2024 年 1 月 24 日
- 二十年來，火星快車太空探測器上的 DLR HRSC 立體相機一直在提供我們鄰近星球的高解析度影像。
- 第一張影像於 2004 年 1 月 10 日發送到地球。
- 該相機現已覆蓋火星表面 85% 以上。
- Noctis Labyrinthus 區域的影像拼接由八張 HRSC 單幅影像組成，解析度為每像素 12.5 公尺。
- 焦點：太空旅行、火星、行星研究、火星快車任務
這是一個非凡的成功故事，也是一個持久的故事 - 二十年來，歐洲火星快車太空探測器上安裝的德國航空航天中心 (DLR) 的高分辨率立體相機 (HRSC)一直在提供科學和向公眾展示我們鄰近星球的高解析度、迷人圖像。第一張影像是Hydraotes 混沌區域的影像，於 2004 年 1 月 10 日發送到地球。從那時起，HRSC 在全球範圍內以高分辨率、彩色和3D 方式捕獲了火星，實現了許多科學發現：從發現數十億年來水和冰留下的痕跡，到破譯氣候歷史以及觀察由風和氣候引起的當前地形變化。天氣。最新的圖案之一是由八張獨立圖像組成的馬賽克圖案，描繪了水手谷和塔爾西斯高地火山之間的諾克蒂斯迷宮地區。2023 年 10 月，我們發布了該區域的虛擬天橋。
夜晚迷宮的圖像馬賽克
Noctis Labyrinthus地區（拉丁語，意為「夜晚的迷宮」）位於水手谷西緣和塔爾西斯高地之間，迷宮綿延1,190公里，幾乎相當於德國的面積，是該地區的特色火星地殼移動形成的深而陡峭的山谷系統。其中許多具有構造裂谷的外觀：通過拉伸，部分地殼沉入兩側的兩個站立塊之間。可以清楚地看到從圖像中可以看到，峽谷彼此交叉，山谷寬達30 公里，深達6 公里- 地球上沒有這樣的地方。
形成這一景觀的原因是塔爾西斯地區西部火山活動強烈，導致大片地區隆起。這導致了構造緊張。結果是地殼擴張、變薄，並形成海溝。代表原始地表水平的大高原主導著該地區 - 這是我們太陽系中獨特的景觀。
所呈現的影像拼接由八張 HRSC 單獨影像組成，每像素解析度為 12.5 公尺。此外，支援 GIS 的數位地形模型也是該影像序列的一部分。GIS 代表“地理資訊系統”，可用於記錄、編輯和分析數位空間景觀資料。浮雕影像（灰階值的視覺三維影像）不是像往常一樣從 HRSC 的立體聲通道產生的。相反，數位地形模型和最低點馬賽克（該區域的垂直平面圖）被用來「虛擬」創建浮雕圖像。標記的圖像顯示了有趣的地質特徵的位置。它包含許多明顯的引人注目的細節觀眾可以深度放大影像。
仔細觀察Noctis Labyrinthus：「真相」在於細節
所呈現的馬賽克展示了諾克蒂斯迷宮地區東部的各種細節及其地質背景。標題圖像顯示了有趣的地質特徵的位置。馬賽克非常大，包含許多細節，只有將影像放大才能看到。許多地方都可以看到巨大的山體滑坡，覆蓋了陡峭的谷坡和谷底。
光譜研究揭示了陡坡上的水合硫酸鹽和黏土礦物層。這些礦物質顯示過去有水的環境。當Noctis Labyrinthus存在水時，這些岩石很可能會被風化。狹窄的線性通道也表示該地區以前存在水。這些混亂的斷裂區域可能是由地面冰融化和上覆表面塌陷造成的。
在其他地方，可以在山谷斜坡上觀察到長而廣泛分支的線性結構。這些沙塵沉積物被風形成大面積的波紋場，波峰彼此相距 150 公尺和 400 公尺。這些沙脊的方向垂直於風向，通常形成在大面積的沙子或沙丘上。許多斜坡上的波紋幾乎垂直方向表明沙子是平行於斜坡輸送的，而在谷底或較平坦的斜坡上，風從不同方向沿著山谷和上坡輸送細粒材料。
繞火星“馬拉松”
火星快車是歐洲太空總署（ESA）的第一個行星任務。最初它應該只持續一個火星年，相當於兩個地球年。由於其科學上的成功和儀器的使用壽命，它已經被延長了七次，目前將持續到2026 年。探測器總共繞火星行駛了約12 億公里，並從火星出發額外行駛了近5 億公里。地球到火星。2024 年 1 月底，火星快車將第 25,330 次繞著這顆紅色星球運行。
2003年6月2日從哈薩克拜科努爾起飛，同年聖誕節抵達目的地。將軌道飛行器旋轉到地球外鄰的軌道上沒有任何問題，但之前分離的英國小獵犬2號著陸艙出現了問題，雖然它到達了火星表面，但沒有從那裡發送任何數據。然而，軌道飛行器上的所有七項實驗（包括 HRSC）都運作良好，除了一些小的限制外，一直持續到今天。
由 DLR 與德國工業界共同開發的高性能相機 HRSC 體現了行星測繪中以前從未使用過的全新相機概念：橫向於飛行方向排列的九個線傳感器通過單個鏡頭感測向前運動 -軌道飛行器的所謂Apo-Tessar 望遠鏡也顯示了火星表面的相同影像帶。就像掃描器一樣，它逐行掃描。每個感測器從不同的視角對錶面上的同一物體進行成像：四個通道向前，四個向後，第九個通道（最低點）位於中間，垂直向下「看」。
在地面上，然後根據四個立體影像條和最低點通道計算表面的 3D 模型，該通道提供每像素 10 到 12 公尺的最高影像解析度。九個線感測器中的其餘四個配備了特殊的濾色鏡，用於記錄多光譜數據。相機的核心，即具有九個感測器的焦平面，是 DLR 開發的。
這些記錄不斷收集各種火星景觀的壯觀景色、圖像和地形模型馬賽克以及可從數位景觀模型衍生的動畫。該相機現已實現對火星表面 85% 以上的覆蓋，並具有高解析度（每像素優於 20 公尺）。全球數百名行星科學家正在研究這些數據。
影像處理
Noctis Labyrinth 馬賽克由八張 HRSC 影像組成。地面解析度約為每像素 12.5 米，影像中心位於東經 265 度、南經 7 度左右。彩色影像是根據最低點通道資料和 HRSC 顏色通道建立的。傾斜透視圖是根據數位地形模型 (DTM)、HRSC 的最低點通道和顏色通道建立的。浮雕圖像是從馬賽克數位地形模型的資訊中得出的，當使用紅/藍或紅/綠眼鏡觀看時，它會給出景觀的三維印象。顏色編碼的地形視圖是基於該區域的 DTM，從中可以導出景觀的地形。HRSC-DTM 的參考體是火星等勢面（areoid）。
作為一個特色，除了上述圖像之外，柏林自由大學的 HRSC 團隊還提供了數位地形模型的原始數據集和相關圖像信息，以地理參考馬賽克的形式可供下載。它們可以在所有常見的地理資訊系統中載入和分析（例如在開源軟體QGIS中）。所有必要的進一步資訊也可以在文件伺服器網站上找到。使用此資料時，請務必包含「10.17169/refubium-41764」作為數位物件識別碼 (DOI)。
[照片]
(A) Noctis Labyrinthus——構造形狀的“高山”
諾克提斯迷宮(Noctis Labyrinthus) 地區位於水手谷裂谷的西端，被稱為“夜間迷宮”，形成了通往塔爾西斯(Tharsis) 地區的過渡地帶，這裡有四座巨型火山，其中一些火山高度超過20 公里。火星地殼的拉伸過程導致大約德國大小的區域分裂成奇特的桌山景觀，高度高達四千米，被構造溝隔開。圖片左半部高原平原上可見的凹陷並不是被水侵蝕的淺谷，而是構造構造。這裡顯示的 HRSC 透視影像部分的底部寬度約為 120 公里。
(B) 火山作用與構造應力
諾克提斯迷宮的形成原因是塔爾西斯地區西部強烈的火山活動。這與大面積的膨脹有關。結果是建構緊張。這導致地殼拉伸和變薄以及海溝的形成。
(C) Noctis Labyrinthus 的東部地形圖
火星快車上的 DLR 立體相機 HRSC 使用九個感測器從不同角度記錄火星表面。 德國航太中心行星研究所和柏林自由大學的科學家團隊使用兩個傾斜向前和向後指向火星表面的立體聲通道以及垂直指向火星的最低點通道來計算數字地形模型，為每個圖像點分配高度信息。 高度值可以從影像右上角的色標中讀取，基於區域，火星上具有相同引力的假想表面。 這樣可以輕鬆展示該地區的壯觀規模。 構造斷裂在火星南部高地形成了 4,000 至 5,000 公尺深的山谷。
(D) Noctis Labyrinthus 區域的真彩色頂視圖
這張影像馬賽克還包括火星快車上 DLR HRSC 立體相機的八個記錄序列，顯示了 Noctis Labyrinthus 區域的東部四分之一，該區域沿著火星赤道從東向西延伸約 1,160 公里。 地面解析度約為每個影像點（像素）12.5 米，這幾乎是橢圓形火星軌道上的 HRSC 所能達到的最高解析度。 彩色影像是根據垂直於火星的最低點通道和傾斜地朝向火星觀察的顏色通道的影像資料產生的。 如果放大影像，您可以看到谷底許多地方的巨大山體滑坡的遺跡。
(E) Noctis Labyrinthus 地區的地質結構
火星南部高地充滿了令人興奮的地質現象，由構造擴張過程形成的諾克蒂斯迷宮地區是一個非常特殊的區域。除其他事項外，文本還涉及此處標記的地質結構：「地塹結構」是構造擴張結構，其中部分地形沿著斷層線凹陷； 「混亂地形」是一個專業術語，指的是由侵蝕過程形成的景觀，其中尚未完全被侵蝕風化的岩石或山體「混亂」地排列； 「巨大波紋」指相距150至200公尺、垂直於風向排列的長而高的沙丘山脊； 「河道浮現」表現的是一個小河谷被水侵蝕進入谷底； 「淺色調材料」是水合礦物質的淺色沉積物，即透過與水接觸而改變的礦物質； 「大型土石流」展示了長約50公里、高約3公里的懸崖邊緣的土石流遺跡。
(F) Noctis Labyrinthus 東部的 (3D) 浮雕圖像
此浮雕影像（使用紅藍眼鏡時在視覺上呈現三維效果的灰階值影像）並不是像往常一樣從 HRSC 的立體聲通道產生的。 相反，影像馬賽克的數位地形模型和最低點馬賽克（該區域的垂直頂視圖）被用來「虛擬」產生浮雕影像。 當您使用 3D 眼鏡時，Noctis Labyrinthus 的景觀將成為一種壯觀的空間體驗。
(G) 諾克提斯迷宮區
20 世紀 70 年代末，NASA 的兩架維京軌道飛行器拍攝的圖像中已經注意到了 Noctis Labyrinthus 區域。它標誌著塔爾西斯隆起及其西邊的大型火山（地圖上看不見的西北部的阿斯克拉烏斯月亮除外）和水手谷的構造裂谷（“水手谷”）之間的過渡。它們以水手 9 號太空探測器命名，該探測器於 1971 年首次拍攝了這個 4,000 公里長的結構。「夜間迷宮」的複雜圖案也是由火星地殼的構造伸展斷裂造成的。此處顯示的圖像下方的馬賽克是根據八個單獨的 HRSC 圖像條計算得出的。