Ученые получили сверхточные тепловые карты Марса для поиска ресурсов
Чтобы колонизировать Марс и построить на нем первые базы, людям понадобятся местные ресурсы. Искать их выгоднее с орбиты, так как отправлять марсоходы в каждое потенциальное место посадки слишком дорого. Ученые ищут залежи льда и глины по тепловым картам, но старые орбитальные приборы дают размытую картину. Исследователи из австралийского Университета Кёртина придумали, как улучшить качество таких снимков алгоритмами машинного обучения. Они представили работу на Международном астронавтическом конгрессе и опубликовали препринт на сервере arXiv.
Орбитальные аппараты измеряют тепловую инерцию — то, как материал сопротивляется перепадам температур. Когда на Марсе заходит солнце, мелкая пыль и песок быстро остывают и выглядят темными на инфракрасной карте. Коренная порода и крупные камни удерживают солнечное тепло дольше и светятся ярче. Если составить карту горячих и холодных участков, можно определить размер частиц на поверхности. Также эти карты показывают, много ли на участке камней, есть ли там водяной лед и где безопасно сажать технику.
До сих пор тепловую инерцию чаще всего измеряли инфракрасной камерой THEMIS на аппарате Mars Odyssey, который запустили в 2001 году. Ее разрешение составляет около 100 метров на пиксель, и этого не хватает, чтобы отличить песчаную яму с камнями от голой скалы. На орбите также работает камера CRISM на аппарате Mars Reconnaissance Orbiter. Она снимает с разрешением 12 метров на пиксель. При этом инструмент работает в гиперспектральном режиме и не умеет измерять температуру.
Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой
Австралийские ученые объединили данные с обоих аппаратов. Сначала они отредактировали четкие снимки CRISM до разрешения 100 метров, чтобы они совпали с данными THEMIS. Затем они научили модель машинного обучения Extra Tree Regressor искать связи между визуальными особенностями региона и тем, как он удерживает тепло. Когда алгоритм усвоил эти связи, ему передали снимки CRISM в полном разрешении 12 метров. Ученые сгладили математические погрешности, сопоставили результат с исходными данными THEMIS и создали точную тепловую карту.
Чтобы натренировать алгоритм, исследователи выбрали кратер Гейл, где уже много лет работает марсоход Curiosity. Так они смогли сверить данные с орбиты с реальными показателями на поверхности. Авторы работы отмечают, что для других участков Марса алгоритм придется тренировать заново, а там не будет марсоходов для сверки. Тем не менее этот метод помогает искать ресурсы на другой планете. Он доказывает, что собирать точные данные можно даже приборами, которые работают в космосе десятилетиями.
На обложке генерация ProКосмос
Самое популярное
