Fernerkundungsbilder des Mars enthalten umfangreiche Informationen über seine Oberflächenmorphologie, Topographie und geologische Struktur. Diese Daten sind für wissenschaftliche Forschung und Erkundungsmissionen des Mars von grundlegender Bedeutung. Vor Chinas erster Marserkundungsmission wurden Daten von sechs fortschrittlichen optischen Bildgebungssystemen verschiedener Missionen in der Marsumlaufbahn verwendet, um globale/nahezu globale Bilddatensätze des Mars mit räumlichen Auflösungen von besser als 1 km zu erstellen.
Was globale Farbbilder angeht, hat die beste Version von Mars Viking Colorized Global Mosaic jedoch eine Auflösung von ungefähr 232 m/Pixel. Globale Farbbilder des Mars im Hundert-Meter-Maßstab und mit höherer Auflösung fehlen.
Neue Daten der Tianwen-1-Mission haben den Grundstein für die Entwicklung einer hochauflösenden globalen Farbbildkarte des Mars mit hoher Positionsgenauigkeit gelegt. Bis zum 25. Juli 2022 hatte die Tianwen-1 Moderate Resolution Imaging Camera (MoRIC) während ihrer Fernerkundungsmission 284 Umlaufbahnen abgeschlossen und 14.757 Bilder mit räumlichen Auflösungen zwischen 57 und 197 m aufgenommen.
Die gesammelten Bilder deckten die gesamte Marsoberfläche ab. Fast gleichzeitig wurden vom Tianwen-1 Mars Mineralogical Spectrometer insgesamt 325 Datenstreifen im sichtbaren und nahinfraroten Bereich aufgenommen, mit räumlichen Auflösungen von 265–800 m.
Unter Verwendung der oben genannten Daten leiteten Professor Li Chunlai vom Nationalen Astronomischen Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Professor Zhang Rongqiao vom Lunar Exploration and Space Engineering Center das Tianwen-1-Wissenschaftsteam und seine Mitarbeiter bei der Durchführung von Forschungen zur Bilddatenverarbeitung und globalen Kartierung des Mars. Die Forschung ist veröffentlicht im Journal Wissenschafts-Bulletin.
In dieser Studie wurde die Bündelausgleichungstechnologie eingesetzt, um die ursprünglichen Messdaten der Umlaufbahn zu optimieren. Der Mars wurde dabei als einheitliches Ausgleichsnetzwerk behandelt, wodurch die Positionsabweichung zwischen einzelnen MoRIC-Bildern auf unter 1 Pixel reduziert und eine „nahtlose“ globale Bildmosaikierung auf Pixelebene erreicht wurde.
Helligkeit und Farbkonsistenz der globalen Bilder wurden durch Farbkorrektur und globale Farbgleichmäßigkeit sichergestellt. Die wahren Farben der Marsoberfläche wurden mithilfe des MMS an Bord des Orbiters Tianwen-1 gemessen und eine echte Farbreferenz für die Marsoberfläche wurde zur Wiederherstellung echter Farben erstellt.
Im Rahmen dieser Studie wurden ein globaler Farbbilddatensatz und eine Karte des Mars (Tianwen-1 Mars Global Color Orthomosaic 76 m v1) mit einer Auflösung von 76 m und einer horizontalen Genauigkeit von 68 m erstellt und veröffentlicht.
Die Tianwen-1 Mars Global Color Orthomosaic-Datenprodukte schließen die Lücke bei der hochpräzisen Positionierung globaler Mars-Farbbilddatenprodukte im Maßstab von mehreren zehn Metern. Es handelt sich derzeit um die globale Echtfarbenbildkarte des Mars mit der höchsten Auflösung und verbessert die Auflösung und Farbauthentizität häufig verwendeter globaler Marsbilder erheblich.
Dieses Kartierungsprodukt kann als neue globale Basiskarte des Mars dienen und eine qualitativ hochwertigere geografische Referenz für internationale Kollegen bieten, um Bildkartierungen des Mars in Maßstäben von mehreren zehn Metern, Metern und Submetern durchzuführen und darüber hinaus nachfolgende Marserkundungsmissionen und wissenschaftliche Forschungen zu unterstützen.
Weitere Informationen:
Jianjun Liu et al., Ein globaler Farbbilddatensatz mit 76 m pro Pixel und eine Karte des Mars von Tianwen-1, Wissenschafts-Bulletin (2024). DOI: 10.1016/j.scib.2024.04.045