亚利桑那大学的米卡伊拉·梅斯 这张小行星贝努鸟表面的全球地图是通过拼接和校正2155张聚阳离子图像而创建的
以每像素2英寸(5厘米)的分辨率，这是一个行星体被全球映射的最高分辨率
学分:美国宇航局/戈达德/亚利桑那大学 美国国家航空航天局的欧西里斯-雷克斯宇宙飞船准备在10月份短暂着陆并从小行星贝努鸟收集样本，该任务的科学小组在亚利桑那大学的领导下，精心制作了包括地球在内的任何行星体的最高分辨率全球地图
这项努力是该大学漫长的天体成像和测绘历史中的最新一次——它始于第一次登月
该团队将2155幅图像拼接在一起——包含的像素在表面上转化为两平方英寸——创建了贝努鸟全球马赛克
“这是我们绘制的行星物体的最精细的空间比例，”奥西里斯-雷克斯图像处理首席科学家丹妮尔·德拉吉乌斯季纳说
“我们使用它的方式也是前所未有的
通常，当美国国家航空航天局为即将到来的任务选择着陆点时，他们会让轨道飞行器在单独的任务接触表面之前很久就对表面进行侦察
但是我们去了贝努鸟却没有那种奢侈
这种每一步都紧接着做的模式是独一无二的，而且要求很高
" 宇宙飞船在2
2至2
2019年3月21日至4月11日，距离小行星表面9英里
马赛克于二月完成
任务组在选择主要和备用样本采集点(分别称为夜莺和鱼鹰)时，使用了贝努鸟的详细视图
自今年2月发布以来，该马赛克的全尺寸版本已被下载超过52，810次
制作马赛克 一张有用的贝努鸟地表地图需要满足几个重要的标准
“它需要包含最小的失真和良好的照明，以获得表面的纹理和浮雕感，”德拉吉乌斯季纳说
卡琳娜·班尼特已经准备好了
她拥有摄影、电影和艺术背景，并获得了澳大利亚艺术学院的媒体艺术和创意写作文学学士学位以及爱荷华大学的电影和视频制作文学硕士学位
大约10年前，她在UArizona大学通信系担任摄像师，同时还注册了计算机科学课程
她的计算机科学学位和她在大学工作期间建立的联系使她获得了在OSIRIS-REx任务中的第一份工作
她现在是任务图像处理小组的高级工程师
为了制作贝努鸟全球马赛克，该团队首先必须使用PolyCam仪器捕捉表面图像
班尼特说:“PolyCam是UArizona开发的航天器上的相机之一，捕捉了7000幅图像，我将这些图像缩小到了2100多幅。”
“我寻找具有最佳几何形状的图像，这意味着航天器和我们正在成像的小行星部分之间的最佳角度，以及太阳和该区域之间的最佳角度
" 飞船从三个预定的轨道角度拍摄了照片——在北半球、赤道和南半球——这确保了整个小行星表面的清晰视野，并优化了贝努鸟特征的阴影
虽然地图通常希望消除阴影，但在这种情况下需要它们来使表面特征突出
“我们想要一点阴影，但不要太多，也不要怪异的角度
这一切都是精心策划的，”班尼特说
然后，贝内特和她的团队使用一个小行星的三维模型，该模型是通过一个基于多个照片角度推断形状的程序创建的，他们覆盖了这些图像
“我们拍摄了一些图像，并手动将它们与分散在三维形状模型中的站点进行匹配，”她说
“如果它们排列得不完美，当我们在两者之间切换时，它们似乎会摆动
我们小心翼翼地把照片推到位，直到找到完美的匹配
然后，为了铺设其余的图像，我们使用计算机算法，自动匹配表面特征
" 这就是贝内特的摄影和平面设计背景的来源
“我不能做的一件事是使用Photoshop
如果我们这样做，就会损害科学的完整性
例如，人们从像素的亮度中获得科学信息，所以我们不想抹杀科学，”班尼特说
“相反，我必须仔细选择图像的分割位置
我穿过阴影或沿着火山口边缘，而不是从两个不同视角拍摄的岩石中间
通过仔细追踪地形和像拼图块一样匹配图像，我能够使地图更加无缝
" 最终的全球镶嵌图可以作为基础地图，为未来的科学数据提供背景
“当科学家收集从贝努鸟反射和发射的光谱(光)数据来确定它的成分时，它看起来就像曲线和经纬度坐标，”班尼特说
“因此，能够在地图上查看相应的位置和特征对解释这些数据非常有帮助
" 德拉吉乌斯季纳说，单个图像也没有高清地图有用
她说:“这可以提供数据，揭示贝努鸟存在什么样的全球模式，并为其他数据集提供背景。”
全球镶嵌图还被用于公民科学项目，在这个项目中，任何有互联网连接的人都可以绘制和测量贝努鸟的巨石，这将有助于全球巨石人口普查
未来的镶嵌图将侧重于小行星的较小部分，分辨率更高，将用于一级和二级采样点的导航
启动遗产 “亚利桑那大学在对太阳系中的其他物体成像方面有着悠久的历史，”德拉吉乌斯季纳说
“当我们为欧西里斯-雷克斯任务设计摄像机时，所有这些传统都被带了出来
" 当约翰·弗总统
肯尼迪在1961年宣布，到20世纪60年代末，美国人将在月球上行走，一小组夏威夷研究人员是少数几个已经在专业研究月球的人之一
团队成员对月球表面进行成像和绘图，这使他们能够了解月球的地质，并使美国宇航局能够为未来的机器人和阿波罗任务选择着陆点
现代行星科学之父杰拉德·柯伊伯领导了这个团队，并在夏威夷建立了月球和行星实验室，他在那里担任部门主管
从那以后，UArizona在美国宇航局绘制太阳系天体图的任务中发挥了突出的作用
70年代的先锋任务绘制了木星和土星的地图，几年后航海家号探测器拍摄了海王星和天王星的唯一特写图像，卡西尼号宇宙飞船拍摄了土星的照片，惠更斯号探测器拍摄了土卫六的图像
该大学还领导着高分辨率成像科学实验，即HiRISE，该实验从美国国家航空航天局的火星侦察轨道飞行器上捕捉到了火星表面的惊人照片
由UArizona领导的OSIRIS-REx任务上的摄像机是在该大学开发的
用于捕捉马赛克图像的PolyCam仪器具有可调焦距，能够从数百万英里外到离其表面不到一英里的地方对贝努鸟成像
“由于我们开发航天载荷和照相机的悠久历史，我们也已经得到了很好的开发软件来处理所有这些图像，”德拉吉乌斯季纳说
“特别是对贝努鸟来说，我们致力于与美国地质勘探局天文地质科学中心合作建立
S
一套图像处理软件，能够处理不规则形状的物体，并将它们转换成地图
地图通常投影球形物体，但贝努鸟是一个独特的挑战，因为它是菱形的
" 团队的努力包括大约十几个人的工作，他们帮助将图像相互联系起来，并与小行星的模型联系起来，还有大约10个人帮助计划图像数据收集，并向OSIRIS-REx上的相机发送命令。
“我们还有很多工作要做，”班尼特说
“我们计划在今年10月进行采样，所以我们现在的大部分工作是确保我们做好准备
"
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