Gli scienziati della TU Dortmund University hanno generato modelli 3D ad alta precisione del terreno all'interno dell'ellisse di atterraggio del rover ESA/Roscosmos ExoMars Rosalind Franklin. I Digital Terrain Models (DTM) hanno una risoluzione di circa 25 cm per pixel e aiuteranno gli scienziati a comprendere la geografia e le caratteristiche geologiche della regione e a pianificare il percorso del rover intorno al sito.

Per aumentare la precisione dei modelli, il team ha sviluppato una tecnica innovativa che integra i dati atmosferici nelle scene generate digitalmente. I modelli saranno presentati da Kay Wohlfarth al Joint Meeting EPSC-DPS 2019 a Ginevra lunedì 16 settembre.

I DTM si basano su immagini ad alta risoluzione di Marte dallo strumento HiRISE sul Mars Reconnaissance Orbiter della NASA. Le immagini HiRISE sono state ampiamente applicate al classico metodo stereo di combinare due immagini prese da angolazioni leggermente diverse per creare un'immagine 3D del paesaggio. Però, le tecniche stereo convenzionali hanno dei limiti quando applicate all'informe, regioni omogenee che caratterizzano molte superfici planetarie polverose e sabbiose, compreso il sito di atterraggio del rover.

Oxia Planum, il sito di atterraggio scelto dal gruppo di lavoro per la selezione dei siti di atterraggio di ExoMars dell'ESA per Rosalind Franklin, è relativamente piatto per ridurre al minimo il rischio di un atterraggio duro e per garantire l'accessibilità al rover per svolgere la sua missione. La regione contiene minerali argillosi e strutture provenienti da antichi alvei fluviali che possono contenere tracce di tracce di vita passate.

Per migliorare il DTM, il team della TU Dortmund University ha applicato una tecnica chiamata "Shape from Shading" in cui l'intensità della luce riflessa nell'immagine viene tradotta in informazioni sulle pendenze della superficie. Questi dati della pendenza sono integrati nelle immagini stereo, fornendo una stima migliore della superficie 3D e ottenendo la migliore risoluzione possibile nel paesaggio ricostruito.

Kay Wohlfarth ha spiegato:"Con la tecnica, possono essere riprodotti anche dettagli su piccola scala come le increspature delle dune all'interno dei crateri e il substrato roccioso grezzo".

Marcel Hess, primo autore dello studio, ha dichiarato:"Abbiamo prestato particolare attenzione all'interazione tra la luce e la superficie marziana. Le aree inclinate verso il Sole appaiono più luminose e le aree rivolte verso l'esterno appaiono più scure. Il nostro approccio utilizza una riflettanza congiunta e un modello atmosferico che incorpora la riflessione del superficie così come gli effetti atmosferici che diffondono e diffondono la luce."

Il rover Rosalind Franklin ExoMars trasporterà una suite di strumenti scientifici per analizzare le rocce e l'ambiente superficiale a Oxia Planum. Per guardare sotto la superficie, trasporta un trapano che recupererà i campioni e li consegnerà a un laboratorio di bordo progettato per rilevare le firme biologiche, nonché strumenti per sondare il contenuto di acqua sotterranea. La missione verrà lanciata nell'estate del 2020 su un lanciatore russo Proton-M e arriverà su Marte nel marzo 2021.