quando non vengono archiviate, per esempio nell'Analyst's Notebook, la descrizione che le accompagna può essere di aiuto.
Qui generalmente viene indcato un numero, chiamato "focus motor count", che indica la posizione della lente interna del MAHLI al momento dello scatto.
Tale valore, ci dice anche se il coperchio del MAHLI è chiuso o aperto e, nelle immagini ravvicinate, può essere usato per stimare la distanza tra la lente del MAHLI e il target.

MAHLI focus motor count 0653MH0003000000203829C00_DXXX

Screenshot: http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/raw/?rawid=0653MH0003000000203829C00_DXXX&s=653

In questo caso la messa a fuoco varia da molto vicino, meno di 5 centrimentri, all'infinito.
Impostazione, che si nota anche a livello visivo, osservando come varia la macchia scura in basso a sinistra, probabilmente un granello di polvere sul vetro esterno.

Processando le immagini, in un paio di esse e in una in particolare, abbiamo anche notato una sorta di doppio arco, un riflesso del gruppo ottico interno (in apertura).

Devo dire che questa breve indagine preliminare mi ha fatto venir voglia di saperne di più.
Così, alla mia mail di domande, ha dettagliatamente risposto Ken Edgett, del Malin Space Science Systems, ricercatore principale per il MAHLI, che ringrazio infinitamente per il tempo dedicato. Ed un grazie speciale anche a Guy Webster che ha fatto sì che i miei quesiti arivassero a destinazione.

Edgett ha spiegato che queste sequenze vengono chiamate "sky flats", ossia sono immagini scattate per calibrare e monitorare le variazioni di un campo uniforme (flat field) nel corso della missione. Per far questo si dovrebbe usare uno sfondo omogeneo che, in questo caso, è il cielo.
Il team fa questa verifica una volta ogni sei mesi.

Il co-ricercatore, Ken Herkenhoff accennerà brevemente i risultati sullo sky flats in occasione della 8° International Conference on Mars.

Nell'abstract, Herkenhoff spiega che queste immagini vengono prese a coppia esattamente nella stessa posizione ma ruotanto la torretta e il MAHLI di 180 gradi per due scatti corrispondenti, puntando la fotocamera dal lato opposto al Sole, a circa 40° sopra l'orizzonte, perché le variazioni di luminosità dovrebbero essere minime in quella direzione ma non nulle. Per questo motivo vengono riprese due foto completari, in modo da poter fare una media e sottrarre più efficacemente il gradiente di luminosità del cielo.

Le immagini in questione, ad esempio, sono state riprese in direzione est-nord-est, alle 14:38 marziane circa.

Marte sol 653 ore 14:38 marziane

Credit: Stellarium / Elisabetta Bonora

Quindi, ecco svelato il mistero: le fotografie scattate al cielo dal MAHLI non sono altro che parte del complesso processo di calibrazione di questa fotocamera, di cui avevamo già parlato. Ma già che ci siamo, approfondiamo ancora qualche dettaglio tecnico.

I frame del sol 653 sono 1632 x 1200 pixel e, non ruotati, presentano una sottile fascia nera superiore e una più larga a sinistra ma, sfogliando il catalogo di missione, noterete che gli scatti del MAHLI non sono tutti uguali.

MAHLI sol 653

MAHLI sol 6753 0653MH0003000000203829C00_DXXX

MastCam e MAHLI si basano su un sensore Kodak KAI-2020C con RGB Bayer.
Il sensore dispone, in tutto, di 1640 x 1214 pixel da 7,4 x 7,4 micron.

L'area attiva, cioè i pixel fotosensibili, è di 1600 x 1200, racchiusa tra:

- 4 colonne e 4 righe di buffer, composte sempre da pixel fotoattivi

- 16 colonne "dark" a sinistra e a destra, più 2 in alto a 4 in basso, che contengono il cosiddetto rumore termico o corrente di buio, cioè, in pratica, raccolgono gli elettroni indesiderati, insiti nella tecnologia CCD, il cui valore deve essere sottratto per ottenere gli elettroni "netti" dell'immagine.
Quando un fotone colpisce un pixel, infatti, viene rilasciato un elettrone che opportunamente calcolato, va a comporre l'immagine. Ma a volte vengono rilasciati più elettroni o possono esserci elettroni anche in assenza di fotoni, un comportamento dovuto alla temperatura del pixel. A livello microscopico, infatti, la temperatura agita le molecole dalle quali può scappare qualche elettrone debolmente legato.

- pixel "dummy", ossia pixel vuoti che non contengono elettroni

Kodak KAI-2020CM schema

Fonte: www.stargazing.net/david/QSI/KAI-2020LongSpec.pdf

Ora, mi chiedevo come venissero gestite queste colonne extra per il MAHLI. 

Edgett mi ha spiegato che il CCD del MAHLI misura, in effetti, 1640 x 1214 ma la dimensione massima dell'immagine che si può ottenere è 1648 x 1200, creando 8 colonne aggiuntive sul lato destro.

CURIOSITY sol 32 0032MH0040000000E1_DXXX - self portrait by MAHLI - "Courtesy NASA/JPL -Caltech" processing 2di7 & titanio44Su Marte la maggior parte dei full frame del MAHLI sono 1632 x 1200 anche se nei primi sol di missione è stata spesso utilizzata la formula completa, come per il primo autoritratto di Curiosity del sol 32, così come per la maggior parte delle immagini nei test pre-lancio.

Questo vale, tranne che per le immagini in serie dello stesso target, utilizzate poi per creare uno stack, che possono essere riprese al massimo 1600 x 1200 ma, generalemente la combinazione più usata è 1584 x 1184.

Tuttavia, impostando la larghezza dell'immagine a 1632, la maggior parte delle colonne non utilizzate restano sul lato destro del CCD, mentre spesso viene comandato a Curiosity di inviare a Terra anche 23 delle colonne sul lato sinistro, tra buffer, dark e dummy, perché possono fornire informazioni rudimentali aggiuntive tramite le correnti di buio.

Condividi e resta aggiornato!

Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
Email Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

2 commenti

Lascia un commento

Assicurati di inserire (*) le informazioni necessarie ove indicato.
Codice HTML non è permesso.

06-12-2016 Cassini

Cassini: prima immersione tra gli anelli

Dopo il fly-by su Titano T-125, la Cassini ha iniziato una nuova fase della missione: il 4 dicembre, alle 13:09 UTC, la sonda ha a...

Leggi tutto

05-12-2016 New Horizons

Plutone: altri scenari per la formazione della Sputnik Planitia

Da quando la sonda della NASA New Horizons ha fotografato la curiosa caratteristica a forma di cuore, che domina un emisfero di Pl...

Leggi tutto

05-12-2016 Missioni Spaziali

Virgin Galactic: volo di test per il secondo SpaceShipTwo

Il secondo spazioplano sub-orbitale della Virgin Galactic, lo SpaceShipTwo, ha eseguito con successo il suo primo volo di test il ...

Leggi tutto

04-12-2016 Dawn

Dawn ha quasi completato l'ascesa

Domani la sonda intorno a Cerere raggiungerà un'orbita più alta ed ellittica per poter caratterizzare i raggi cosmici che disturba...

Leggi tutto

06-12-2016 Cassini

Cassini: prima immersione tra gli anelli

Dopo il fly-by su Titano T-125, la Cassini ha iniziato una nuova fase della missione: il 4 dicembre, alle 13:09 UTC, la sonda ha a...

05-12-2016 New Horizons

Plutone: altri scenari per la formazione della Sputnik Planitia

Da quando la sonda della NASA New Horizons ha fotografato la curiosa caratteristica a forma di cuore, che domina un emisfero di Pl...

05-12-2016 Missioni Spaziali

Virgin Galactic: volo di test per il secondo SpaceShipTwo

Il secondo spazioplano sub-orbitale della Virgin Galactic, lo SpaceShipTwo, ha eseguito con successo il suo primo volo di test il ...

04-12-2016 Dawn

Dawn ha quasi completato l'ascesa

Domani la sonda intorno a Cerere raggiungerà un'orbita più alta ed ellittica per poter caratterizzare i raggi cosmici che disturba...

Flash News

22-11-2016 Missioni Spaziali

Tiangon-2: l'equipaggio del Shenzhou 11 è tornato sulla Terra

I due astronauti cinesi sono tornati con successo sulla Terra venerdì 18 novembre 2016 dopo aver trascorso 32 giorni a bordo del l...

18-11-2016 Missioni Spaziali

Partita la missione Proxima

Tre nuovi membri dell'equipaggio in rappresentanza di Stati Uniti, Russia e Francia sono in viaggio verso la Stazione Spazial...

Speciale missioni

29-11-2016 ExoMars 2016

ExoMars: TGO invia le prime immagini dall'orbita di Marte

Il Trace Gas Orbiter (TGO), della missione congiunta ESA/Roscosmos ExoMars, ha acceso per la prima volta i suoi strumenti scientif...

27-11-2016 MRO - HiRISE

I resti di Schiaparelli

Mentre le investigazioni sull'incidente che ha decretato la fine prematura della missione del lander Schiaparelli vanno avanti, la...

Rubriche

30-11-2016 Approfondimenti

Asteroide 2016 WJ1: fino a che punto è una minaccia?

Questo asteroide NEO/PHA ha raggiunto nei giorni scorsi il primo livello di pericolosità nella scala di Torino, il che non avviene...

13-11-2016 Angolo degli Astrofili

14 novembre 2016: arriva la super Superluna

Il 14 novembre sarà una giornata speciale: non solo la mia piccola stella (Sofia Vega) compirà un mese ma il cielo offrirà spettac...

Newsletter

I nostri articoli sono anche su Coelum Astronomia!

GRATIS E DIGITALE: leggilo ora!

Immagine del giorno

Meteo spaziale

  • NEO News
    NEO News

    Notizie e aggiornamenti sugli incontri ravvicinati con oggetti potenzialmente pericolosi e sulla loro catalogazione. Aggiornato al 7 Dicembre.

Mission log

Iscriviti alla nostra newsletter!

Aggregatore notizie RSS - BlogItalia - La directory italiana dei blog - - Paperblog : le migliori informazioni in diretta dai blog - Segnala a Zazoom - Blog Directory - intopic.it

[IT] Questo sito utilizza cookie tecnici e di terze parti, per migliorare i servizi e l'esperienza dei lettori. Per saperne di più o negare il consenso prendete visione dell'Informativa Estesa.
Chiudendo questo banner cliccando su 'Accetto' ed in qualunque altro modo, o proseguendo la navigazione su questo sito web, acconsentite al loro uso.
[EN] This site uses technical and third-party cookies, in order to improve services and experiences of our readers. If you want to know more or deny cookies exchange, please view "Cookie Information".
Closing this banner clicking on 'Agree' and in any other way, or continuing to browse this website, you consent with the cookies usage.