Immagine che mostra un'immagine da HiRISE, Beagle 2 simulato alla stessa scala in primo piano e confronto tra immagine reale e immagine simulata utilizzando pixel di dimensioni HiRISE in primo piano. Credito:De Montfort University/Università di Leicester/Beagle 2/NASA/JPL/Università dell'Arizona
Gli scienziati di Leicester si sono avvicinati di un passo alla comprensione esatta di cosa è successo allo sfortunato Mars Lander Beagle 2, grazie ad una tecnica di ricerca innovativa.
La sonda è stata scoperta sul Pianeta Rosso nel novembre 2014 ma l'incertezza circondava ciò che aveva causato la sua incapacità di comunicare con la Terra.
Ora, una collaborazione tra la De Montfort University e l'Università di Leicester, ha utilizzato la tecnologia di modellazione 3D per rivelare per la prima volta che Beagle 2 ne ha schierati almeno tre, e forse tutti e quattro, dei pannelli solari che avrebbe dovuto atterrare sulla superficie del pianeta.
La scoperta riscriverà le conoscenze scientifiche sul Lander colpito:in precedenza si pensava che forse solo due dei quattro pannelli solari fossero stati installati.
Beagle 2 faceva parte della missione ESA Mars Express lanciata nel giugno 2003. Mars Express è ancora in orbita attorno a Marte e restituisce dati scientifici sul pianeta. Beagle 2 è stato espulso con successo dalla navicella spaziale Mars Express dell'ESA il 19 dicembre 2003, ma non è riuscito a inviare un segnale il giorno di Natale, il giorno previsto per l'atterraggio su Marte. Si presumeva perduto fino a oltre un decennio dopo, quando il mistero di ciò che era accaduto alla missione fu risolto attraverso le immagini scattate dal Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA.
Nonostante il suo rilevamento, a causa delle ridotte dimensioni del lander e della risoluzione della telecamera HiRISE sull'MRO, l'esatta configurazione del lander su Marte non era chiara, nonostante la raccolta di 8 immagini del lander e l'uso di tecniche avanzate di elaborazione delle immagini.
Ora i ricercatori della De Montfort University e dell'Università di Leicester hanno lavorato insieme per trovare un nuovo modo per rilevare la configurazione del lander.
Professor Mark Sims, l'ex responsabile della missione Beagle 2 e professore di astrobiologia e strumentazione spaziale presso l'Università di Leicester ha ideato il concetto di "analisi di riflessione" - di abbinare immagini simulate e reali di Beagle 2.
Immagine che mostra l'orientamento del Lander, e Tilt che consente la migliore corrispondenza. Credito:Università De Montfort
La tecnica si basa sulla simulazione delle possibili configurazioni del lander sulla superficie e sul confronto della luce solare riflessa dal lander simulato con le immagini non elaborate disponibili dalla telecamera HiRISE a diversi angoli del sole.
Il professor Sims si è rivolto a un team della De Montfort University per realizzare il suo concetto. Software disponibile in commercio utilizzato per la modellazione 3D, animazione, effetti visivi e progettazione di simulazione sono stati adattati per consentire questa analisi.
Nick Higgett, leader del team di simulazione della De Montfort University, ha dichiarato:"Questa è stata un'entusiasmante collaborazione con il Centro di ricerca spaziale dell'Università di Leicester. Il team di De Montfort era responsabile di tutto il lavoro di simulazione 3D per testare il concetto di analisi della riflessione. Al fine di Fai questo, la nostra specialista di visualizzazione Teodora Kuzmanova ha dovuto creare un modello 3D fisicamente accurato del Beagle 2 Mars Lander con superfici che riflettessero accuratamente la luce solare virtuale. L'angolo del sole doveva essere simulato insieme alla posizione di una fotocamera virtuale in grado di scattare foto equivalenti al Reconnaissance Orbiter della NASA. Infine queste immagini dovevano essere pixelate per corrispondere alla risoluzione delle immagini dell'Orbiter.
"Il confronto visivo tra le immagini reali e quelle simulate potrebbe quindi iniziare a identificare quale configurazione di atterraggio (1, 2, 3 o 4 pannelli solari distribuiti) era la soluzione migliore. Questo era originariamente un progetto di prova del principio. Però, siamo lieti di dire che siamo andati ben oltre questo piano originale per raggiungere questa entusiasmante conclusione che Beagle 2 non si è schiantato ma è atterrato e probabilmente ha schierato la maggior parte dei suoi pannelli. Speriamo che questi risultati aiutino a risolvere un mistero a lungo tenuto e andranno a beneficio di eventuali future missioni su Marte".
Il professor Mark Sims ha aggiunto:"Sebbene il concetto di "analisi di riflessione" fosse mio, non sapevo che avrebbe funzionato. Grazie allo sforzo del team della De Montfort University hanno dimostrato che questo concetto poteva funzionare e abbiamo raccolto più informazioni sulla mancata comunicazione di Beagle 2 e siamo un passo più vicini a sapere cosa è successo.In realtà potremmo ovviamente non sapere mai esattamente cosa ha causato la sua mancata comunicazione dopo quello che è stato confermato come un atterraggio riuscito, che è stato un risultato fantastico per il team Beagle 2. Il lavoro mostra in modo frustrante che Beagle 2 è arrivato così vicino a funzionare come previsto su Marte.
"Questa collaborazione universitaria unica tra scienziati spaziali e designer digitali ha permesso di mettere in pratica e testare questo concetto di analisi della riflessione e alla fine di produrre questi risultati entusiasmanti".
Immagine che mostra uno scudo termico simulato, immagini reali di scudo termico e immagine simulata utilizzando i pixel HiRISE. Credito:De Montfort University/Università di Leicester/Beagle 2/NASA/JPL/Università dell'Arizona
Nick Higgett, leader del gruppo MA Digital Design presso DMU, insieme agli specialisti 3D Teodora Kuzmanova e al dottor Eric Tatham, utilizzato software 3D per modellare la scena in tre dimensioni, regolare la posizione del sole e l'angolo di riposo e l'orientamento del Beagle 2, spiegando i quattro pannelli solari a diverse angolazioni prendendo le condizioni di illuminazione sul pianeta fino a quando non hanno trovato la migliore corrispondenza visiva con quanto mostrato dalle immagini originali della NASA. Queste simulazioni sono state quindi adattate per riprodurre la risoluzione e il punto di vista della navicella spaziale della NASA.
Marco Sims, Professore di Astrobiologia e Strumentazione Spaziale presso l'Università di Leicester (UL), l'ex Mission Manager di Beagle 2 che ha derivato il concetto e il dottor Jim Clemmet, ex capo ingegnere Beagle 2, ha consigliato il team DMU sui dettagli tecnici del lander e di Marte. Il professor Sims e i colleghi di UL hanno confrontato le immagini (simulate e reali) a un livello dettagliato e hanno ricavato le corrispondenze ravvicinate.
Questo lavoro ha confermato che la trasmissione dell'antenna sarebbe stata probabilmente ostacolata da uno dei pannelli che non si apriva correttamente, confermando la tesi precedentemente ipotizzata.
Il signor Higgett ha detto che era il più vicino possibile a una spiegazione definitiva senza atterrare sul pianeta stesso.
La migliore configurazione a quattro pannelli è con un angolo di inclinazione diverso, in termini di angolo dei pannelli rispetto al coperchio di Beagle 2, rispetto alla configurazione a 3 pannelli. Questa analisi conferma anche che lo scudo termico anteriore Beagle 2 è stato rilevato su Marte e che ora sono noti anche la sua configurazione e orientamento. Questo lavoro fornisce ulteriori informazioni all'analisi del motivo per cui Beagle 2 non è riuscito a trasmettere dalla superficie di Marte e integra altre tecniche come l'imaging a super risoluzione come condotto dal professor Jan-Peter Muller e dal suo team presso l'University College di Londra annunciato nell'aprile 2016.
I ricercatori, che intendono pubblicare i loro risultati, aggiungere:"L'analisi attuale è che riteniamo pienamente coerente con quest'altro lavoro che combina i dati di tutti i diversi angoli del sole.
"Questo lavoro (ulteriormente) conferma che la voce, La sequenza di discesa e atterraggio (EDL) per Beagle 2 ha funzionato come previsto e il lander è atterrato con successo su Marte il giorno di Natale del 2003.
"Però, per un motivo non ancora confermato e non rilevato non è riuscito a comunicare dopo l'atterraggio, sebbene la distribuzione incompleta per un motivo sconosciuto continui a essere la probabile causa primaria, in particolare nel caso di installazione a tre pannelli in cui l'antenna RF non sarebbe in grado di trasmettere attraverso il quarto pannello non implementato."
Gli scienziati aggiungono che la tecnica di "analisi di riflessione" utilizzata per questa ricerca potrebbe trovare applicazioni in altri campi in cui è presente una sorgente di illuminazione e il bersaglio ha un insieme limitato di configurazioni ed è di natura altamente riflettente. "Ulteriori analisi delle immagini di Beagle 2 utilizzando la tecnica, soggetto a finanziamenti aggiuntivi e idealmente altre immagini con una varietà di angoli del sole, potrebbe definire ulteriormente la configurazione del primo lander britannico dell'ESA ad atterrare su Marte, " affermano.
