Až americký rover Perseverance v létě odstartuje a v únoru příštího roku přistane na Marsu, půjde o velkou událost plnou premiér. Třeba takové kamery Mastcam-Z budou nejdokonalejším párem „očí“, jaký kdy lidstvo poslalo na Mars. Tento přístroj bude například disponovat zoomovacími schopnostmi nové generace, která má usnadnit tvorbu 3D snímků. Operátoři vozítka, kteří budou pečlivě plánovat trasu každé jízdy a každý pohyb robotické paže, si prohlédnou tyto 3D snímky pomocí speciálních 3D brýlí, aby mohli lépe vidět tvary marsovského terénu.

Kamery Mastcam-Z (písmeno Z znamená již zmíněný zoom), nacházející se na hlavě roveru Perseverance, můžeme považovat za úspěšného pokračovatele odkazu kamer Mastcam, které se nachází na hlavě roveru Curiosity. Veřejnost bude tyto kamery, které však neumí zoomovat, znát hlavně díky neskutečně detailnímu panoramatickému snímku, který nedávno vznikl složením velkého množství fotek pořízených právě touto kamerou. Mastcam-Z bude schopen kromě fotek pro veřejnost, která bude chtít sledovat jeho cestu, poskytovat cenná data pro inženýry, kteří rozhodují o navigaci vozítka. Údaje ocení i vědci, kteří budou moci snáze vybrat zajímavé kameny k bližšímu studiu.

3D vytištěný model Mastcam-Z. Skutečná kamera roveru Perseverance má čočky umožňující zoom 3:1.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Už se na to pomalu zapomíná, ale i kamery Mastcam na Curiosity měly původně umět zoomovat. Ukázalo se však, že tato schopnost není tak jednoduchá. Kamera nemá velké rozměry a navíc inženýry tlačil čas startu. „Podle původního plánu měla Curiosity mít zoomovatelné kamery, které by byly schopné přejít na extrémně širokoúhlý záběr, jaký známe ze spaghetti westernů,“ popisuje Jim Bell z Arizona State University, hlavní vědecký pracovník přístroje Mastcam-Z a zároveň zástupce hlavního vědeckého pracovníka kamer Mastcam a dodává: „Získali bychom tak úžasnou panoramatickou perspektivu, ale ukázalo se, že vzhledem k omezenému času by bylo velmi náročné vše stihnout.“

MastCam 34 mm, letový exemplář z roveru Curiosity.
Zdroj: https://planetary.s3.amazonaws.com

Místo zoomovacích kamer proto Curiosity dostala dvě kamery s odlišnou optikou – jedna má optický systém uzpůsobený pro snímky s úzkým zorným pojem a jedná se tedy o teleobjektiv. Druhá pak disponuje optikou pro širokoúhlé snímkování. Snímky z obou kamer se dají skládat do stereofotek, ale není to jen tak. Z vlastní podstaty zabírá širokoúhlá kamera mnohem větší zorné pole než kamera s teleobjektivem. K pořízení stejně velkého snímku proto musí teleobjektiv pořídit devět fotek.

Kamery Mastcam-Z na Perseverance všechno zjednodušují. Obě se zazoomují na stejnou úroveň a pak „jedním zmáčknutím spouště“ vzniknou dvě fotky, ze kterých se dá přímo vytvořit 3D obrázek. Tento přístup je jednak jednodušší, ale také vyžaduje pořízení méně snímků – a tedy i menší datový objem pro odeslání k Zemi.

Co převzala MastcamZ z původní zoomovací Mastcam MSL/Curiosity. Červeně: velké rozdíly, žlutě malé rozdíly, modře prvky nutné zadat do výroby.
Zdroj: https://planetary.s3.amazonaws.com

Jak již bylo uvedeno výše, nové kamery nebudou sloužit jen pro hledání nejbezpečnější cesty. Mastcam-Z pomůže geologům vytipovat vědecky zajímavé objekty a celkově lépe porozumět okolní krajině, ve které budou vzorky odebírány. Díky fotkám bude možné vše zasadit do širšího kontextu – sesunuly se tyhle kameny z tohohle srázu, nebo pochází spíše z nějaké dávné řeky?

Mastcam-Z ukázka návrhu zoom mechanismu
Zdroj: https://planetary.s3.amazonaws.com

NASA s trochou nadsázky říká, že Mastcam-Z nabídne vědcům doslova nadlidský pohled na krajinu v různých vlnových délkách včetně těch, které lidské oko nevidí. Prohlídka terénu třeba v ultrafialové nebo infračervené části spektra může odhalit místa dopadů meteoritů, nebo barevné rozdíly naznačující že by si dané místo zasloužilo bližší analýzu dalšími přístroji.

Mastcam-Z rozhodně není spektrometr, který používá záření k detailní chemické analýze vzorku. „Ale může poskytnout náznaky ohledně obsažených minerálů, na které mohou další přístroje navázat,“ uvedl Bell. Kamerový systém má být navíc schopen snímat marsovské nebe včetně slunce. Můžeme se tak těšit na zajímavé fotky z tranzitů marsovských měsíců, nebo měření spojená s prachovými bouřemi či vznikem oblačnosti v různých částech roku.

Mastcam-Z: CAD model v řezu
Zdroj: https://planetary.s3.amazonaws.com

Jim Bell se s fotkami z Marsu poprvé potkal jako jedenáctiletý, když je viděl v televizních zprávách. Tehdy šlo o snímky, které v roce 1976 poslaly landery Viking. Následně byl tento odborník členem týmu kolem mise Mars Pathfinder a u vozítek MER (tedy Spirit a Opportunity) již vedl tým kolem kamer Pancam. Všechny tyto fotografie nadchly a inspirovaly mnoho budoucích vědců a inženýrů.

3D CAD model Mastcam-Z
Zdroj: http://planetary.s3.amazonaws.com

Snímky kráteru Jezero od roveru Perseverance mají být užitečné pro vědecký a inženýrský tým, ale také mají zaujmout zájemce z řad široké veřejnosti. Proto vznikly plány na sdílení snímků z Mastcam-Z a mozaiek vytvořených amatérskou komunitou na veřejně dostupné webové stránce. „Je pro nás důležité, aby veřejnost cítila, že se na misi nějak podílí,“ uvedl Bell a dodal: „Snímky z Mastcam-Z patří nám všem.“

Vozítko Perseverance vážící 1025 kilogramů má startovat mezi 17. červencem a 5. srpnem letošního roku. Ať už odstartuje kterýkoliv den, k přistání v kráteru Jezero dojde 18. února 2021. Rover zde bude pátrat po stopách dávného života, prostuduje zdejší klima i geologii. Kromě toho také odebere vzorky určené k dopravě na zemi a vyšlape cestu budoucím astronautům, kteří se jednou k Marsu vydají.

Kamery na vozítku Perseverance.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23316-annotated-16.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia22101-16.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/assets/images/spacecraft/2015/20151103_Mastcam-34.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/…Mastcam-z-heritage-from-MSL-zoom-Mastcam.png
https://planetary.s3.amazonaws.com/…/mastcam-z/20140802_MastcamZ-zoom-design.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/…/mastcam-z/20140802_MastcamZ-CAD-Model.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/…/mastcam-z/20140802_MastcamZ.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia22103-16.jpg