مریخ هرگز به این شکل دیدهنشده بود. پس از دو دهه حضور در مدار، یک فضاپیمای اروپایی برای اولین بار سیاره را به رنگهایی نشان داد که تا بهحال نمیتوانستید ببینید — جراحتهای مخفی، اسرار باستانی و منظرهای که تمام تصورات قبلی ما از سیاره سرخ را بازنویسی میکند.
یک موزائیک جدید و خیرهکننده رنگ حقیقی مریخ در حال تغییر نحوهی دید دانشمندان — و عموم مردم — به سیاره سرخ است. برای دههها، مریخ با رنگهای قرمز و قهوهای مبالغهشده نمایش داده میشد، که اغلب برای ایجاد اثر دراماتیک تنظیم میگردید. اکنون، تصویری مبتنی بر دادهها، کاملاً بر پایه طولامواج نوری، واقعيترین نمایی است که تا کنون از مریخ از مدار دیده شده.
این تصویر توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) با استفاده از دوربین استریو با وضوح بالا (HRSC) بر روی مأموریت طولانیمدت مارس اکسپرس تولید شده است؛ که تا به امروز دقیقترین و رنگدقیقترین نقشه جهانی مریخ را ارائه میدهد. این نقشه تمام سطح سیاره را با وضوحی حدود ۲ کیلومتر به ازای هر پیکسل پوشش میدهد و از دهها هزار مشاهدات جمعآوریشده در بیش از ۲۰ سال ساخته شده است.
نتیجه یک سیاره پوشیده از سرخ نیست، بلکه یک موزائیک دقیق است — خاکستریهای کمرنگ، زردها، نارنجیها و آبیهای ملایم که تنوع معدنی مریخ را به تصویر میکشد. مناطقی که توسط فعالیتهای آتشفشانی باستانی، مواد معدنی هیدراته و طوفانهای گرد و غبار مکرر شکل گرفتهاند، با وضوح جدیدی آشکار میشوند.
مریخ همانگونه که چشم انسان میتواند ببیند
دوربین HRSC بر روی مارس اکسپرس بهطور خاص برای ساخت این موزائیک مناسب است. برخلاف بسیاری از دوربینهای فضایی که برای تصویربرداری با فیلتر واحد بهینهسازی شدهاند، HRSC همزمان چندین کانال رنگی را ثبت میکند و نمایهای استریوی سهبعدی با وضوح بالا از سطح زمین ایجاد میسازد. تیم از این ویژگیها برای تولید یک نقشه جهانی با کالیبراسیون رنگی استفاده کرد که هم تضادهای ریز معدنی و هم سایهسازی واقعی را حفظ میکند.
این کار یک عملیات ساده شلیک و عکاسی نبود. دادههای خام با چالشهای متعددی مواجه بودند: سطوح متغیر غبار مریخ، زاویههای متغیر نور خورشید و مه جوی نیاز به تنظیمات دقیق در هزاران نوار تصویری داشتند. هر تصویر باید بهصورت رادیومتریک تصحیح، بهطور هندسی همتراز و رنگی نرمالسازی میشد تا تصویری بدون درز از سیاره تولید شود.
ESA در صفحهٔ رسمی ابزارهای مارس اکسپرس توضیح میدهد که پیکربندی نه حسگر خطی CCD در دوربین HRSC امکان تصویربرداری چندطیفی، استریو و با وضوح بالا را در یک عبور مداری فراهم میکند. این ابزار که بهطور خاص برای نقشهبرداری زمینشناسی طراحی شده، در ساخت یک رکورد بصری پیوسته از مریخ نقش مرکزی دارد.
بیش از یک دههٔ مدارهای همپوشانی به فضاپیما اجازه داد تا مناطق یکسان را تحت شرایط مختلف بارها عکسبرداری کند. این عبورهای مکرر در حذف ناهماهنگیها و تولید یک رنگبندی یکنواخت در سراسر نقشه مؤثر بودند.
رنگها بهطور واقعی چه میگویند
در این زمینه، رنگ تنها یک ویژگی زیباییشناختی نیست — بلکه علمی است. موزائیک رنگ حقیقی به پژوهشگران امکان میدهد تا شنهای بازالتی، رسوبات سولفات، گلهای غنی از آهن و دیگر ویژگیهای زمینشناسی مربوط به فعالیتهای آتشفشانی و آبی باستانی مریخ را شناسایی کنند.
مناطق خاکستری تیره و سیاهوار، بهعنوان مثال، جریانهای لاوا فرسوده و دشتهای آتشفشانی را نشان میدهند. نواحی روشنتر، که اغلب در موزائیک به صورت زرد یا سبز کمرنگ ظاهر میشوند، مناطق غنی از گل را که در حضور آب شکل گرفتهاند نشان میدهند — سرنخهایی از زمانی که ممکن است سیاره میزبان محیطهای قابل سکونت بوده باشد.
این وضوح ترکیبی با مقایسه با سایر مجموعهدادهها تقویت میشود، از جمله دادههای ابزارهایی مانند OMEGA، یک طیفسنج روی مارس اکسپرس که مواد معدنی سطحی را در باندهای مرئی و مادونقرمز شناسایی میکند.
این تصویر همچنین وضوحی برای ویژگیهای بزرگمقیاس مانند دره مارینریس، کوههای ثارسیس و حوضه هللاس فراهم میکند، که به پژوهشگران زمینهٔ بصری بهتری برای تفسیر تاریخ تکتونیک مریخ، فرآیندهای فرسایشی و تغییرات اقلیمی میدهد.
بیست سال مشاهدات مریخ به ثمر نشست
موزائیک از دادههای تصویری جمعآوریشده بین سالهای ۲۰۰۴ تا ۲۰۲۲ ساخته شده است، که مشارکتهای کلیدی از مجموعهای از عبورهای با ارتفاع بالا بین سالهای ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۹ تأمین میگردد. این مدارها پوشش گستردهای را فراهم کردند که دادههای نزدیکدورنمایی قبلی را تکمیل کرده، شکافها را پر کرده و مقیاس رنگی را در سراسر نیمکرهها یکپارچه کرد.
بهجای صافکردن تمام سایهها بهمنظور روشنایی یکدست، تیم تصمیم گرفت تضادهای طبیعی نور را حفظ کند. این تصمیم به حفظ قابلیت خوانایی توپوگرافی کمک میکند و به بیننده امکان میدهد تا شیبها، دهانهها و تپهها را بر اساس شکل افت نور روی آنها تفسیر کند — مشابه آنکه چشم انسان عمق را میداند.
آرشیو رسانهای مارس اکسپرس سازمان ESA اکنون این موزائیک جدید را بهصورت برجسته نشان میدهد. این موزائیک محصولات سهبعدی HRSC را تکمیل میکند و لایهٔ ارزشمندی از زمینهٔ طیفی برای مأموریتهای آینده فراهم میسازد.
مرکز هوافضای آلمان (DLR) که HRSC را مدیریت میکند، همچنان رهبری علمی در زمینه تصویربرداری مریخ را ادامه میدهد. مرکز دیجیتالی آنها، DLR.de، شامل بهروزرسانیهای مربوط به مأموریت و پروژههای پژوهشی سیارهای مرتبط است.
آینده تصویربرداری سیارهای
چیزی که این انتشار را استثنایی میکند، نه تنها دقت آن است، بلکه نحوهٔ بازنگری مریخ — هم از نظر بصری و هم علمی — است. با این پایهٔ رنگ حقیقی، پژوهشگران اکنون مرجعی دارند که هم از نظر زیباییشناسی دقیق و هم از نظر تحلیلی مستحکم است.
موزائیک همچنین راه را برای تحلیل سیارهای مبتنی بر هوش مصنوعی هموار میکند. مدلهای یادگیری ماشین که بر پایه دادههای HRSC آموزشدیدهاند میتوانند انواع زمینمانند را طبقهبندی کنند، الگوهای فرسایشی را شناسایی کنند و تغییرات فصلی سطحی را در طول زمان پیگیری کنند. این به معنای خودکارسازی بیشتر، بینشهای سریعتر و مدلهای پیشبینی بهتر برای رفتارهای اقلیمی و زمینشناسی بر روی مریخ است.
مارس اکسپرس، که در ابتدا برای یک مأموریت دوساله برنامهریزی شده بود، اکنون در ۲۲ سالهٔ عملیات است. طول عمر آن — و کیفیت دادههایی که همچنان ارائه میدهد — نشان میدهد که چگونه ماموریتهای ارثی میتوانند حتی پس از زمان طولانی به دستآوردهای بزرگی دستیابند.