Vestobraní

Původně měl být tento příspěvek věnován měsícům Uranu, ale před pár dny byly konečně publikovány "syrové" obrázky planetky Vesty z kamer sondy Dawn a já to nemohl nechat být jen tak. Abych to trochu osvětlil, tato data měla být původně publikována již na přelomu roku 2011/2012, což se nakonec málem i podařilo. Pak se situace zkomplikovala tím, co vždy věci komplikuje, a to politikou. Pokud vás zajímají podrobnosti (týkající se zejména sporů ohledně souřadnicového systému Vesty) můžete si je přečíst třeba zde. Nakonec se situace zřejmě vyřešila a data byla publikována. No a protože zpoždění nabralo téměř rok, během kterého jsem se často s očekáváním díval na stránky archivů PDS, zda už snímky nebyly zpřístupněny, tak jsem nynější možnost si je konečně prohlédnout přijal s nadšením.

Stálo to čekání za to? Určitě!
Dawn strávil u Vesty přes jeden rok a během tohoto roku bylo publikováno mnoho snímků z palubních kamer FC (Framing Cameras). Problémem je, že snímky byly publikovány takovým stylem, že se už málokdy daly smysluplně upravit, takže nebyly zajímavé pro amatéry mého ražení. Publikováním ojedinělých snímků také člověk těžko vnímá data v širším kontextu. A to je přesně to co nechybí publikovaným obrázkům. Jednotlivé sekvence snímků na sebe krásně navazují a Vesta z nich vystupuje jako svébytné těleso se zajímavou geologií a to jsou zatím dostupné jen snímky z vyšší orbity (přílet k Vestě až oběhy v rámci fáze HAMO). Jednu takovou sekvenci (obrázky 0006236 až 0006314), z 24. srpna minulého roku, jsem zběžně zpracoval do animace, ze které je patrný vzájemný pohyb sondy Dawn i rychlá rotace Vesty, díky které se na Vestě rychle mění světelné podmínky (je to patrné na stínech). V animaci lze vidět část oblasti okolo jižního pólu Vesty i s centrální "superhorou". Snímky byly pořízeny z výšky 2750 kilometrů s rozlišením okolo 270 m/pix.

Example image sequence of Vesta from Dawn spacecraft.
Animated sequence of images 0006236 - 0006314, which were taken by the Framing Cameras (FC). South polar region (impact basin Rheasilvia) of the asteroid Vesta is visible. Date: 24.8.2011. Altitude: ~2750 km. Resolution: ~270 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Snímky obecně mají výbornou kvalitu a to i navzdory tomu, že byly zatím publikovány jen nekalibrované verze. Bohužel byly pořizovány často z velmi velkým časovým odstupem (minuty), což u tak rychle rotující planetky, jakou je Vesta, vede k tomu, že je velmi obtížné z nich vytvářet mozaiky. Po několika snímcích se totiž Dawn už díval na Vestu z úplně jiné strany! Pokud je ale snímků jen pár, řekněme třeba čtyři snímky 0006121 až 0006124, z 23.8.2012, pak se ještě dají do mozaiky spojit. Výsledná černobílá mozaika je vidět na obrázku č.1. Dawn pořídil snímky z výšky 2747 km s rozlišením čtvrt kilometru na pixel.

Obrázek/Figure 1.
Black and white mosaic of the asteroid Vesta from the Dawn spacecraft. Images 0006121, 0006122, 0006123, 0006124 were taken by Framing Cameras (FC). Date:  23.8.2011. Altitude: 2747 km. Resolution: ~250 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Mozaika na obr.1 představuje maximum, které je možné ze snímků běžně vytvořit. Navíc všechny snímky vhodné pro takové mozaiky jsou jen černobílé (při jejich snímkování byl použit jediný širokospektrální filtr). Jak tedy vytvořit větší barevný obrázek Vesty? Jednou z možností, je vytvoření 3D modelu a reprojekce vhodných snímků na tento model. Takový postup volí samotný tým, který sestrojil kamery FC. Zatím sice nepublikoval žádnou rozsáhlejší mozaiku, ale v budoucnu ji můžeme očekávat. Protože nemám zatím takové zkušenosti s 3D grafikou, sestrojil jsem svou vlastní barevnou variantu mozaiky Vesty jiným způsobem. Jeden z posledních snímků Vesty, na kterém je vidět (téměř) celá, je snímek 0003520. Ten jsem použil jako podkladový snímek (po trojnásobném zvětšení), na který jsem potom pomocí metody warpování umístil jednotlivé obrázky, resp. už jejich barevné kompozice, ve vyšším rozlišení. Výsledná mozaika Vesty v rozlišení 200 metrů na pixel je na obr.2. Použité snímky jsou vypsány v textu na obrázku. Barva je získána ze snímků pořízených přes filtry F7 (červená), F2 (zelená) a F8 (modrá). Výsledná hnědavá barva odpovídá přibližně barvě Vesty ve viditelném světle. Na tomto místě musím poděkovat jednomu ze členů rodiny UMSF, Stefanovi, který nedávno publikoval malou, ale užitečnou kompozici tří planetek v přibližně reálných barvách. Tuto kompozici jsem využil při závěrečném dolaďování barvy mozaiky.
Pozorný čtenář si zřejmě velmi rychle všimne zvláštních stínů na této mozaice. Důvod je celkém jednoduchý. I když barva snímku blízká reálné, Vestu jako takovou bychom takhle nikdy vidět normálně nemohli. Jedná se totiž o mozaiku jižní polokoule Vesty, přičemž jižní pól je přibližně uprostřed. Díky tomu, že Vesta se otáčí jednou za 5 hodin (+ pár minut), mění se stíny tak rychle, že není možné nalézt dostatek snímků větších oblastí Vesty při stejném osvětlení a při podobné vzájemné poloze Vesty a sondy. Nejschůdnější variantou bylo použití snímků s co největším osvětlením s nejmenším výskytem stínů. Výsledná mozaika tak ukazuje polární oblast Vesty v téměř plném osvětlení, což je pohled, který reálně nikdy nespatříme.

Obrázek/Figure 2.
Approximately true color mosaic of the south polar region of the asteroid Vesta. All used images are named in image. Color is obtained from images, which were taken with F7 (as red), F2 (as green) and F8 (as blue) filters. Date: 12.-18.8.2011. Altitude: ~2750 km. Original images had resolution ~260 m/pix, mosaic is resampled to resolution 200 m/pix.
: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

To co je nevýhodou u mozaik, je výhodné u stereoskopických obrázků. Už dva po sobě pořízené černobílé obrázky jsou natolik odlišné, že je možné je zobrazit v podobě stereogramů. Obrázky č.3a,b představují takové stereogramy, na kterých je vidět relativně mladý kráter Cornelia z výšky 686 kilometrů (rozlišení je 64 m/pix). Použité snímky 0010191 a 0010192 byly pořízeny 13.10.2012.

Obrázek/Figure 3a,b.
Stereo images of the Cornelia crater on the asteroid Vesta made from images 0010191 and 0010192. Date: 13.10.2011. Altitude: 686 km. Resolution: 64  m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Původně jsem měl v plánu udělat ještě další mozaiku jako je na obr.2, ale nakonec jsem to (prozatím) zavrhl z časových důvodů. Barva Vesty je totiž ve viditelném světle velmi monotónní. Kamery systému FC nejsou ale omezeny jen na viditelné světlo. Jsou schopny snímat i v oblasti blízkého infračerveného pásma. Pokud se podíváme na Vestu v této oblasti elektromagnetického záření, naskytne se nám úplně jiný pohled.
Na obrázku 4 lze vidět celkem šest jednotlivých podobrázků, po třech ve dvou sloupcích. Pravý sloupec je tvořen skoro stejnými obrázky jako levý. Jediným rozdílem je extrémně zvýšená sytost barev. Všechny snímky byly pořízeny 30.10.2011 z výšky 725 km s rozlišením 68 m/pix. Dvojice nahoře je vytvořena ze snímků 0013829, 0013824 a 0013830, pořízených přes filtry (po řadě) F7, F2 a F8. Jsou to stejné filtry jako u mozaiky na obr.2. Každý z filtrů kamer FC pokrývá pásmo zhruba 40 nm široké, přičemž filtry F7, F2 a F8 mají největší propustnost na vlnových délkách 653, 555 a 438 nm (ve viditelném světle). Prostřední dvojice je vytvořená ze stejných snímků s filtry F7 a F2 jako horní dvojice, ale místo jako červený snímek byl použit snímek 0013826, pořízený přes filtr F4 s nejvyšší propustností při vlnové délce 917 nm, tedy v infračerveném pásmu (začíná zhruba u vlnové délky 740 nm). Na obrázku jsou najednou viditelné rozdíly v barvách různých terénů, které svědčí o jiném složení povrchových vrstev. Na poslední, spodní dvojici obrázků jsou tyto rozdíly viditelné ještě lépe. Tentokrát byl jako zelený obrázek použit snímek 0013828, pořízený s dalším infračerveným filtrem F6 (nejvyšší propustnost na 829 nm).

Obrázek/Figure 4.
Comparison of images of the region around Antonia crater (it's in top right part of the images) on Vesta in different filters. Images (center wavelength of the filter): 0013824 (555 nm), 0013826 (917 nm), 0013828 (829 nm), 0013829 (653 nm), 0013830 (438 nm). Left top image is in approx. true color, others are all false color images. Images in right column are higly saturated versions of the images in the left column. Date: 30.10.2011. Altitude: 725 km. Resolution: 68  m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Na závěr jsem si nechal dva obrázky jižní hory, které dále demonstrují vliv filtrů na vzhled výsledných obrázků. První obrázek (obr.5) je ze tří snímků 0005756, 0005761 a 0005755 opět pořízených přes filtry F7, F2 a F8, dne 20.8.2011. Takhle nějak vypadá Vesta ve viditelném světle z výšky 2713 km a při rozlišení 258 m/pix.

Obrázek/Figure 5.
Approx. true color image of the south polar mountain in center of the Rheasilvia crater. Images 0005756, 0005761, 0005755. Date: 20.8.2011. Altitude: 2713 km. Resolution: 258 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Podstatně barevnější obrázek č.6 je ze snímků 0003573, 0003572 a 0003571 pořízených přes filtry F2, F3 a F4, dne 6.8.2011 z výšky 2717 km, při rozlišení 256 m/pix.

Obrázek/Figure 6.
False color image of the south polar mountain in center of the Rheasilvia crater. Images 0003573, 0003572, 0003571. Date: 6.8.2011. Altitude: 2717 km. Resolution:  256 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Reference:

Všechny zde publikované obrázky jsou vytvořeny ze snímků publikovaných v práci SCHROEDER&GUTIER2011.

SCHROEDER&GUTIER2011:
Nathues, A., H. Sierks, P. Gutierrez-Marques, S. Schroeder, T. Maue, I. Buettner, M. Richards, U. Chistensen, U. Keller, DAWN FC2 RAW (EDR) VESTA IMAGES V1.0, DAWN-A-FC2-2-EDR-VESTA-IMAGES-V1.0, NASA Planetary Data System, 2011.