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mercoledì 29 agosto 2012

Le foto a colori di test delle MastCam, un paesaggio Marziano ad altissima risoluzione mai visto prima, by Curiosity!


NEWS SPAZIO :- Continuano le attività nel cratere Gale, dove è atterrato il Mars Science Laboratory Curiosity.

Il documento fotografico che vi propongo è qualcosa di eccezionale. Si tratta dei primi test di calibrazione a colori e ad alta risoluzione delle due fotocamere MastCam che si trovano sulla testa del rover, quella da 34 millimetri e quella da 100 millimetri.



Cominciamo con la prima foto in alto. E' il Monte Sharp, la prima destinazione scientifica del robot Terrestre, ripresa con la MastCam a 34mm il 23 Agosto scorso.

L'area ghiaiosa in primo piano (in basso nella foto) è la zona in cui è atterrato Curiosity. Allontanandosi (a circa 1/3 della foto partendo dal basso) il suolo presenta una depressione, oltre la quale in lontananza si vedono dune scure e rocce stratificate, alla base del Monte Sharp.

Questa foto è stata filtrata digitalmente con la tecnica del White Balancing per aumentare i contrasti ed individuare ed analizzare meglio i differenti tipi di roccia presente. E qui è dove arriva la fotocamera a 34mm.

Ecco adesso lo stesso panorama ripreso dalla MastCam a 100mm.


E' un vero e proprio teleobiettivo che ci mostra con maggiore dettaglio una parte di quanto avevamo (a risoluzione minore) nella prima foto. La MastCam-100 ha infatti 3 volte la risoluzione della MastCam-34 e direi che la differenza si vede, no?

Qui sotto ve la ripropongo con evidenziate le distanze rispetto alla posizione del rover, calcolate sulla base delle immagini orbitali riprese dalla sonda NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)


E qui sotto ecco la stessa inquadratura in versione raw, come ci apparirebbe senza white balancing, così come la "vede" Curiosity, con i colori originali di Marte tendenti all'arancione


Per ultima ecco una delle fotografie per me tra le più belle. E' una parte della foto precedente, il dettaglio della base del Mount Sharp


Vedete come diventano bellissime anche le stratificazioni delle rocce?

Immagini, credit NASA/JPL-Caltech/MSSS.

18 commenti:

  1. Bellissime, Grazie Sergio delle info, divulgo XD !!!

    Kosline

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  2. Claudio Costerni29 agosto 2012 23:52

    Io vedo, un discreto, ma non tanto dettaglio in più, invece vedo soprattutto un differente campo inquadrato, ovviamente.

    Se è vero che la 34 mm restituisce immagini da 1375x1148 pixel e la 100 mm 1463x1928, ebbene, la risoluzione è meno del doppio.
    Invece la lunghezza focale è tripla e sembra di vedere tanto di più.
    C'è un ingrandimento ottico, unito a maggior risoluzione del sensore.

    Non ho sottomano i dati tecnici dei sensori, probabilmente le immagini che ci fornisce il JPL, o perlomeno queste qui, sono dei ritagli.

    Ma i numeri che vedo sono questi, e tanto per amore della precisione, i risultati sono modesti:

    Fotocamera col grandangolo da 34 mm: 1,6 MP
    Fotocamera col teleobiettivo da 100 mm: 2,8 MP...

    Fotocamera con lo zoom: ... beh, è rimasta sulla Terra, sigh!

    Penso che quasi tutti, se non proprio tutti, fra quelli che leggono questo blog o argomenti tecnologici, sappiano che una fotocamera da 2 o 3 Mega pixels sia nel 2012 ormai ampiamente superata, da anni, e questo dimostra quanto i tempi di progettazione per un avventura come questa siano eccessivamente lunghi, quanto i progetti siano legati e limitati da troppi fattori, tecnici, economici, di brevetti... e anche politici.

    I tecnici che hanno realizzato la Mastcam, qualche anno fa, detta in estrema sintesi, non hanno avuto la possibilità, per tutti questi motivi ed anche altri, di aggiornare i sensori con altri più evoluti, prima di impacchettare tutto, e prima del lancio.

    L'obiettivo zoom non era sufficientemente affidabile e avrebbe consumato troppa energia per il suo necessario riscaldamento necessario per mantenere morbidi i lubrificanti dei movimenti meccanici.
    Eppure questo è solo uno dei problemi fra i tantissimi che si incontrano in un operazione così complessa.

    Nonostante questi limiti, vedendo le più recenti immagini, soprattutto, quelle più vivide, fatte eseguendo una semplice taratura del bianco ed una ottimizzazione del contrasto e della saturazione, mi sembra quasi di essere lì, mi viene la tentazione di fare un'escursione esplorativa... ma mi trattiene il solo pensiero che manchi l'aria respirabile.
    Non sembrerebbe che sia tanto freddo, non mi dà questa impressione.

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    1. Non si montano fotocamere commerciali su un mezzo spaziale, perché queste non funzionerebbero. Tutta la tecnologia impiegata nello spazio é sostanzialmente diversa, supercollaudata (non c'é nessun radioriparatore lassù) e con componentistica speciale montata su speciali circuiti stampati. Un CCD come quello della tua fotocamera non opera a temperature che oscillano da -80° a +20°, sotto una pioggia di protoni, con vibrazioni di durata e intensità straordinarie.

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    2. Un po' di info sulle MastCam: M-34 ha lunghezza focale di 34mm, lenti f/8, 1200x1200 pixel su un sensore di 1600x1200. M-100 ha invece 100mm di lunghezza focale, lenti f/10 e 1200x1200 pixel.
      Entrambe hanno messa a fuoco che varia da 2,1m ad infinito.
      M-100 ha una risoluzione di 150µm per pixel ad una distanza di 2m e 7,4cm a 1000m di distanza. M-34 ha rispettivamente 450µm/pixel a 2m e 22cm/pixel ad 1Km.

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    3. Claudio Costerni30 agosto 2012 13:21

      Grazie per le info, Sergio.

      Si Livio,

      non pensavo certamente alle mie fotocamere.
      Servono sensori con standard militari ed adeguate protezioni, fuor di dubbio.

      Ma non c'è dubbio anche che il divario prestazionale con le attuali tecnologie c'è, è fin troppo evidente e non può essere solo questo che dici tu il motivo del gap prestazionale.

      Se le grandi fabbriche, mettiamo Nikon e Sony, tanto per non fare nomi, non vogliono comunicare adeguatamente con i tecnici progettisti NASA, e non forniscono tutti i dati necessari per non svelare i loro segreti costruttivi e le loro ricerche fatte nell'ambito dei sensori (mi risulta che Nikon si tiene tuttora o si sia tenuta per anni, gli algoritmi delle immagini RAW come prezioso segreto), non ci possono essere grandi sviluppi progettuali così, e credo nemmeno con una Kodak ridotta ai "minimi termini" storici per capacità produttiva e di ricerca.
      Quindi, gioco forza, ci si deve accontentare.

      Le vibrazioni, le forti accelerazioni, anche estreme, non costituiscono un gran problema per un sensore, non si deteriora per questo e poi queste sollecitazioni sono di breve durata e di fatto non particolarmente forti. Quando la sonda ha subito sollecitazioni straordinarie?
      Alcuni G durante il lift-off, poi tutto molto più soft.
      Le temperature e le varie radiazioni si, quelle sono un problema.
      Io credo che quei sensori utilizzati sul rover Curiosity, oltre ad essere intrinsecamente resistenti siano anche in parte protetti, se non altro termicamente.

      E lo Hubble, che sensori ha?

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    4. Non stiamo parlando di radiazioni elettromagnetiche eliminabili con una gabbia di Faraday, per le radiazioni ionizzanti ad alta energia dovresti mettere l'elettronica dietro molti cm di piombo. La cosa é complessa, occorre conoscere il problema specifico nel dettaglio, come puoi minimizzarlo da profano? Ad esempio nello spazio non puoi utilizzare circuiti stampati multistrato, per via delle correnti indotte dagli ioni. L'impatto di singoli ioni ad alta energia puo causare una serie di effetti parassiti noti come SEE (Single Event Effects); poi ci sono i problemi conseguenti ad esposizioni prolungate, detti TID (Total Ionizing Dose), che finiscono per distruggere i componenti e ridurre la durata della missione. Dicono che Phobos-Grunt avesse un'elettronica commerciale per risparmiare, ed infatti si é impallata appena raggiunta l'orbita bassa. Il "gap prestazionele" che citi tu viene ridotto per questi ed altri motivi, ci sono interi trattati universitari / di ricerca per ogni singolo componente vedi in italiano solo per le pompe per memorie flash http://tesi.cab.unipd.it/25078/1/Tesi.pdf o effetti su alcuni componenti http://sirad.pd.infn.it/people/candelori/AIRI/EsameAIRI-Luglio2012/BarbettaMarco.pdf. Marte non ha campo magnetico e quindi ionosfera. Comunque se tu disponessi di una fotocamera a 20 megapixel, poi dovresti traspettere un'imagine da 100MB da marte alla terra con un'antenna a 256kbyte... Infine le vibrazioni quando accendi un truster di spinta ci sono, eccome.

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    5. Claudio Costerni31 agosto 2012 04:20

      Livio, non ho minimizzato il problema, ma ti pare?
      Grazie per le tue precisazioni.

      Ho voluto usare il termine generico radiazioni perché non mi sembra che servisse entrare nello specifico, e non ho dati per farlo.

      Ci sono vecchie ottiche con vetri radioattivi, che emettono radiazioni ionizzanti e so che se lasciate a lungo innestate sul corpo di una fotocamera possono fare danni al sensore.
      Quindi in termini generici ho detto che le radiazioni fanno male ai sensori, assieme alle temperature estreme.

      Lo so è l'ho scritto.
      In più c'è quello che dici tu.

      Anche sulla Terra abbiamo problemi con le correnti indotte, e non da singoli ioni, ma dai fulmini che possono distruggere i componenti collegati alla rete, subito o con piccole botte successive accumulate nel tempo.

      Se invece di usare un sensore a bassa risoluzione, -scriviamolo chiaramente, questa è bassa risoluzione, anche se arrivasse da una sonda inviata da noi terrestri da un'altra galassia, bassa è, ma questo non toglie valore all'impresa, di cui io stesso gioisco- si avesse un sensore migliore, progettato in collaborazione con tutti i migliori ingegneri del pianeta, adeguatamente pagati e supportati, si avrebbe la possibilità di inviare molti dati o pochi dati a seconda della necessità del momento.

      Un sensore a risoluzione variabile adatto a sopravvivere li per almeno i due anni programmati, senza il rischio di dover chiedere un intervento di riparazione all'Assistenza di un marziano, così difficile da trovare...

      Cosa cambia tra l'inviare tantissime piccole immagini a bassa risoluzione e l'inviarne in minor numero con una risoluzione maggiore, e solo quando voluto?

      Ma le vibrazioni meccaniche che c'entrano con questo è con la densità dei pixels di un sensore?
      Nulla, fanno il solletico ad una massa così piccola, stabile senza elementi fluidi o mobili.

      Se mi dimostri il contrario, te ne sarei grato, ma pensa solo un momento agli attuali sensori che vengono scossi da continue vibrazioni ad ultrasuoni per il sistema di pulizia automatico e la stabilizzazione.
      Sono forze diverse per durata intensità e frequenza, lo so, ma non sono così fragili da questo aspetto.

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    6. Claudio tu parli come se fossi un tecnico addetto e sapessi per certo quello che affermi. Io ad esempio non lo sono, cerco di essere più umile, ho solo seguito con interesse argomenti tecnici ed ho una base di elettrotecnica ma posso scrivere delle solenni fesserie, quindi sono più cauto; però come fornitore sono stato dentro realtà che lavorano per l'aerospazio e sono anni che sento le loro problematiche. Tu saprai che in un CCD conta di più il rumore e l'ottica meccanica montata che la definizione. Il rumore di un CCD viene generato da molteplici radiazioni (sulla terra sono ridotte, ma in tasca le hai comunque) e campi magnetici. Nello spazio in caso di Flare solare tu hai questi valori anche 1000 volte superiori. Ricordo che anche sulla stazione spaziale che pure è ancora dentro l'atmosfera, la durata dei CCD di una fotocamera commerciale non supera i 2 anni. Curiosity deve andare ben oltre. Relativamente alle vibrazioni, un razzo si solleva perché dei gas praticamente esplodono all'interno della sua camera di lancio; e comunque anche se i moderni vettori sono più morbidi e se il sistema di atterraggio del Curiosity é stato perfetto, esistono delle specifiche minime.

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    7. Errata corrige: volevo dire che la ISS é dentro il campo magnetico terrestre, non l'atmosfera.

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    8. Tutti possono sbagliare e dire castronerie, io non mi tiro fuori dalla mischia, e sono uno che si auto mortifica fin troppo e riconosce quando sbaglia.
      Errare u Manu mest!... :-)

      Ma quale grande castroneria è stata fatta da quei deficenti economo-burocrati che, all’interno della NASA, hanno soppresso gli avvertimenti dell’ingegnere che sconsigliava vivamente di lanciare il Challenger dopo quella fredda notte! Questa solo per ricordarne una.

      L’ultima castroneria l’ho sentita dire ieri sera da una grande, dalla ancora mentalmente ardente Margherita Hack sull’argomento teoria del Big Bang, espansione dell’Universo e velocità apparente di galassie vicine e lontane.
      Non riporto quanto detto, non l’ho registrato.
      Certamente una castroneria detta involontariamente, come quella tua, Livio, sulla ISS nell’atmosfera, niente di più.

      Però mi sono meravigliato, ma non proprio più di tanto, che nessuno degli attenti studenti con cui colloquiava, l’abbiano interrotta e chiesto spiegazioni.
      Come se nessuno si fosse accorto dello strafalcione.

      La stimo, l’ho conosciuta personalmente, uno dei suoi studi a Trieste stava (o sta) a 100 metri dalla casa di mia nonna dove ho vissuto da bambino e frequentavo anche il centro astronomico di Basovizza.

      Anch’io ho una base culturale, se vuoi chiamarla così, ma costruita con un puzzle di più basi, purtroppo quasi tutte incomplete o non solide come vorrei: elettronica, elettrotecnica, chimica, meccanica, astronomia, ottica, fotografia; tralascio di citare le umanistiche o esoteriche e la medicina, che possono aiutare ed arricchire la mentalità e la coscienza.

      Frequentavo laboratori al Liceo Scientifico, all’Università, quelli di riparazione elettronica di amici, e ho/avevo un mio personale laboratorio di elettronica, ora suddiviso in due località, ho una piccola officina meccanica con varie macchine utensili, quasi ogni cent che avevo, fin da bambino li spendevo per l’acquisto di libri, riviste ed attrezzature tecnico-scientifiche di ogni genere o quasi.

      Una delle mie passioni da ragazzo, sono stati i razzomodelli, ho costruito i primi col cartone, poi con acciaio inox, alluminio, ottone e plastica, alti anche come una persona, producevo vari tipi di propellenti solidi ... mi è andata (quasi) sempre bene!
      Uno strumento meccanico che ospitava i motori per registrare graficamente la spinta durante i collaudi, dispositivi automatici di separazione degli stadi, micro fotocamerina con pellicola a bordo.
      Servono varie conoscenze per fare questo, è stata un attività molto interessante, attorno ai 20-25 anni, molto coinvolgente, assieme a tutte le altre.
      Avevo costruito un telescopio, costruendo anche lo specchio, formandone la curvatura a partire da due grossi vetri piatti di oblò di navi, con gli abrasivi, pazientemente manovrando con le mani; ora mi fa sorridere, ma è stato lungo e faticoso.

      Se ti pare che parlo come un tecnico, ora forse in parte capisci il perché, ho raccontato qualcosa di me grattando senza troppa logica e cronologia nei miei ricordi del passato, ma è una cosa che non amo fare.

      Ora faccio escursioni fra le Alpi e foto Gigapixel.

      Non mi sento saccente, ma solo grande appassionato, e coinvolto da questi interessi da sempre.
      Talvolta e sempre più spesso sono sanamente insofferente ed i motivi per esserlo in Italia ce ne sono tanti, tutti noi lo sappiamo.

      Ora stop, tutto questo e decisamente fuori post, ho scritto fin troppo ed è del tutto non interessante qui e per voi tutti.

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    9. Ah! Sei un poliedrico appassionato, un pò come me, forse oltre: io so solo costruire razzi con i cerini e con la diet coke. Se hai fatto queste cose tempo fa, come me, hai già vissuto un pò. E come me avrai imparato che più si sviscerano gli argomenti, più questi diventano complessi. Ogni dettaglio richiede una vita di lavoro.

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  3. Va precisato - a scanso di equivoci - che i colori che danno una resa più "terrestre" NON sono i veri colori dell'ambiente marziano ma il bilanciamento del bianco citato nell'articolo è stato fatto per "terrestrizzare" la ripresa, ovvero per vedere la scena come se ci si trovasse alla medesima illuminazione della Terra.

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  4. Se qualche saccentone (non è il caso del nostro amico sopra,che NE SA e non ha detto che la verità) provasse a farsi una Simulazione di Ricerca Scientifica unita a Esplorazione Spaziale..si butterebbe dall'Empire State.

    A volte in giro,soprattutto nel Paese dei 60 milioni di CT della Nazionale (l'Italia già) sembra che sappiano tutto e che appena un coglione con la palla venga venduto tutto il resto vada a noia salvo commentare che con 2500milioni di Euro si sfama l'Africa..ma si possono dire castronate simili sopra i 15 anni?..

    Progettare un qualcosa che poi va installato e ARMONIZZATO con consumi e costi è un'INCUBO progettuale.

    Ma se il 99,99% degli uomini NORMALI (come me) non sarebbe capace di montare un motorino di un 50ino monomarcia..come cavolo si può CRITICARE un progetto come quello di mandare un SUV Atomico su un'altro pianeta?..
    Mah!

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  5. Marte è "VECCHIO"..persino più "usato" della Terra.

    Quante,a parte il MOnte Olympus o altri,parti del pianeta hanno orografie corrugate come la Terra?..

    Persino qui fra un miliardo o meno di anni..le Alpi saranno un bel ricordo.Un'ammasso di Colline morbide..

    E ciò mi ricorda qanto effimera è la nostra presenza nel Cosmo..infinitamente Unica e delicata ma..letale e infima.

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    1. Giorgio, non ti abbattere. In quella che definisci "infima" Umanità c'è anche quella fetta di Umanità che ha raggiunto Marte con Curiosity e con tutto quanto lo ha preceduto. Ci sarà sempre un bicchiere mezzo vuoto, intanto però io mi voglio concentrare sulla metà mezza piena, e l'altra magari è tutta da riempire (-:

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  6. Ragazzi e non avete sentito questa...Ora, oltre a non credere allo sbarco sulla Luna, esiste in giro qualche testa di caxxo che non crede neanche allo sbarco di Curiosity su Marte, oltre naturalmente a criticare la missione per il suo costo...
    Leggete qua i commenti assurdi di queste teste vuote:
    www.youtube.com/watch?v=0CMdPYOyX60&list=PL4985D0CBFEE25CEC&index=9&feature=plpp_video

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    1. In questo modo però non volendo gli hai fatto pubblicità e diffuso il suo link...

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  7. Posso comprendere un'ignorante che non alza manco la testa per salutare sua moglie..ma un'EUROPEO che scrive cazzate simili non lo capirò mai..

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