Что лучше для науки - суперкамера на орбите или посадка?

[byran]

После великолепных снимков поверхности Марса с MRO с 25-сантиметровым разрешением задумался над вопросом, что более результативно для науки - посадка на поверхность или суперкамера на орбите с разрешением в несколько сантиметров. Это не опечатка, так как очевидно что у безатмосферных и слабоатмосферных тел можно достичь куда большее разрешение, чем с земной орбиты.

Особенно сильно задумался после этой цитаты в документе по разработке следущей миссии после MRO - Mars Science Orbiter.

http://mepag.jpl.nasa.gov/reports/MSO_SAG2_Report_MEPAG_29may1.pdf
The SAG-2 discussed the scientific return from imaging at significantly better spatial resolution (and comparable signal-to-noise ratio) than HiRISE (30 cm/pixel at 300 km altitude). This resolution can help resolve fundamental issues with regard to active processes such as gullies, and provides imaging at the equivalent of lander scales at many more sites than we will be able to land at during the coming decade. State of the art visualization can effectively show the surface view in these extreme high-resolution views. Similar techniques are actively being used for navigation of MER from HiRISE images. Unfortunately, achieving spatial resolution of 5-10 cm, under current state of the art, increases both mass and cost significantly, and largely becomes the only scientific goal for MSO. Also, spacecraft stability could become the limiting factor in resolution rather than the telescope. We discussed the possibility of "shared optics" i.e. a view similar to the space telescope where a single optic is shared by multiple instruments, but the practicalities of creating multiple optical chains were seen as prohibitive for the MSO mission. Though discussed at multiple stages in the process, the majority did not condone a "single instrument" core mission and so this option was ultimately dropped.

Т.е. инструмент, позволяющий получать на орбите Марса 0.05-0.1 метровое разрешение оценивается по массе примерно в 140 килограмм, так как этой цифре равна полезная нагрузка MRO.
HIRES для сравнения весит 66 кг, стоит 40 млн. $ и имеет апертуру в 0.5 метра. Т.е это получается где-то примерно телескоп с метровой апертурой, вроде WorldView-1,2 или GeoEye-1, 2. Тот факт, что такие аппараты в последнее время на околоземной орбите появились не только у военных, говорит о том, что рано или поздно они появятся и у других планет, где им атмосфера будет мешать гораздо меньше.

Кстати цитату о метровом телескопе я видел и в другом проекте, как один из вариантов.
http://www.lpi.usra.edu/pss/presentations/200707/niebur_flagship.pdf
– Ganymede elliptical orbiter with large (1m or greater) optical system

[byran]

Кстати сразу стоит добавить к суперкамере систему ретрансляции данных на Землю через лазер для объективной конкуренции с ровером. Так как без этого возможности орбитальной суперкамеры ограничены.

Разница в этом просто огромна и передается хотя бы через следующих два факта (не забывая при этом, что Земля закрыта большую часть времени облаками в отличие от Марса):

ftp://ftp.lpi.usra.edu/pub/outgoing/lpsc2009/full626.pdf
The Mars Reconnaissance Orbiter's High-Resolution Imaging Science Experiment completed its primary science phase (lasting one Mars year) in November 2008. By the end of the primary science phase, the HiRISE camera completed 9549 observations for a total of approximately 8 Terabytes of data. These observations cover an area close to 938,000 km2 or approximately 0.6% of the surface of Mars. This area is nearly as large as the area of Egypt or the combined areas of California, Oregeon and Nevada. During this time HiRISE targeted suggestions from 16 different science themes in addition to suggestions for future landing sites, and student suggestions. Of the completed observations, approximately 840 observations of valleys (e.g., large valley systems, valley networks, longitudinal valleys and slope valleys) approximately 424 observations of channels, and approximately 644 observations of gullies have been obtained (Figure 1)

http://rnd.cnews.ru/reviews/index_science.shtml?2009/01/13/334247_2
Компании DigitalGlobe и GeoEye при финансовой господдержке запустили спутники второго поколения WorldView-1 (2007 г.) и GeoEye-1 (2008 г.). Спутники отличаются резко возросшей производительностью.
Производительность этих спутников составляет 700-750 тыс. кв.км/сутки и в 3,5 раза превышает производительность ранее запущенных спутников Ikonos и QuickBird (200-210 тыс. кв.км/сутки).
В результате по опубликованным данным, за 2008 год один лишь спутник WorldView-1 отснял только по России около 20% территории страны c разрешением 50 см, в то время, как остальные зарубежные спутники метрового разрешения вместе взятые – около 5%.
Результаты работы спутника WorldView-1 за первый год эксплуатации оказались столь впечатляющими, что конгресс США в сентябре 2008 года закрыл финансирование разработки аналогичной по возможностям альтернативной военной системы видовой разведки BASIC (Broad Area Space-Based Imagery Collection), которая ранее была одобрена Пентагоном. Гражданский аппарат справляется с этим не хуже, к тому же "позирующая" сторона зачастую еще и оплачивает издержки.

[pkl]

На мой взгляд, вопрос поставлен некорректно - у них разные экологические ниши. Камеры - топография, обзорные наблюдения. Посадка - детальные исследования заранее выбранных районов. Камеры могут отснять всю поверхность планеты. Но многие исследования - сейсмометрия, микроскопия, бурение, газовая хроматография и масс-спектрометрия им недоступны. Они должны дополнять друг друга. Идеальный комплекс для исследования планеты я вижу так: орбитальный разведчик-ретранслятор + ровер.

P.S.: Сам голосовал за посадку

[byran]

Ну понятно, что лучше, то и другое.  

Но вот предположим, что у нас есть пара гигабаксов. На эти деньги можно запустить либо аналог MRO с метровой суперкамерой и лазерной системой ретрансляции, либо аналог MSL с ядерным реактором. Что-то одно и все! Вот и ученым и ставится задача, что лучше для науки - орбитер или ровер?

[tktyf]

Пожалуй на сегодня данных орбитальной разведки достаточно, а вот поверхностных ... Поле не паханное на Марсе. Я за марсианский трактор. :wink:

[ааа]

Если не планируется освоение планеты, то ни от того, ни от другого нет никакой пользы.

[Дмитрий Виницкий]

Планируется освоение всех планет СС, куда полетели АМС? Нет? Прекратить транжирить средства! :twisted:

[byran]

Планируется освоение всех планет СС, куда полетели АМС? Нет? Прекратить транжирить средства! :twisted:

Что значит обязательно нужно освоение?
А сравнительная планетология необходимая для более лучшего понимания земной геологии?
Может тогда и астрофизику и внегалактическую астрономию свернуть, пока технологию межзвездных перелетов не освоят?

Как вижу большинство выбирает посадку.

А как быть например с изучением склонов долины Маринер. Ведь ни один ровер там не сможет работать.



Практически такая же крутизна склонов, как в том же Гибралтаре

[Дмитрий Виницкий]

Во-первых, это ответ ааа. Во-вторых, не заблуждайтесь. На Олимпус можно заехать на велосипеде

[ааа]

Планируется освоение всех планет СС, куда полетели АМС? Нет? Прекратить транжирить средства! :twisted:

Ну, в общем, так оно и есть. Эти деньги можно было бы направить на развитие космонавтики, а не на удовлетворение любопытства.

[Дмитрий Виницкий]

А в чем заключается развитие космонавтики? В бесконечном болтании на околоземной орбите? Может, географию в школе отменить - зрявремя тратят на то, что никогда не увидят?

[ааа]

А в чем заключается развитие космонавтики? В бесконечном болтании на околоземной орбите?

Нет.

[Дмитрий Виницкий]

Таки в чём?

[byran]

Ну так щитовой вулкан можно без проблем исследовать, а вот как быть с исследованием тектонических разломов, вроде долины Маринер?

[Дмитрий Виницкий]

Вот так.

[byran]

Хорошо, а теперь вот представьте сколько времени займет у этого паука процесс облазивания всех стенок тысячекилометровой долины Маринер? А орбитер с суперкамерой и системой лазерной ретрансляции возьмет и остснимет с сантиметровым разрешением всю долину за месяц, да еще в 3D под разными углами освещения Солнцем.

[ааа]

Ну так щитовой вулкан можно без проблем исследовать, а вот как быть с исследованием тектонических разломов, вроде долины Маринер?

А зачем их все-таки исследовать?

[byran]

Ну так щитовой вулкан можно без проблем исследовать, а вот как быть с исследованием тектонических разломов, вроде долины Маринер?

А зачем их все-таки исследовать?

Сравнительная планетология. Плюс изучение срезов древних осадочных пород без всякого бурения.

[Дмитрий Виницкий]

Древние осадочные породы на Марсе, пока что переотложенные эффузивы попадаются.
С Дирижабля или самолета как раз гораздо удобней отснять куэсту, и лазером-радаром пощупать. А за тем на выбранное место выстрелить такого паука в капсуле.

[sychbird]

Ну понятно, что лучше, то и другое.  

Но вот предположим, что у нас есть пара гигабаксов. На эти деньги можно запустить либо аналог MRO с метровой суперкамерой и лазерной системой ретрансляции, либо аналог MSL с ядерным реактором. Что-то одно и все! Вот и ученым и ставится задача, что лучше для науки - орбитер или ровер?

Единой науки давно не существует. Она давно поделена на делянки, колхозные и индивидуальные. Вопрос сам по себе решения не имеет. Ответ может быть получен исключительно в жестоком побоище за гранты и приоритеты.