Lepsze mapy umożliwiające bardziej ekspansywną eksplorację kosmosu
Mówi się, że czeka nas nowy wyścig kosmiczny, a plany Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i NASA dotyczące przyszłości eksploracji kosmosu wydają się to potwierdzać. Ale czym byłby odkrywca bez dobrej mapy? Mapy geograficzne ciał niebieskich były sporządzane od czasów misji Apollo, jednak do tej pory stałą i spójną ich produkcją zajmowała się wyłącznie amerykańska agencja United States Geological Survey (USGS). To sytuacja, na którą UE nie może przystać, jeśli planuje realizować swoje ambicje w zakresie lotów kosmicznych. Matteo Massironi, planetolog z Uniwersytetu Padewskiego, porównuje tę sytuację do stanu geologicznych map Ziemi. Dla niego kraj bez mapy geologicznej – a zatem bez wiedzy o zasobach, niebezpieczeństwach i ryzyku oraz charakterystyce środowiska – jest na straconej pozycji. To samo dotyczy planetologii. „Każda misja planetarna, do której nie przygotuje się z wyprzedzeniem map geologicznych, jest poważnie narażona na niepowodzenie. Podobnie jak kraj nieświadomy własnego terytorium Europa może stać się nieświadoma własnych osiągnięć w eksploracji planet. Dalsze takie postępowanie pozostawiałoby innym owoce naszych starań technologicznych, a na dłuższą metę mogłoby poważnie ograniczyć konkurencyjność europejskich programów eksploracji Układu Słonecznego w zakresie badania lodowych i skalistych ciał niebieskich”. Tego problemu nie da się rozwiązać szybko, ale Massironi i partnerzy projektu PLANMAP (Planetary Mapping) starają się nas przybliżyć do tego celu. W ramach projektu, nad którym pracują różne instytucje europejskie zajmujące się tworzeniem map geologicznych planet i ich produktów pochodnych, opracowano innowacyjne sposoby realizacji tego zadania. „Od czasów misji Apollo geologiczne mapowanie planet było prowadzone w oparciu o podejście fotointerpretacyjne obrazów czarno-białych. Niestety takie rozwiązanie zawęża pojęcie jednostki geologicznej do rozważań dotyczących jej morfologii. Dla porównania jednostki geologiczne na Ziemi określane są również przez inne parametry, z których najważniejszymi są litologia i skład. Innymi słowy, mapy geologiczne Ziemi i tradycyjne mapy innych planet znacznie się od siebie różnią, a nasza wiedza w przypadku tych ostatnich jest zwyczajnie niepełna”, wyjaśnia Massironi.
Nowe techniki i nowe mapy
Projekt PLANMAP częściowo uzupełnia tę lukę, wprowadzając na mapy morfostratygraficzne informacje pochodzące z badania widma i barwy. Ale to nie wszystko. Zespół projektu skorzystał z metodologii wykorzystywanych przez firmy zajmujące się eksploatacją zasobów na Ziemi i przygotował trójwymiarowe modele struktur podpowierzchniowych, a także opracował narzędzia do prowadzenia pomiarów geologicznych w wirtualnych środowiskach marsjańskich dzięki zestawom danych z łazika Curiosity. „To przyszłość geologicznej analizy powierzchni planet, a także efektywnego szkolenia kartografów opracowujących planetarne mapy geologiczne i astronautów”, zauważa Massironi. Projekt PLANMAP zapewnił przełomowe odkrycia, ale też przyczynił się do rozwoju światowych badań planetarnych, gdyż w jego ramach powstały mapy określonych obszarów Układu Słonecznego. Udało się przygotować między innymi tradycyjną mapę geologiczną krateru Aitken na biegunie południowym – głównego celu przyszłych ludzkich i robotycznych ekspedycji na Księżyc. Nowatorska metoda integracji kryteriów morfologicznych i informacji spektralnych została zastosowana do przygotowania mapy basenu Rachmaninowa na Merkurym. Poza tym powstały trójwymiarowe modele geologiczne krateru Crommelina z obszaru Arabia Terra na Marsie, krateru Rembrandta na Merkurym oraz wnętrza komety 67P. ESA, reagując na odkrycia poczynione w czasie projektu, rozpoczęła już zbieranie geologicznych map ciał niebieskich i tworzenie repozytoriów. Włoska Agencja Kosmiczna aktualizuje obecnie naukowe narzędzie internetowe MATISSE o możliwość wykorzystywania informacji semantycznych pochodzących z geologicznych map ciał niebieskich. Jednocześnie w założeniach włoskich i niemieckich badań geologicznych geologiczne mapy ciał niebieskich są traktowane jako potencjalne źródło przyszłego rozwoju. Po zakończeniu projektu PLANMAP został uruchomiony nowy projekt o nazwie GMAP, którego celem jest wspieranie kartografii geologii ciał niebieskich w Europie i zapewnienie wirtualnego dostępu do związanych z nią usług i narzędzi. Bliźniaczy projekt rozpoczął się również w Chinach. Massironi ma nadzieję, że projekt PLANMAP pomoże w przyszłości w utworzeniu prawdziwej Europejskiej Planetarnej Służby Geologicznej.
Słowa kluczowe
PLANMAP, mapa ciała niebieskiego, mapa geologiczna, ciało niebieskie, Księżyc, Mars, eksploracja kosmosu, ESA