p Enquanto a espaçonave OSIRIS-REx da NASA se prepara para pousar brevemente e coletar uma amostra do asteroide Bennu em outubro, a equipe de ciência da missão, liderado pela Universidade do Arizona, trabalhou meticulosamente para criar o mapa global de mais alta resolução de qualquer corpo planetário, incluindo a Terra. O empreendimento é o mais recente na longa história de imagens e mapas celestes da universidade - que começou com os primeiros pousos lunares. p A equipe costurou 2, 155 imagens - contendo pixels que se traduzem em duas polegadas quadradas na superfície - para criar o Bennu Global Mosaic.

p "Esta é a melhor escala espacial que já mapeamos de um objeto planetário, "disse Daniella DellaGiustina, Cientista líder em processamento de imagens OSIRIS-REx. "Também não tem precedentes na forma como o usamos. Normalmente, quando a NASA escolhe um local de pouso para uma missão futura, eles têm um orbitador fazendo o reconhecimento da superfície muito antes de uma missão separada entrar em contato com a superfície. Mas fomos para Bennu sem esse luxo. Este paradigma de fazer cada etapa em sucessão próxima é único e torna as coisas exigentes. "

p A espaçonave coletou as imagens a distâncias que variam de 2,2 a 2,9 milhas acima da superfície do asteróide entre 21 de março e 11 de abril, 2019. O mosaico foi concluído em fevereiro.

p A visão detalhada de Bennu foi usada pela equipe da missão durante a seleção dos locais de coleta de amostra principal e de backup, apelidado de Nightingale e Osprey, respectivamente.

p A versão em tamanho real do mosaico foi baixada em mais de 52, 810 vezes desde que foi lançado em fevereiro.

p Fazendo um Mosaico

p Existem alguns critérios importantes que um mapa útil da superfície de Bennu precisa atender.

p "Ele precisava conter distorção mínima e boa iluminação para dar sentido à textura e ao relevo em toda a superfície, "DellaGiustina disse.

p Carina Bennett estava pronta para a tarefa. Ela tem formação em fotografia, filme e arte, tendo obtido o bacharelado em artes de mídia e redação criativa pelo UArizona e um mestrado em produção de filmes e vídeos pela University of Iowa. Ela trabalhou como videógrafa na University Communications no UArizona há quase 10 anos, enquanto simultaneamente se matriculava em cursos de ciência da computação. Seu diploma de ciência da computação e as conexões que ela construiu enquanto trabalhava para a universidade a levaram ao seu primeiro emprego na missão OSIRIS-REx. Ela agora é uma engenheira sênior da equipe de processamento de imagens da missão.

p Para criar o Bennu Global Mosaic, a equipe primeiro teve que capturar imagens da superfície usando o instrumento PolyCam.

p "PolyCam, uma das câmeras desenvolvidas pelo UArizona a bordo da espaçonave, capturou 7, 000 imagens, e eu reduzi para pouco mais de 2, 100, "Bennett disse." Procurei imagens que tivessem a melhor geometria, significando o melhor ângulo entre a espaçonave e a parte do asteróide que estávamos visualizando e o melhor ângulo entre o sol e aquela área. "

p A espaçonave tirou fotos de três ângulos orbitais predeterminados - no hemisfério norte, no equador e no hemisfério sul - isso garantiu que houvesse uma visão clara de toda a superfície do asteróide e otimizou as sombras das feições de Bennu. Embora os mapas normalmente desejem eliminar sombras, eles foram necessários neste caso para fazer os recursos de superfície se destacarem.

p "Queríamos um pouco de sombra, mas não muito e não ângulos estranhos. Foi tudo muito meticulosamente planejado, "Bennett disse.

p Então, usando um modelo 3-D do asteróide que foi criado usando um programa que inferiu a forma com base em vários ângulos de fotos, Bennett e sua equipe sobrepuseram as imagens.

p "Pegamos algumas imagens e as combinamos manualmente com locais espalhados pelo modelo de forma 3-D, "ela disse." Se eles não estiverem perfeitamente alinhados, eles parecem se mexer quando alternamos entre os dois. Colocamos cuidadosamente as fotos no lugar até encontrarmos uma combinação perfeita. Então, para colocar o resto das imagens, usamos algoritmos de computador, que combinou automaticamente as características da superfície. "

p É aqui que entra a experiência em fotografia e design gráfico de Bennett.

p "Uma coisa que não posso fazer é usar o Photoshop. Se fizéssemos isso, isso comprometeria a integridade científica. As pessoas obtêm informações científicas do brilho dos pixels, por exemplo, então não queremos manchar a ciência, "Bennett disse." Em vez disso, Tive que escolher cuidadosamente onde dividir as imagens. Eu cortei coisas como sombras ou ao longo das bordas da cratera, em vez de descer no meio de uma rocha que foi fotografada de dois ângulos de visão diferentes. Traçando cuidadosamente a topografia e combinando imagens como peças de um quebra-cabeça, Consegui deixar o mapa muito mais integrado. "

p O mosaico global final pode servir como um mapa básico para contextualizar os dados científicos futuros.

p "Quando os cientistas coletam dados espectrais (luz) refletidos e emitidos de Bennu para determinar sua composição, parecem apenas linhas irregulares e coordenadas de latitude e longitude, "Bennett disse." Portanto, ser capaz de olhar para a localização e as características correspondentes no mapa é extremamente útil na interpretação desses dados. "

p Imagens individuais também não são tão úteis quanto um mapa de alta definição, DellaGiustina disse.

p "Isso pode fornecer dados para desbloquear os tipos de padrões globais existentes no Bennu e fornecer contexto para outros conjuntos de dados, " ela disse.

p O mosaico global também foi usado para um projeto de ciência cidadã, onde qualquer pessoa com uma conexão à Internet poderia mapear e medir as rochas de Bennu, que irá contribuir para um censo global de pedregulhos.

p Mosaicos do futuro, que se concentrará em porções menores do asteróide e terá maior resolução, será usado para navegação dos sites de amostra primários e secundários.

p Lançando um Legado

p "A Universidade do Arizona tem uma extensa história de geração de imagens de outros objetos do sistema solar, "DellaGiustina disse." Toda essa herança foi trazida à tona quando projetamos as câmeras para a missão OSIRIS-REx. "

p Quando o presidente John F. Kennedy anunciou em 1961 que os americanos caminhariam na lua até o final da década de 1960, um pequeno grupo de pesquisadores do UArizona estava entre os poucos que já estudavam a lua profissionalmente.

p Os membros da equipe criaram imagens e mapearam a superfície lunar, o que lhes permitiu compreender a geologia da lua e permitiu à NASA escolher locais de pouso para futuras missões robóticas e Apollo. Gerard Kuiper, o pai da ciência planetária moderna, liderou a equipe e estabeleceu o Laboratório Lunar e Planetário no UArizona, onde atuou como chefe de departamento.

p Desde então, O UArizona desempenhou papéis proeminentes nas missões da NASA que mapearam objetos em todo o sistema solar. As missões pioneiras dos anos 70 mapearam Júpiter e Saturno, as sondas da Voyager, alguns anos depois, obtiveram as únicas imagens em close de Netuno e Urano, e a espaçonave Cassini tirou fotos de Saturno enquanto a sonda Huygens capturou imagens da lua Titã.

p A universidade também lidera o Experimento Científico de Imagens de Alta Resolução, ou HiRISE, que captura fotos impressionantes da superfície marciana a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA.

p As câmeras a bordo da missão OSIRIS-REx liderada pelo UArizona foram desenvolvidas na universidade. O instrumento PolyCam usado para capturar as imagens para o mosaico tem um foco ajustável, capaz de criar imagens de Bennu de milhões de quilômetros de distância a menos de um quilômetro de sua superfície.

p "Por causa de nossa longa história de desenvolvimento de câmeras e cargas úteis para voos espaciais, também adquirimos um bom software de desenvolvimento para processar todas essas imagens, "DellaGiustina disse." Para Bennu, em particular, trabalhamos para estabelecer, em colaboração com o Astrogeology Science Center, USGS (U.S. Geological Survey) em Flagstaff - um pacote de software de processamento de imagem capaz de lidar com objetos de formas irregulares e traduzi-los em mapas. Mapas geralmente projetam objetos esféricos, mas Bennu foi um desafio único porque tem a forma de diamante. "

p O esforço da equipe incluiu o trabalho de cerca de uma dúzia de pessoas que ajudaram a vincular imagens umas às outras e ao modelo do asteróide, e cerca de 10 pessoas que ajudaram a planejar a coleta de dados de imagem e enviar comandos para as câmeras a bordo do OSIRIS-REx.

p "Ainda temos muito trabalho a fazer, "Bennett disse." Estamos planejando a amostragem em outubro deste ano, muito do nosso trabalho agora é garantir que estamos preparados. "