Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Wpatruję się w cienie księżyca | Wiadomości z Mirage

Sztuczna inteligencja zapewnia teraz wyraźniejsze obrazy księżycowych kraterów zawierających lód wodny

Obszary polarne Księżyca są domem dla kraterów i innych zagłębień, które nigdy nie otrzymują światła słonecznego. Dziś grupa naukowców kierowana przez Instytut Maxa Plancka ds. Badań Układu Słonecznego (MPS) w Niemczech prezentuje w czasopiśmie Nature Communications obrazy o najwyższej rozdzielczości obejmujące 17 takich kraterów. Kratery tego typu mogą zawierać zamarzniętą wodę, co czyni je atrakcyjnymi celami przyszłych misji księżycowych, a naukowcy skupili się bardziej na stosunkowo małych, dostępnych kraterach otoczonych łagodnymi klifami. W rzeczywistości trzy kratery okazały się znajdować w niedawno ogłoszonym obszarze misji NASA Volatile Exploration Vehicle (VIPER), który ma wylądować na Księżycu w 2023 roku. Trudne, dotychczasowe wysiłki opierały się na długim czasie ekspozycji , co skutkuje rozmazywaniem i niższą rozdzielczością. Wykorzystując światło słoneczne odbite od pobliskich wzgórz i nową metodę przetwarzania obrazu, naukowcy stworzyli obrazy z szybkością dwóch metrów na piksel, co jest równoważne lub bardzo zbliżone do najlepszych możliwości kamer.

Krater i 17 nowo zbadanych zagłębień znajdują się w pobliżu bieguna południowego. Podczas gdy najmniejszy z tych regionów (strefa 11) ma powierzchnię zaledwie 0,18 km2, największy (strefa 9) ma 54 km2. Strefa 9 nie znajduje się w pokazanym tutaj odcinku Antarktyki, ale znajduje się nieco dalej na północ, w basenie Schrödingera. Przedstawione tutaj reprezentacje powierzchni Księżyca są oparte na danych wysokościomierza z Lunar Reconnaissance Orbiter.

© MPS / University of Oxford / NASA Ames Research Center / FDL / SETI Institute

Księżyc to zimna i sucha pustynia. W przeciwieństwie do Ziemi nie jest otoczony ochronną atmosferą, a woda, która była obecna podczas formowania się Księżyca, od dawna wyparowała pod wpływem promieniowania słonecznego i uciekła w kosmos. Jednak kratery i depresje w rejonach polarnych dają pewne powody do nadziei na ograniczone zasoby wody. Naukowcy z MPS, Oxford University i NASA Ames Research Center przyjrzeli się bliżej niektórym z tych regionów.

READ  Sonda NASA do badania planetoid na Jowiszu

„W pobliżu księżycowego bieguna północnego i południowego wpadające światło słoneczne wpada do kraterów i zagłębień pod bardzo płytkim kątem i nigdy nie dociera do niektórych ich pięter” – wyjaśnia naukowiec MPS, dr Valentin Bickle, pierwszy autor nowego artykułu. W tę „wieczną noc” temperatury w niektórych miejscach są tak niskie, że zamarznięte wody mają przetrwać miliony lat. Mogły je dostarczyć zderzenia z komet lub asteroid, mogły zostać zdmuchnięte przez erupcje wulkaniczne lub powstałe w wyniku interakcji powierzchniowych z wiatrem słonecznym. Pomiary strumienia neutronów i promieniowania podczerwonego uzyskane przez sondy kosmiczne w ostatnich latach wskazują na obecność wody w tych rejonach. Ostatecznie, satelita monitorujący i wyczuwający krater NASA (LCROSS) dostarczył bezpośrednich dowodów: dwanaście lat temu sonda wystrzeliła pocisk w ocieniony koszmarem krater antarktyczny. Jak wykazała późniejsza analiza, chmura pyłu wyemitowana w kosmos zawiera dużą ilość wody.

Jednak obszary trwale zacienione mają nie tylko znaczenie naukowe. Jeśli ludzie spędzają dłuższy czas na Księżycu, naturalnie występująca woda będzie cennym zasobem, a zacienione kratery i depresje będą ważnym miejscem docelowym. Na przykład bezzałogowy łazik NASA VIPER zbada region Antarktyki w 2023 roku i wejdzie do takich kraterów. Aby z wyprzedzeniem uzyskać dokładny obraz terenu i geologii – na przykład do celów planowania misji – niezbędne są obrazy z sond kosmicznych. Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) NASA dostarcza takie obrazy od 2009 roku.

Jednak robienie zdjęć w głębokiej ciemności trwale zacienionych obszarów jest bardzo trudne; W końcu jedynymi źródłami światła są światło rozproszone, takie jak odbite od ziemi i otaczającego terenu oraz słabe światło gwiazd. „Ponieważ statek kosmiczny jest w ruchu, obrazy LRO są całkowicie rozmyte przy długich czasach naświetlania” – wyjaśnia Ben Mosley z Uniwersytetu Oksfordzkiego, współautor badania. Przy krótkich czasach naświetlania rozdzielczość przestrzenna jest znacznie lepsza. Jednak ze względu na niewielką ilość dostępnego światła w tych obrazach dominuje szum, co utrudnia rozróżnienie prawdziwych cech geologicznych.

READ  Covid-19 NSW: Nowe przypadki zarejestrowane, gdy klaster Bondi rośnie w Sydney

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali algorytm uczenia maszynowego o nazwie HORUS (U-net High Effective Noise Removal Program), który „czyści” takie zaszumione obrazy. Wykorzystuje ponad 70 000 skalibrowanych zdjęć LRO wykonanych po ciemnej stronie Księżyca, a także informacje o temperaturze kamery i trajektorii statku kosmicznego, aby odróżnić, które struktury na zdjęciu są artefaktami, a które są rzeczywiste. W ten sposób naukowcy mogą osiągnąć rozdzielczość około 1-2 metrów na piksel, czyli od pięciu do dziesięciu razy wyższą niż rozdzielczość wszystkich wcześniej dostępnych obrazów.

‘>

Jak dotąd nazwany krater (obszar 1 na rysunku 1) w południowym regionie polarnym Księżyca. Znajduje się na płaskowyżu Leibnitz, w bliskiej odległości od docelowego obszaru misji sondy NASA Polar Exploration Rover (VIPER). Lewy obraz przedstawia zdjęcie wykonane przez Lunar Reconnaissance Orbiter. Wewnętrzna część dziury jest prawie niewidoczna. Prawy obraz przedstawia ten sam obraz po przetworzeniu za pomocą algorytmu uczenia maszynowego HORUS.

© Linki: NASA/LROC/GSFC/ASU; Richts: MPS / University of Oxford / NASA Ames Research Center / FDL Institute / SETI

Korzystając z tej metody, naukowcy ponownie ocenili obrazy 17 zacienionych obszarów regionu bieguna południowego Księżyca o wielkości od 0,18 do 54 kilometrów kwadratowych. Na uzyskanych obrazach wyraźniej niż wcześniej można rozróżnić małe struktury geologiczne o szerokości zaledwie kilku metrów. Struktury te obejmują bardzo małe skały lub kratery, które można znaleźć wszędzie na powierzchni księżyca. Ponieważ Księżyc nie ma atmosfery, bardzo małe meteory często spadają na jego powierzchnię i tworzą tak małe kratery.

„Dzięki nowym zdjęciom HORUS można teraz lepiej niż wcześniej zrozumieć geologię zacienionych obszarów na Księżycu” – wyjaśnia Moseley. Na przykład liczba i kształt małych kraterów dostarcza informacji o wieku i składzie powierzchni. Ułatwia również identyfikację potencjalnych przeszkód i zagrożeń dla poruszających się pojazdów lub astronautów. W jednym z badanych kraterów, położonym na płaskowyżu Leibnitza, badacze odkryli mały, uderzająco jasny krater. „Jego stosunkowo jasny kolor może wskazywać, że ta dziura jest stosunkowo mała” – mówi Bickle. Naukowcy sugerują, że ponieważ taka nowa blizna zapewnia niezakłócony wgląd w głębsze warstwy, ta strona może być interesującym celem przyszłych misji.

Nowe obrazy nie dostarczają śladów zamarzniętej wody na powierzchni, jak jasne plamy. Bickle domyśla się, że „niektóre obszary, na które namierzyliśmy, mogą być nieco zbyt gorące”. Możliwe, że woda księżycowa w ogóle nie istnieje jako wyraźnie widoczne osady na powierzchni – zamiast tego może mieszać się z regolitem i pyłem lub może być ukryta pod ziemią.

Aby odpowiedzieć na to i inne pytanie, kolejnym krokiem naukowców jest wykorzystanie HORUS do zbadania jak największej liczby zacienionych obszarów. “W obecnym poście chcieliśmy pokazać, co potrafi nasz algorytm. Teraz chcemy zastosować go tak wszechstronnie, jak to możliwe” – mówi Bickle.

Ta praca została umożliwiona przez Frontier Development Lab (FDL.ai). FDL to umowa o współpracy pomiędzy NASA, SETI Institute (seti.org) i Trillium Technologies Inc, we współpracy z Luksemburską Agencją Kosmiczną i Google Cloud.

/Ogólne wydanie. Ten materiał pochodzi z oryginalnej organizacji (organizacji) i może mieć charakter czasowy i jest zredagowany dla jasności, stylu i długości. Wyrażone opinie i opinie są opiniami autora(ów). Zobacz w całości Tutaj.