Un'immagine spettacolare di Andre Kuipers, a bordo dell'ISS. La Via Lattea e l'aurora boreale, o Aurora Australis. Andre ha scattato questa foto il 1 marzo 2012, durante la sua missione di lunga durata sulla ISS, Prometti. Credito:ESA/NASA
Alcune delle immagini più belle scattate dagli astronauti dallo spazio sono dell'aurora che danza sul nostro pianeta. Ora le foto sono più che belle immagini grazie a un progetto dell'ESA che le rende scientificamente utilizzabili.
Aurora offre un mezzo visivo per studiare il tempo spaziale, le condizioni nelle regioni superiori della nostra atmosfera. Questi display colorati vengono prodotti quando le particelle caricate elettricamente dal Sole nel vento solare vengono incanalate lungo le linee del campo magnetico terrestre e colpiscono gli atomi in alto nell'atmosfera.
Proprio come il Sole è strumentale al tempo sulla Terra, l'attività solare influenza il tempo spaziale, che a sua volta può interferire con le trasmissioni radio, satelliti e persino la nostra fornitura di energia elettrica.
Gli scienziati studiano la meteorologia spaziale e l'aurora utilizzando satelliti come Cluster e Proba-2 dell'ESA, ma anche attraverso una rete di telecamere a terra. Queste telecamere sono spesso oscurate da nuvole o neve e la copertura dall'emisfero meridionale è scarsa perché non c'è molta terra alle latitudini migliori per osservare l'aurora.
Le immagini scattate dalla Stazione Spaziale Internazionale possono fornire un contesto e aggiungere informazioni migliorando le stime dell'altezza e della lunghezza dell'aurora. Alcuni raggiungono i 500 km di altezza, il che significa che la stazione a volte li attraversa.
L'astronauta dell'ESA Tim Peake ha scattato questa immagine dalla Stazione Spaziale Internazionale durante la sua missione Principia di sei mesi. Ha commentato:"La ISS è appena passata attraverso una fitta nebbia verde di aurora... inquietante ma molto bella.". Credito:ESA/NASA
Primo, le immagini devono essere trasformate in qualcosa che gli scienziati possano usare. La cosa più importante è conoscere l'ora esatta e dove puntava la fotocamera.
Le immagini vengono scaricate alla massima risoluzione e i pixel difettosi della fotocamera causati dalle radiazioni cosmiche vengono rimossi. Il software corregge la distorsione dall'obiettivo della fotocamera.
Proprio come gli esploratori del 19° secolo prima che esistessero i satelliti di navigazione, Il team dell'ESA ha guardato alle stelle come riferimento, utilizzando un software per identificare le stelle nell'immagine, e da lì calcolare la posizione precisa di ogni pixel e la sua scala.
Scorso, il tempo dell'immagine è determinato collegando le città con le loro posizioni calcolate e l'orizzonte.
Ingegnere del software e giovane tirocinante laureato ESA Maik Riechert, che ha lavorato al progetto, spiega:"Le immagini ideali per l'elaborazione sono immagini che mostrano la Terra e le stelle con l'orizzonte appena sopra il centro".
Gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale hanno scattato decine di migliaia di fotografie aurorali ad alta risoluzione temporale (1s) e spaziale (≈10″/px) come quella sopra. Il loro uso nella ricerca è tuttavia limitato in quanto spesso mancano di un orientamento accurato, scala, e informazioni sull'orario. L'obiettivo del progetto Automatic Geo-reference of Astronaut Auroral Photography è ricostruire questi dati nel modo più accurato possibile per immagini contenenti un chiaro campo stellare. L'output finale è quindi la latitudine e la longitudine di ciascun angolo di pixel a un'altezza di emissione presunta selezionabile. Credito:ESA
Mettere tutto insieme
Quando tutte le immagini sono state elaborate, i video timelapse offrono un modo per verificare che il processo sia andato liscio. Eventuali jitter o cambiamenti nel tracciamento delle stelle verranno visualizzati nel video finale, quindi una corsa regolare dimostra che le singole immagini sono pronte per l'analisi.
Ora tocca agli scienziati che possono utilizzare le informazioni extra nella loro ricerca. Trova il set di dati completo sulla pagina web di georeferenziazione automatica della fotografia aurorale degli astronauti. Un documento che descrive il metodo è disponibile qui.
Andrew Walsh dell'ESA, responsabile di questo progetto, conclude "Questo progetto dimostra che nulla è sprecato e che è possibile ottenere una scienza utile da fonti insolite".
