火星的三维模型帮助罗莎琳德富兰克林火星探索古老的生活

多特蒙德大学的科学家们在ESA / Roscosmos ExoMars流浪者Rosalind Franklin的着陆椭圆内生成了高精度的三维地形模型。数字地形模型(DTM)的分辨率约为每像素25厘米，有助于科学家了解该地区的地理和地质特征，并规划火星车站点周围的路径。

为了提高模型的准确性，该团队开发了一种创新技术，将大气数据集成到数字生成的场景中。这些模型将于9月16日星期一在日内瓦举行的EPSC-DPS联席会议上由Kay Wohlfarth主持。

DTM基于美国宇航局火星侦察轨道器上的HiRISE仪器的高分辨率火星图像。HiRISE图像已被广泛应用于经典立体方法，该方法将两个图像从略微不同的角度组合，以创建景观的三维图像。然而，传统的立体技术在应用于无特征的均匀区域时具有局限性，该区域表征许多尘土和沙质行星表面，包括漫游车的着陆点。

Oxia Planum是ESA为Rosalind Franklin设计的ExoMars登陆选址工作组选择的着陆点，相对平坦，可以最大限度地降低硬着陆的风险，并确保火星车能够完成任务。该地区包含古代河床中的粘土矿物和结构，可能带有过去的生活痕迹。

为了增强DTM，TU Dortmund大学的团队应用了一种名为“Shading Shape”的技术，其中图像中反射光的强度被转换为表面斜率上的信息。这个斜率数据被集成到立体图像中，改进的三维表面估计，并在重建景观中实现最佳分辨率。

Kay Wohlfarth解释说：“通过这项技术，即使是小型细节，如陨石坑和粗糙基岩内的沙丘涟漪也可以再现。”

该研究的第一作者马塞尔赫斯说：“我们特别关注光与火星表面之间的相互作用。朝向太阳倾斜的区域看起来更亮，而朝外的区域看起来更暗。我们的方法使用了一个联合反射率和大气模型，包括表面反射以及漫射和散射光的大气效应。“

罗莎琳德富兰克林ExoMars火星车将携带一套科学仪器来分析Oxia Planum的岩石和地表环境。为了在表面下方观察，它带有一个钻头，可以取回样品并将其运送到设计用于检测生物印记的机载实验室，以及探测地下水含量的仪器。该任务将于2020年夏天在俄罗斯Proton-M发射器上发射，并于2021年3月抵达火星。