Srdečné pozdravy z Vesty

Obrázek/Figure 1.
Black and white mosaic of the asteroid Vesta from 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.

V jednom z minulých příspěvků ("Vestobraní") jsem publikoval dvě mozaiky, vytvořené ze snímků sondy Dawn, ukazující planetku Vestu jako celek. Obě tyto mozaiky (obr.1 a obr.7) byly pořízeny, když Dawn obíhal okolo Vesty po tzv. Survey Orbit, což se dá přeložit jako průzkumná oběžná dráha. V této fázi obíhal Dawn ve výšce něco přes 2700 km a jeho kamery byly schopné zobrazit na Vestě asi půl kilometrové detaily (2× rozlišení kamer). Po dokončení Survey Orbit klesl Dawn o dva tisíce kilometrů níže a v další fázi, označená zkratkou HAMO (High Altitude Mapping Orbit), se uskutečnil průzkum Vesty z výšky okolo 700 km. Později Dawn provedl další změny dráhy, od snížení výšky pod 200 km až po následné postupné zvýšování dráhy a nakonec odlet od Vesty. Více si o fázích průzkumu Vesty můžete přečíst třeba zde. Já se budu věnovat v tomto příspěvku fázi HAMO, protože snímky z této fáze byly již publikovány (Schroeder & Gutier, 2011).

Obrázek/Figure 2.
False color image of Snowman from photographs taken by Dawn's Framing Cameras (FC). Color is derived filtered images with filters F4 (917 nm), F3 (749 nm) and F7 (438 nm).
Date: October-December 2011. Altitude: 680 km. Resolution: 70 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA.

Vesta je pokryta velkým množstvím kráterů, ale tři z nich jsou zvláště fotogenické. Díky svému seřazení totiž připomínají obrovského sněhuláka, což je i přezdívka, které se této trojici dostalo (Snowman). Tyto krátery jsou v pravé části obrázku 1. Protože se jedná o velmi výraznou trojici, dostaly její krátery i oficiální názvy po kněžkách, které měly na starosti římské chrámy zasvěcené Vestě. Největší z kráterů, Marcia, má v průměru 58 kilometrů, nejmenší Minucia má průměr 21,5 kilometrů a prostřední Calpurnia je 50 kilometrů velká. Krátery jsou zřejmě velmi oblíbené i u lidí okolo mise Dawn, protože jeden z nejzajímavějších obrázků, které byly zatím oficiálně publikovány, se týká právě "sněhuláka". Pokud kliknete na obrázek č.2, dostanete se na stránku s plnou verzí tohoto obrázku i s podrobným popisem. Obrázek je vytvořen ze snímků s použitím dvou infračervených a jednoho modrého filtru. Co v popisu tohoto obrázku chybí, je způsob jakým byl vytvořen. Z detailů obrázku lze ale usuzovat, že byl použit trojrozměrný model Vesty a na něj byly promítnuty barevné snímky s rozlišením 70 m/pix.

Obrázek/Figure 3.
False color mosaic of Marcia, Calpurnia and Minucia craters ("Snowman")
from Dawn spacecraft.
Mosaic is made from 36 images (0008366 - 0008409 and 0012328 - 0012371) taken by Framing Cameras (FC). Images were taken with filters F4 (917 nm), F6 (829 nm) and F7 (653 nm), which were used as red (F4), green (F6) and blue (F7) images.
Date:  2.10.-28.10.2011. Altitude: ~660 km. Resolution: ~62 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Obrázek č.3 se opět týká "sněhuláka", ale tentokrát se jedná o jednoduchou mozaiku, bez reprojekce na trojrozměrný model. Při jejím vytvářením jsem použil celkem 36 snímků (0008366 až 0008409 a 0012328 až 0012371) s filtry F4, F6 a F7 (použité jako kombinace RGB), které pořídil Dawn mezi 2.10.2011 a 28.10.2011. Použité filtry mají nejvyšší propustnost pro vlnové délky 917, 829 a 653 nm, takže obrázek ukazuje povrch Vesty převážně v blízkém infračerveném záření. Snímky byly pořízeny z výšky přibližně 660 kilometrů, při rozlišení okolo 62 m/pix. Rozlišení mozaiky je stejné.

Obrázek/Figure 4.
Saturation enhanced false color mosaic of Marcia, Calpurnia and Minucia craters ("Snowman")
from Dawn spacecraft.
Mosaic is made from 36 images (0008366 - 0008409 and 0012328 - 0012371) taken by Framing Cameras (FC). Images were taken with filters F4 (917 nm), F6 (829 nm) and F7 (653 nm), which were used as red (F4), green (F6) and blue (F7) images.
Date:  2.10.-28.10.2011. Altitude: ~660 km. Resolution: ~62 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Obrázek č.4 ukazuje stejnou mozaiku jako na obr.3 se zvýšenou sytostí barev. Více tak vyniknou rozdíly ve složení povrchu. Například světlá modrá a modrozelená barva odpovídá zřejmě čerstvě odhalenému povrchu. Patrný je její častý výskyt v obou větších kráterech, které jsou si podobné nejen barvami, ale i texturou a detaily. Také se v nich a jejich nejbližším okolí vyskytují balvany, či spíše skaliska, z nichž ty největší se svou velikostí rovnají stadiónu (~200 metrů). Z těchto indicií se dá usoudit, že vznikly pravděpodobně ve stejnou dobu dopadem dvojité planetky, zatímco třetí, nejmenší kráter, je starší.

Obrázek/Figure 5.
False color mosaic of Matronalia Rupes from Dawn spacecraft.
Mosaic is made from 43 images (0007454 - 0007489, 0008286 - 0008313, 0008542 - 0008553, FC21A0012474 - 0012493 and 0013279) taken by Framing Cameras (FC). Images were taken with filters F4 (917 nm), F6 (829 nm) and F7 (653 nm), which were used as red (F4), green (F6) and blue (F7) images.
Date:  30.9.-29.10.2011. Altitude: ~720 km. Resolution: ~67 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Protože jsem mozaiku se sněhulákem publikoval v hrubé formě (nevyčištěnou od šumu) již dříve na fóru UMSF, chtěl jsem do příspěvku dát i něco úplně nového. Nakonec jsem vybral jeden z nejvýraznějších srázů Vesty.
Obrázek č.5 je mozaikou 20 kilometrů vysokého srázu Matronalia Rupes (Hoenboom, et al. 2012). Mozaiku jsem vytvořil z celkem 43 snímků (0007454 až 0007489, 0008286 až 0008313, 0008542 až 0008553, FC21A0012474 až 0012493 a 0013279), které Dawn pořídil mezi 30.9.2011 a 29.10.2011. Snímky byly pořízeny z výšky okolo 720 kilometrů a rozlišením, shodným s mozaikou, 67 m/pix. Mozaika je opět vytvořena ze snímků s filtry F4, F6 a F7. Tyto filtry totiž umožňují lépe zobrazit barevné rozdíly povrchu Vesty.

Obrázek/Figure 6.
Contrast enhanced false color mosaic of Matronalia Rupes from Dawn spacecraft.
Mosaic is made from 43 images (0007454 - 0007489, 0008286 - 0008313, 0008542 - 0008553, FC21A0012474 - 0012493 and 0013279) taken by Framing Cameras (FC). Images were taken with filters F4 (917 nm), F6 (829 nm) and F7 (653 nm), which were used as red (F4), green (F6) and blue (F7) images.
Date:  30.9.-29.10.2011. Altitude: ~720 km. Resolution: ~67 m/pix.
Kredit/Credit: NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Daniel Macháček.

Obrázek č.6 je stejná mozaika jako na obr.5, ale tentokrát je zvýrazněn kontrast a mírně i sytost. I když jak obr.5, tak obr.6 mají trošku jiné barevné podání než mozaiky sněhuláka, i zde modrá barva odpovídá čerstvě odhalenému povrchu. Modré jsou v mozaice zejména čerstvější krátery a sesuvy na prudkých svazích.
Na závěr jsem zařadil mozaiku Vesty z příspěvku Vestobraní. Z této mozaiky je možné si udělat představu, kterou část Vesty obrázky č.5 a č.6 zabírají. Sráz Matronalia Rupes je dobře vidět v její pravé části.

Obrázek/Figure 7.
Approximately true color mosaic of the south polar region of the asteroid Vesta. All used images are named in the 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.

Reference:

Schroeder & Gutier, 2011:
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.

Hoenboom, et al 2012:
Hoenboom, T., Schenk, P., White, O.L., Williams, D., Hiesinger, H., Garry, William Brent, Yingst, R.A., Buczkowski, D.L., McCord, T.B., Jaumann, R., Pieters, C., Gaskell, R.W., Schmedemann, N., Marchi, S., Nathues, A., Le Corre, L., Roatsch, T., Preusker, F., DeSanctis C., Filacchione, G., Raymond, C.A., Russell, C.T., and Dawn Team (2012). Geologic mapping of the AV-11 Pinaria quadrangle of asteroid 4 Vesta. Lunar and Planetary Science Conference 2012, 19.-23. März 2012, The Woodlands, Texas, USA.

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.

Vesta - nyní vysíláme barevně!

Cesty deterministického Vesmíru jsou nevyzpytatelné a někdy se stanou velmi zajímavé věci. Jako například nedávno, když jsem se dostal k šesti starším snímkům 500 kilometrů velké planetky Vesty. Na tom by nebylo zas tak nic zvláštního, nakonec snímky Vesty jsou publikovány pravidelně týmem sondy Dawn, která okolo Vesty již nějaký ten měsíc obíhá. Tyto snímky jsou ale vyjímečné tím, že jsou pořízené prakticky ve stejnou chvíli a přes různé filtry. Díky tomu je možné z nich vytvořit barevné obrázky, kterých zatím bylo zveřejněno naprosté minimum (a v podstatě žádný větší obrázek v přibližně přirozených barvách). Zmíněných šest snímků je ze dvou sad po třech snímcích a v obou sadách jsou pořízeny přes filtry s největší propustností při vlnových délkách 440 nm, 650 nm a 750 nm (pokud jsou mé informace správné, jedná se o filtry označované po řadě jako F8, F7 a F2) (Sierks, et al.).
Nejedná se tedy o filtry, přes něž by bylo možné vytvořit úplně stejný barevný obraz, jako by případně viděl člověk (který je schopen vidět světlo s vlnovou délkou zhruba mezi 400 až 700 nm), nacházející se v blízkosti Vesty, ale rozdíl není až tak markantní.

Obrázek/Figure 1.
Superresolution color image of Vesta from distance ~41 000 km. It was made from three filtered images (filters centered at 440, 650 and 750 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
Date: ~9.7.2011. Resolution ~1.95 km/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

Z těchto šesti snímků jsem připravil sedm barevných obrázků. První obrázek (obr.1) je vytvořen ze tří snímků sady zvané RC2 (rotation characterization 2). Tyto snímky byly pořízeny pravděpodobně 9. července. V té době se Dawn teprve blížil k Vestě a chybělo mu přibližně 41 000 kilometrů. Původní rozlišení bylo ~3,9 km/pix, obr.1 je ale dvakrát zvětšen pomocí metody superresolution na ~1,95 km/pix. Nejmenší rozlišitelné detaily mají velikost asi 6 km. Dawn měl tehdy pěkný výhled na jižní polární oblast Vesty, které dominuje "dvojkráter" Rheasilvia a jižní polární velehora (stále bezejmenná).

Obrázek/Figure 2.
Color image of Vesta from distance ~5200 km. It was made from two filtered images
(filters centered at 440 and 650 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
Synthetic image was used as green image. South is down and east is right.
Date: ~24.7.2011. Resolution ~500 m/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

Druhá sada snímků zvaná RC3 (rotation characterization 3) byla pořízená okolo 24. července z mnohem větší blízkosti (asi 5200 km) a tedy i s vyšším rozlišením (500 m/pix). Obr.2 je první vycházející z této sady. Byl vytvořen pouze ze snímků pořízených přes filtry F7 a F8, které byly použity jako modrý a červený snímek. Zelený snímek byl vytvořen uměle syntézou těchto dvou snímků. Tento obrázek je tedy vytvořen jen ze snímků pořízených ve viditelném světle a je tedy zřejmě blíže reálnému barevnému vzhledu Vesty. V tu dobu už ani jeden ze snímků nepokryl celý viditelný povrch Vesty a proto jsou okraje "uříznuté". Vesta je přibližně orientována tak, že jižní pól je dole a východ je vpravo (tato orientace je zachována u i všech dalších obrázků kromě obr.6 a obr.7). Opět je viditelná jižní polární velehora (tentokrát z boku) tyčící více než 15 kilometrů nad okolní planiny kráteru Rheasilvia. Zhruba uprostřed je viditelný zajímavý kráter nazvaný Oppia, ze kterého se do okolí rozlétl nahnědlý materiál. Jestli se jedná o materiál pocházející z dopadnuvšího tělesa, či se jedná o materiál Vesty zatím není známo. Tento kráter je vidět i na obr.1 vlevo nahoře u hnědé skvrny. Rovníková oblast, viditelná zhruba ve středu obrázku, je protkána řadou rýh, které jsou rovnoběžné s rovníkem Vesty a tento pás rýh se táhne okolo celého jejího obvodu. Nahoře obrázku pak leží severní polární oblast Vesty, rozrytá nespočtem kráterů. Samotný severní pól je zatím skryt ve tmě, ale než Dawn opustí Vestu a vydá se k dalšímu cíli - planetce Ceres, měl by sluneční svit dorazit i tam.

Obrázek/Figure 3.
Color image of Vesta from distance ~5200 km. It was made from three filtered images
(filters centered at 440, 650 and 750 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
South is down and east is right.
Date: ~24.7.2011. Resolution ~500 m/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

Třetí obrázek (obr.3) byl zhotoven ze snímků pořízených přes všechny tři filtry. Třetí filtr leží už v pásmu infračerveného záření a jeho přidání vedlo k mírné celkové změně barev a oblast jižní polární velehory a část okolních planin, se nyní jeví narůžověle. To svědčí o tom, že je tato oblast (nebo přinejmenším povrchová vrstva) tvořena trochu odlišným materiálem než většina povrchu Vesty. Pravda, efekt není moc silný a necvičené oko nic nespatří.

Obrázek/Figure 4.
Enhanced color image of Vesta from distance ~5200 km. It was made from three filtered images
(filters centered at 440, 650 and 750 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
Color differences were extremely exaggerated. South is down and east is right.
Date: ~24.7.2011. Resolution ~500 m/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

Proto jsem udělal obr.4, ve kterém jsou zesíleny rozdíly mezi snímky s různými filtry. Takhle by Vestu lidské oko jistojistě nevidělo, ale takový obrázek je užitečný pro odlišení oblastí, které mají různé (chemické) složení povrchových vrstev. Nevýhodou tohoto procesu je zesílení všech případných vad snímků, v tomto případě vady způsobené ne úplně dokonalým překrytí jednotlivých filtrovaných snímků přes sebe. Tento jev je způsoben zejména tím, že snímky byly přece jen pořízeny s jistým časovým odstupem a Dawn se vzhledem k Vestě během této doby citelně pohnul. Tyto nedokonalosti jsou minimální uprostřed snímku, ale výrazné u ořízlých okrajů. Takže žluté cákance, pocházející z kráteru Oppia uprostřed snímku, jsou reálné, stejně jako narůžovělé oblasti okolo jižního pólu, ale za oblasti úplně u ořízlých okrajů bych ruku do ohně nedal.

Obrázek/Figure 5.
Superresolution color image of Vesta from distance ~5200 km. It was made from three filtered images
(filters centered at 440, 650 and 750 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
South is down and east is right.
Date: ~24.7.2011. Resolution ~300 m/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

Pátý obrázek (obr.5) je superresolution verze trojice snímků sady RC3. Ta byla poté dobarvena barvou ze stejných snímků. Přestože jsem použil k získání barevné informace opět všechny tři filtry, je výsledek mírně "cinknutý" syntetickým zeleným snímkem z obr.2, takže barva je mírně jiná, než u obr.3. Snímky použité pro metodu superresolution musí na sebe velmi dobře pasovat, což neplatí pro celý zobrazený povrch (zlobivé okraje), takže je výsledek více ořízlý než obr.2,3,4 a je zvětšený jen decentně na ~300 m/pix (z 500 m/pix).

Obrázek/Figure 6.
Superresolution color image of Vestian crater Oppia (big crater in brownish area) from distance ~5200 km. It was made from three filtered images (filters centered at 440, 650 and 750 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
South is up and east is left.
Date: ~24.7.2011. Resolution ~250 m/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

Poslední dva obrázky (obr.6 a obr.7) jsou tématickými výřezy, ukazujícími některé zajímavé části zpracovaných snímků. Protože se jedná v obou případech o části okolo středů snímků, použil jsem opět metodu superresolution, ale tentokrát mají výsledky rozlišení 250 m/pix. Snímky mají také zesílený kontrast, takže detaily jsou lépe viditelné. Na obr.6 je vidět okolí kráteru Oppia, pokryté nahnědlým materiálem vyvrženým z tohoto kráteru. Zajímavé jsou také černé skvrny u kráteru vlevo nahoře, které zatím nebyly vysvětleny a relativně čerstvý jasný malý kráter nad kráterem Oppia (obrázek je nyní orientován tak, že jih je nahoře). Poslední obrázek (obr.7) je zvětšeným bočním pohledem na jižní polární velehoru a myslím, že představuje vhodnou tečku na závěr, která nepotřebuje dalších slov.

Obrázek/Figure 7.
Superresolution color sideview of Vestian south polar mountain from distance ~5200 km.
It was made from three filtered images (filters centered at 440, 650 and 750 nm), which were taken by Dawn's FC camera.
South is up and east is left.
Date: ~24.7.2011. Resolution ~250 m/pix.
Kredit/Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.

(Sierks, et al.):
The Dawn Framing Camera: A Telescope En Route to the Asteroid Belt - MPS/DLR/IDA.

Vesta ve 3D podruhé

Již dva a půl měsíce obíhá okolo Vesty kosmická sonda Dawn ("Úsvit") a pořizuje množství toužebně očekávaných vědeckých dat. Dawn je vybaven dvojicí kamer (Framing Camera - FC), zobrazovacím spektrometrem (Visible and InfraRed spectrometer - VIR) a detektorem gama záření a neutronů (Gamma Ray and Neutron Detector - GRaND). Na výsledky z dvou posledně jmenovaných si budeme muset ještě počkat, protože data z těchto přístrojů vyžadují důkladnější (a tedy delší) analýzu. Naproti tomu s kamerami je to snazší, protože pěkný snímek dokáže ocenit i laik bez odbornějšího vzdělání. Na stránkách mise jsou pravidelně zveřejňovány nové a nové snímky, u kterých navíc den za dnem roste rozlišení (tzn. klesá rozměr nejmenších objektů, které je možné na snímcích spatřit). Oběžná dráha sondy Dawn je totiž postupně snižována a s každým přiblížením roste i rozlišení kamer.

Na oběžnou dráhu Vesty se Dawn dostal 15. července. To byl vzdálen více než 5000 km. Tato výška byla postupně snížena na 2700 km nad povrchem Vesty. V tu chvíli (od 11. srpna) začala pozorování v rámci tzv. Survey Orbit. Další krokem bylo další snížení oběžné dráhy, tentokrát už na 660 km nad povrchem Vesty, na tzv. High Altitude Mapping Orbit (HAMO). Této dráhy dosáhl Dawn právě dnes (30.9.2011). A konečně někdy ke konci listopadu bude dráha dále snížena na výšku pouhých 180 km nad povrchem Vesty v rámci tzv. Low Altitude Mapping Orbit (LAMO). Z této dráhy bude možné na povrchu Vesty rozlišit objekty o velikosti pouhých 30 metrů.

Díky postupnému přibližování sondy Dawn k Vestě máme tedy stále lepší snímky a to platí i pro snímky trojrozměrné. Těch už bylo publikováno několik (všechny jsou dostupné na domovských stránkách sondy Dawn, na stránkách německé MPS nebo planetárním fotožurnálu JPL). Zde se zaměřím opět na masivní velehoru, ležící v oblasti jižního pólu Vesty, která dominovala již trojrozměrným obrázkům z mého dřívějšího příspěvku.

  Obrázek 1a.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.  

  Obrázek 1b.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Daniel Macháček.  

První dvojice trojrozměrných obrázků (obr. 1a/b) představuje celkový pohled na 200 km široký a přes 15 kilometrů vysoký masiv jižní velehory. Horní obrázek je jemně dobarvená (na odstín blízký reálnému) stereoskopická dvojice obrázků a spodní je černobílý anaglyf (k jeho prohlížení jsou potřeba červeno-modrozelené brýle). Rozlišení je nyní asi 6× lepší (~260 m/pix vs. ~1500 m/pix), než v předchozím příspěvku týkajícího se Vesty. Obrázky byly vytvořen pomocí snímku s vysokým rozlišením (PIA14681), který byl warpován na snímek s nižším rozlišením, pořízený z odlišného úhlu (PIA14316). Opět byl použit program Sqirlz Morph a warpování bylo provedeno s pomocí téměř tisíce kontrolních bodů.

  Obrázek 2.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Další trojrozměrný obrázek (obr.2) publikoval tým kamer FC sondy Dawn před dvěma týdny (16.9.2011). Zobrazuje jižní velehoru z podobné perspektivy jak předchozí snímky, ale rozlišení je přibližně 2× lepší než v předchozím případě ~130 m/pix (rozlišení udávané v originálním popisku, 260 m/pix,  je zřejmě chybné*).  Obrázek pokrývá mírně odlišné území než obr. 1a/b, oproti nim je celá scéna posunutá vlevo.
Vznikl spojením dvou snímků s prakticky stejným rozlišením, pořízených s mírně odlišného úhlu. Tímto způsobem je možné získat prakticky dokonalý 3D obrázek. Tento obrázek nabízí možnost ověření si přesnosti metody použité v prvním případě (warping mezi snímky s rozlišným rozlišením). V obou případech by vrcholek (resp. údolí) v jednom obrázku měl odpovídat vrcholku (resp. údolí) v druhém obrázku a měly by si odpovídat i relativní výšky (vyšší vrcholek v jednom by měl odpovídat vyššímu vrcholku v druhém). Naproti tomu absolutní výšky (jak moc vrcholky "trčí" z obrazovky) si odpovídat nemusí, protože absolutní výšky jsou odvislé od paralaxy obou pozorování. O tom, jak jsou si oba obrázky v anaglyfové verzi podobné, může posoudit čtenář sám.

  Obrázek 3.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Poslední trojrozměrný obrázek (obr.3) je také od týmu kamer FC. Rozlišení je přibližně ~110 m/pix (v originálním popisku je opět chybně - 260 m/pix*). Obrázek byl vytvořen stejným způsobem jako předchozí a pokrývá přibližně území z pravé části obr. 1a/b, které chybí v obr. 2.

 Samotná hora, a její vznik, zatím představují hádanku, kterou bude obtížné vyřešit. Předpokládá se, že se jedná o kráterový vrcholek, ale není vyloučeno, že její vznik je spojen i s vulkanickou či tektonickou činností. Tektonická činnost se určitě podílela na jejím pozdějším formování, o čemž svědčí množství zlomů, hřebenů a pravděpodobně i vrás, na ní i v jejím okolí. Dobře viditelné jsou i sesuvy materiálu. Na obrázcích lze vidět například sesuvem deformované krátery v pravé části první dvojice a stejně tak v pravé části posledního obrázku (obr.1a/b a obr.3). Pod těmito krátery se pak vytvořily terasy zřejmě ze sesutého materiálu. Sesuvem části hory vznikl pravděpodobně i několik kilometrů vysoký prudký svah poblíže vrcholu (viditelný na obr.1a/b a obr.2).
Co se týče názoru planetárních vědců, již brzy se dozvíme více, protože v neděli (2.10.) začíná v Nantes konference EPSC-DPS, jejíž jedna část se bude týkat jen Vesty a budou zde zveřejněny první předběžné výsledky jejího výzkumu sondou Dawn.

*_před uveřejněním jsou snímky často zvětšeny, přičemž se mění rozlišení (v m/pix). Reálné rozlišení snímků (tzn. jak velké objekty jsou na snímku skutečně viditelné) je ale plně závislé na rozlišení originálních "raw" snímků. To se dá zjistit dodatečně z údaje o vzdálenosti, z které byl snímek pořízen, a rozlišovací schopnosti kamery. Protože ale evidentně nesedí ani reálné rozlišení snímků (všechny tři snímky by měly mít 260 m/pix, přesto jsou na obr.2 a obr.3 viditelné mnohem menší detaily než na obr.1a/b), udávám rozlišení odvozené z měřítek, které jsou přítomny na všech vyobrazených obrázcích.

Vesta ve třech rozměrech

Když v roce 1807 objevil amatérský astronom H. W. Olbers planetku Vesta, určitě netušil, že budeme mít o 204 roků později možnost prohlédnout si ji zblízka díky robotickému velvyslanci - kosmické sondě Dawn.

Tato sonda se stala umělou družicí Vesty 16. července a poslala na Zemi již mnoho snímků této planetky. Většina ze zveřejněných snímků je obsažena v této pěkné kompozici od Phila Stooka.
Stejný autor vytvořil z těchto snímků i předběžnou mapu Vesty, zatím pokrývající zejména oblast okolo jižního pólu. Nové snímky jsou zatím pravidelně, vždy v pondělí a ve čtvrtek, dávány k dispozici na webu NASA (JPL), či domovské organizace stojící za kamerovým systémem sondy - Ústavu Maxe Plancka MPS.
V době psaní tohoto příspěvku byl oficiálně zveřejněn zatím jen jeden barevný snímek (ve falešných barvách) . Díky amatérské komunitě (především díky Mika Malasky) jsou navíc k dispozici již dodatečně dobarvené snímky s lepším rozlišením (třeba zde a zde).
Chyběly nicméně kvalitnější trojrozměrné snímky (zatím jediný takový snímek neumožňuje vidět mnoho z výrazné topografie Vesty).
Následující snímky představují menší pokus o nápravu a o to představit Vestu, či alespoň její část - oblast okolo jižní pólu, jako trojrozměrný objekt.

Pro zobrazení třetího rozměru na zařízení zobrazujícím jen dva rozměry, jako je běžný počítačový monitor nebo např. fotografie, se používá několik "fíglů", využívajících toho, jakým způsobem mozek zpracovává data poskytnutá očima k vytvoření vjemu třírozměrného prostoru. Nejdokonalejším a nejpřesnějším způsobem, který mozek používá, je schopnost zpracovávat současně obrazy z obou očí. Mozek automaticky porovná dva obrazy poskytované levým a pravým okem a podle vzájemné polohy význačných bodů a linií v obou obrazech, vytvoří trojrozměrný obraz. Jedná se o tzv. stereoskopické vidění.
Tato schopnost je potřeba i u následujích obrázků, přičemž máte na výběr ze dvou možností.

První představuje tzv. anaglyfové zobrazení, kdy ke správnému zobrazení potřebujete speciální brýle s červeným a modrozeleným filtrem. Je možné použít i brýle s červeným a modrým či zeleným filtrem, ale výsledek bude o něco méně kvalitní. Díky dvoubarevným brýlím vidí každé oko trochu jiný obraz, který mozek automaticky spojí do trojrozměrného obrazu.

Druhá možnost je méně náročná na vybavení, protože vám stačí jen vlastní oči, ale zase je třeba se ji naučit.
Princip je velmi jednoduchý. Dva obrázky vedle sebe jsou shodné s obrázky, které jsou u anaglyfové verze zakódovány v jediném obrázku pomocí různobarevných filtrů (jsou přeloženy přes sebe). Pokud chcete vidět trojrozměrný efekt u dvojice obrázků, musíte tyto přeložit přes sebe, aby si je mozek mohl spojit do jediného, trojrozměrného. Nejsnáze toho dosáhnete tak, že při dívání se na tento obrázek, zakloníte hlavu, abyste viděli svůj nos přibližně mezi dvojicí obrázků. Pak se snažíte podívat se na špičku nosu. Všimněte si, že během toho, jak se snažíte dívat na špičku nosu, se vám z dvojice obrázků udělala čtveřice. Teď jen stačí prostřední dva obrázky přes sebe přeložit a počkat až mozek sám pochopí, že má tyto složit dohromady. Jakmile k tomu dojde, vidíte tři obrázky. Dva boční dvourozměrné (těch si nevšímejte) a prostřední trojrozměrný. Protože během tohoto postupu vlastně šilháte, nazývá se tato metoda anglicky "cross-eye", česky tedy snad metoda "šilhání" či "zašilhání" (tento pojem se vyskytuje na české wikipedii, nevím zda existuje nějaký jiný speciální český termín).

Jak ovšem takový trojrozměrný (stereoskopický) obrázek vytvořit?
Možností je opět několik, ale nejkvalitnějšího výsledku dosáhneme téměř vždy použitím dvojice snímků daného předmětu zájmu pořízených ze dvou různých pozic. Pokud se díváme očima, tomuto odpovídá odlišná pozice levého a pravého oka. Je třeba mít na paměti, že lidské oko má omezené rozlišení a od určité vzdálenosti (okolo 50-ti metrů) už mozek není schopen analyzovat malé odchylky v obrazu poskytovaném levým a pravým okem a tímto způsobem už mozek není schopen generovat trojrozměrný vjem (na větších vzdálenostech používá jiných triků).  Kdybychom tedy byli na místě kosmické sondy, která je ve vzdálenosti řekněme 10 000 kilometrů od planetky, mozek by neměl k dispozici žádná pořádná data k vytvoření trojrozměrného obrazu. Toto je třeba mít na paměti a k vytvoření trojrozměrného obrazu použít snímky focené z dostatečně odlišných pozic. Pěkné snímky stejné oblasti Vesty (okolí jižního pólu) z různých pozic byly zveřejněny a nic tedy, zdá se, nebrání vytvoření vlastního trojrozměrného obrázku.
Výchozí snímky použité v trojrozměrných obrázcích jsou tyto:

  Snímek Vesty pořízený sondou Dawn dne 17.7.2011 ze vzdálenosti 15 000 kilometrů.
Kredit: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.     

Snímek Vesty pořízený sondou Dawn dne 15.7.2011.
Kredit: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA. 

Pokud máte trpělivost a dobré oko, zjistíte, že snímky sice pokrývají alespoň částečně stejnou oblast a každý je focen z jiné pozice, takže je Vesta viditelná z různých úhlů, ale také to, že světelné podmínky byly podstatně odlišné, snímky jsou focené z příliš vzdálených pozic a v neposlední řadě jsou povrchové útvary na Vestě na obou snímcích jinak otočené.
Otočení je nejmenší problém korigovatelný libovolným obrazovým editorem. Další dvě překážky představují těžký oříšek. Odlišné světelné podmínky by v konečném důsledku znamenaly trojrozměrný obrázek, který je sice možné vytvořit, ale bude nepříjemný na pohled (odlišnosti v jasu obou obrázků "trhají" oči). Příliš odlišná pozice je ještě mnohem horší, protože pohled na takový 3D obrázek by byl obdobný snaze dívat se na blízký předmět ze vzdáleností pár centimetrů (zde odlišnosti v obou snímcích "trhají" oční svalstvo a kromě toho vás z takového snímku bude ihned bolet hlava).
Jak z toho ven? Klasický způsob představuje transformace obrazových dat na nějaký objekt. V případě planet třeba na kouli. Pak stačí vzít takto transformované snímky stejné oblasti a použít je v trojrozměrném  obrázku. Stejným způsobem byl zřejmě vytvořen jediný zatím oficiálně publikovaný anaglyfový obrázek.
Pokud ale dané těleso není koule (což Vesta není), může být výsledek výrazně odlišný oproti skutečnosti.
Následující trojrozměrné obrázky jsem tedy raději vytvořil jinou metodou a to použitím syntetických snímků.
Syntetické snímky byly vytvořeny metodou morphingu z obou vstupních snímků prostřednictvím mého oblíbeného freewarového programu Sqirlz morph. Přesnost takových "mezisnímků" je pak závislá hlavně od množství použitých dvojic záchytných bodů umístěných na oba vstupní snímky tak, aby každá dvojice bodů odpovídala stejnému útvaru na povrchu. Tyto body pak program používá při deformování originálních vstupních snímků. V tomto případě jsem použil necelých 400 kontrolních bodů. Výhodou této metody je možnost použít syntetické snímky párované v trojrozměrných obrázcích s oběma originálními snímky.

Konečný výsledek po pár úpravách (oříznutí okrajových částí, které jsou nevhodně deformovány) vypadá takto:

Trojrozměrné obrázky okolí jižního pólu planetky Vesta.
Horní obrázek je anaglyf, spodní je pak  zobrazitelný metodou "zašilhání"
Kredit: NASA/JPL/UCLA/DLR/MPS/INTA/Daniel Macháček.

Na těchto trojrozměrných obrázcích můžete vidět výraznou topografii povrchu Vesty, přičemž nejmenší detaily, které se dají na těchto snímcích rozlišit mají rozměr přibližně tří kilometrů. Celé jižní polokouli dominuje zvrásněný terén, který je snad dnem obřího impaktního kráteru, vzniklého zřejmě před jednou miliardou let. Předpokládá se, že obrovská hora, viditelná uprostřed všech snímků, je centrálním vrcholkem tohoto kráteru (u velmi velkých impaktních kráterů vzniká uprostřed kráterový vrcholek). Díky své "mamutí" velikosti patří mezi největší známé hory v celé Sluneční soustavě. Tyčí se do výšky okolo 18-ti kilometrů nad okolní terén.
Srovnatelnou výšku mají jen některé vrcholky patřící do rovníkového pohoří Saturnova měsíce Japeta, Iónské pohoří Boösaule Montes a samozřejmě velké Marťanské sopky s rekordmanem Olympus Mons a jeho bezmála 22-ti kilometry.

V následujících týdnech a měsících se dočkáme pravděpodobně mnoha dalších snímků Vesty, navíc se stále lepším a lepším rozlišením, protože kosmická sonda Dawn se zdrží u této planetky ještě necelý rok a postupně se bude blížit k jejímu povrchu až na vzdálenost pár set kilometrů. Můžeme se tedy těšit na snímky, na kterých budou vidět snad až 50× menší detaily.

Trojrozměrné obrázky jižního pólu planetky Vesta, využívající druhého originálního snímku.
Opět je horní obrázek anaglyfem a spodní pro zobrazení metodou "zašilhání".
Kredit: NASA/JPL/UCLA/DLR/MPS/INTA/Daniel Macháček.