Bức tranh khảm được tạo bằng cách sử dụng dữ liệu từ Camera âm thanh nổi độ phân giải cao (HRSC) của Mars Express.
HRSC thường chụp ảnh bề mặt Sao Hỏa từ độ cao khoảng 300 km – độ cao gần nhất mà tàu vũ trụ đến Sao Hỏa theo quỹ đạo hình elip của nó – với các hình ảnh thu được bao phủ các khu vực có chiều ngang khoảng 50 km. Tuy nhiên, bức tranh khảm được trình bày ở đây sử dụng một cách tiếp cận hơi khác. Để quan sát hành tinh rộng hơn, HRSC đã thu thập 90 hình ảnh ở độ cao lớn hơn (từ 4000 đến 10 000 km), do đó chụp được các khu vực rộng khoảng 2500 km. Những hình ảnh này sau đó được ghép lại với nhau để tạo thành một chế độ xem toàn cầu đầy đủ.
Những hình ảnh quy mô lớn như vậy thường thu được để quan sát các kiểu thời tiết trên Sao Hỏa – nhưng ngay cả khi không có hiện tượng khí quyển, chúng vẫn mang lại những góc nhìn tuyệt vời về bề mặt hành tinh.
Chế độ xem màu phong phú hơn
Chế độ xem mới này làm nổi bật sự thay đổi trên bề mặt Sao Hỏa bằng cách tăng cường màu sắc và độ tương phản cục bộ.
Xây dựng một bức tranh khảm của sao Hỏa
Nhờ có 9 kênh hình ảnh, HRSC có thể hình dung sao Hỏa không chỉ ở dạng ba chiều mà còn ở màu sắc. Tuy nhiên, độ mờ đục luôn thay đổi của bầu khí quyển sao Hỏa khiến việc xác định màu sắc bề mặt chính xác từ quỹ đạo trở nên khó khăn. Bụi phân tán và phản xạ ánh sáng, làm cho màu sắc chuyển đổi giữa các hình ảnh và tạo ra hiệu ứng giống như chắp vá khi ghép một bức tranh khảm.
Cho đến nay, việc loại bỏ hiệu ứng này trong quá trình xử lý hình ảnh đã làm giảm sự khác biệt về màu sắc giữa các phần khác nhau của Sao Hỏa. Nhưng để tạo ra bức tranh khảm này, thay vào đó, nhóm HRSC đã tham chiếu màu sắc của từng hình ảnh cấu thành thành một mô hình màu thu được từ các quan sát ở độ cao lớn, cho phép họ duy trì các biến thể màu sắc và hiển thị chế độ xem Sao Hỏa có màu sắc phong phú hơn nhiều so với những gì đã thấy trước đây.
Mỗi màu một chất liệu khác nhau
Mặc dù đẹp theo đúng nghĩa của nó, bức tranh khảm cũng cung cấp thông tin hấp dẫn về thành phần của sao Hỏa, cho thấy sự đa dạng và chi tiết chưa từng có về màu sắc trên bề mặt của nó.
Sao Hỏa nổi tiếng với màu đỏ do hàm lượng sắt bị oxy hóa cao. Tuy nhiên, phần lớn hành tinh dường như khá tối và có tông màu xanh ở đây. Đây là những cát bazan màu xám đen có nguồn gốc núi lửa hình thành nên những lớp cát sẫm màu trải dài khắp sao Hỏa. Chúng chồng chất lên nhau khi chúng di chuyển trong gió, tạo ra những cồn cát và cồn cát hùng vĩ bên trong các hố va chạm.
Mặt khác, vật liệu bị phong hóa bởi nước có xu hướng trông nhẹ hơn. Hai khoáng chất phong hóa dưới nước phổ biến nhất trên Sao Hỏa, đất sét và khoáng chất sunfat, xuất hiện đặc biệt sáng trên các vật liệu tổng hợp màu như vậy; sự hiện diện của chúng được thiết lập bởi máy quang phổ OMEGA trên Mars Express. Sự hiện diện của các khoáng chất này báo hiệu rằng nước dạng lỏng đã tồn tại trên Sao Hỏa trong một thời gian dài, phong hóa và biến đổi đá theo thời gian để tạo thành các trầm tích sét đáng kể như Mawrth Vallis (một kênh chảy ra trước đây không được hiển thị trong chế độ xem này nhưng đã được HRSC quan sát trước đó).
Các khoáng chất sunfat có thể nhìn thấy ở đây trong hệ thống hẻm núi Valles Marineris, như được thấy rõ nhất trong hình ảnh được chú thích. Tuy nhiên, ở đây, chúng được bao phủ bởi một lớp mỏng bằng cát sẫm màu, nhưng có thể nhìn thấy các biến thể màu sắc ấn tượng của chúng khi nhìn gần hơn. Không giống như các mỏ đất sét, các khoáng chất sunfat cho thấy các điều kiện môi trường có tính axit hơn sẽ ít thân thiện hơn với sự sống.
Cận cảnh Valles Marineris từ khảm màu sao Hỏa toàn cầu (chú thích)
Hai thập kỷ khám phá sao Hỏa
Mars Express đã phóng và quay quanh Hành tinh Đỏ từ năm 2003 – 20 năm trước! Tàu quỹ đạo đang chụp ảnh bề mặt của sao Hỏa, lập bản đồ khoáng chất của nó, xác định thành phần và sự lưu thông của bầu khí quyển mong manh của nó, thăm dò bên dưới lớp vỏ của nó và khám phá cách các hiện tượng khác nhau tương tác trong môi trường sao Hỏa.
HRSC của tàu vũ trụ, máy ảnh chịu trách nhiệm về những hình ảnh này, đã tiết lộ nhiều điều về các đặc điểm bề mặt đa dạng của sao Hỏa trong 20 năm qua. Hình ảnh của nó cho thấy mọi thứ, từ các rặng núi và rãnh do gió điêu khắc đến các hố sụt trên sườn núi lửa khổng lồ cho đến các miệng hố va chạm, đứt gãy kiến tạo, kênh sông và hồ dung nham cổ đại.
Sứ mệnh đã đạt được kết quả to lớn trong hai thập kỷ tồn tại của nó, tạo ra sự hiểu biết đầy đủ và chính xác hơn về hành tinh láng giềng của chúng ta hơn bao giờ hết. Ban đầu nó được lên kế hoạch kéo dài trong một năm sao Hỏa, hoặc khoảng 687 ngày Trái đất, nhưng đã tiếp tục đáp ứng và vượt quá các mục tiêu của nó. Vì nhiệm vụ đã được kéo dài cho đến ít nhất là cuối năm 2026, chúng ta có thể dự đoán nhiều bức ảnh chụp sao Hỏa đẹp và sâu sắc hơn trong những năm tới.
20 năm và còn tiếp tục: Mars Express bằng những con số
Camera âm thanh nổi độ phân giải cao (HRSC) của sứ mệnh được phát triển và vận hành bởi Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR).
tGreg Michael của nhóm HRSC tại Freie Universität Berlin đã thực hiện việc phát triển phương pháp mô hình màu và xử lý khảm. Nhóm vận hành máy ảnh tại Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) tại Berlin-Adlershof chịu trách nhiệm thu thập và lập kế hoạch cho các hình ảnh tầm cao. Khi xuất bản bài báo khoa học sắp tới về khảm, bộ dữ liệu tham chiếu địa lý sẽ được cung cấp thông qua cơ sở lưu trữ khách ESA.