UNA CAMERA 3D A BORDO DI EXOMARS

Con HiSCI, Marte in alta definizione

Oltre allo spettrometro SOIR/NOMAD, nel bouquet di cinque strumenti scelti da Esa e Nasa per Exomars eccone un secondo a partecipazione Inaf: una fotocamera 3D a quattro bande, capace di distinguere dettagli di appena due metri. Ce ne parla il responsabile italiano, Gabriele Cremonese.

Immagini tridimensionali, quadricromia, risoluzione fino a due metri per pixel. No, non è un monitor ultrapiatto all’ultimo grido. È HiSCI, il secondo strumento a partecipazione italiana—dopo SOIR/NOMAD, del quale abbiamo scritto su queste pagine—dei cinque selezionati per il programma congiunto Esa/Nasa di ricerca del metano sul pianeta rosso.

Si tratta di una camera stereoscopica ad alta risoluzione, una sorta di macchina fotografica digitale molto evoluta: in grado di fornire copie stereo, dunque immagini in 3D, di alcune regioni della superficie di Marte. I filtri a quattro diverse frequenze aiuteranno inoltre a identificare la composizione dei minerali e le caratteristiche delle regioni che emettono il metano.

Dal 2016, HiSCI (High-resolution Stereo Color Imager) farà compagnia agli altri quattro strumenti a bordo di ExoMars Trace Gas Orbiter, questo il nome del satellite Esa/Nasa che si dirigerà verso Marte. Lo hanno annunciato le due agenzie spaziali al termine della selezione di cinque progetti fra i diciannove in gara. «La competizione per le camere è sempre molto forte, a maggior ragione in una missione congiunta fra Nasa ed Esa, che coinvolge dunque una comunità più ampia», commenta Gabriele Cremonese, ricercatore all’INAF-Osservatorio astronomico di Padova e responsabile italiano per HiSCI. «Insomma, non era scontato che selezionassero proprio il nostro strumento».

PROFONDITÀ ROSSE, LE RAGIONI DEL 3D

Per ottenere immagini tridimensionali, HiSCI sfrutterà il movimento dell’orbiter attorno a Marte. Un software dedicato, di notevole complessità, elaborerà le immagini a posteriori. Combinando quelle relative alle stesse regioni del pianeta, ma viste da angolazioni diverse, riuscirà a ricostruirne l’aspetto tridimensionale. «È un’informazione cruciale. Osservando il suolo in 3D, i geologi hanno la possibilità di comprenderne meglio la morfologia», spiega Cremonese, che è anche il responsabile per la realizzazione di un’analoga camera stereoscopica a bordo della missione BepiColombo, destinata all’osservazione di Mercurio. «Per chi studia crateri, vulcani o valli fluviali, come può accadere con Marte, avere anche la terza dimensione permette di misurarne la profondità, o l’altezza, rispetto ad altre strutture. Ecco dunque che l’immagine 3D fornisce una quantità enorme di informazioni scientifiche in più».

Certo, arrivare al Digital Terrain Model, la ricostruzione tridimensionale a partire dall’immagine stereoscopica, non è uno scherzo. Software in grado di farlo ce ne sono pochissimi al mondo, e gli scienziati dovranno dividersi il lavoro. «Il team di HiSCI avrà quattro gruppi, ognuno con l’incarico di generare il 25% delle immagini tridimensionali. Uno sarà in Svizzera, due negli Stati Uniti e il quarto siamo noi, in Italia, a Padova. Dove, con il gruppo di BepiColombo, abbiamo sviluppato un nuovo software per generare questo tipo d’immagini».

COME TI CALCOLO L’ETÀ CON L’OROLOGIO GEOLOGICO

Oltre che nella ricostruzione 3D, i ricercatori italiani saranno direttamente coinvolti anche nel programma di datazione del suolo marziano. «Per farlo, applicheremo il modello che, insieme ai miei collaboratori dell’Università di Padova, Matteo Massironi e Simone Marchi, abbiamo già sviluppato per Mercurio. In pratica, andiamo a contare i crateri presenti nelle immagini. In questo modo, riusciamo a stimare l’età della superficie osservata. Questo grazie al fatto che gli “impattori” responsabili dei crateri hanno un loro flusso, una loro distribuzione, sulla base delle loro dimensioni».

Un modello, dunque, che mette a disposizione degli scienziati un vero e proprio orologio geologico, nel quale il fluire del tempo è segnato dal ticchettio dell’impatto dei meteoriti sulla superficie del pianeta.