A equipe da missão MESSENGER da NASA e cartógrafos do USGS, criaram uma ferramenta crítica para planejar a primeira observação orbital do planeta Mercúrio – um mosaico global do planeta que ajudará os cientistas a apontar crateras, falhas e outras feições para uma observação mais detalhada. O mapa foi criado usando imagens feitas durante os 3 sobrevôos do planeta feitos pela MESSENGER e algumas imagens da MARINER 10 feitas em 1970. A apresentação desse mosaico foi feita no encontro de primavera da União Geofísica Americana (AGU) em San Francisco.
A sonda MESSENGER completou seu terceiro e final sobrevôo de Mercúrio em 29 de Setembro, concluindo o seu reconhecimento sobre o planeta mais interno, ou seja, mais próximo do Sol, do nosso Sistema Solar. A equipe da MESSENGER está se preparando de maneira exaustiva para a fase orbital da missão que terá um ano de duração e começará em Março de 2011, e o mosaico de Mercúrio construído com imagens da MESSENGER e da MARINER 10 é uma ferramenta crucial para isso.
“A produção desse mosaico global representa o maior feito para todos da equipe da MESSENGER”, disse o Principal Cientista da MESSENGER Sean Solomon do Instituto Carnegie de Washington. “Além de ser extremamente importante para ser usada como uma ferramenta de planejamento, esse mapa significa que a MESSENGER é de longe a missão que olhou e estudou com mais cuidado o planeta mais próximo do Sol”.
“O processo de gerar o mosaico pode ser relativamente direto – programas de computador simples podem juntar panoramas feitos com diferentes imagens. Contudo, o desafio aqui foi gerar um mosaico cartograficamente preciso a partir de uma série de imagens com resolução variável (de 100 a 900 metros por pixel), condições de iluminação diferentes (desde ao meio dia com o Sol alto em Mercúrio até a noite completamente escura), feitas por uma sonda viajando a velocidades superiores a 2 Km/s (2237 mi/h)”, disse Mark Robinson, da Universidade Estadual do Arizona e um dos membros do programa MESSENGER.
Pequenas incertezas no apontamento da câmera e mudanças na escala da imagem podem introduzir pequenos erros entre as imagens obtidas, disse ele. “E quando se trabalha com uma imensa quantidade de imagens pequenos erros podem ir se somando resultando em grandes desajustes no mosaico final. Definindo pontos de controle – identificando a mesma feição em duas imagens – permite posicionar a câmera com um bom ajuste até que bordas das imagens estejam coincidentes”. Essa operação é conhecida como ajuste bundle-block e necessita de programas computacionais altamente sofisticados.
Peritos em cartografia no Centro de Ciência Astrogeológica do USGS em Flagstaff, Arizona, definiram os pontos de controle de modo a resolver o problema de ajuste bundle-block e assim conseguir construir o mosaico final utilizando para isso um software denominado Integrated Software for Imagers and Spectrometers (ISIS). No caso das imagens da MESSENGER, 5301 pontos de controle forma selecionados e cada ponto em media era encontrado em mais de 3 imagens, resultando em 18834 medidas em um total de 917 imagens. Cientistas do ASU e do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, também forma importantes em fazer possível a construção do mosaico final.
“Esse mosaico representa o melhor mapa geodésico da superfície de Mercúrio. Nós queremos fornecer o mapa mas preciso para planejar a seqüência do projeto MESSENGER”, disse Kris Becker do USGS. “Com um sistemático mapeamento da superfície de Mercúrio em progresso, nós iremos de maneira contínua adicionar novas imagens que irão gerar novos pontos de controle para a nossa rede de ajuste, refinando cada vez mais o mapa”, disse ele. “Esse mosaico já nos deu de presente a possibilidade de identificar novas feições na superfície do planeta”.
No final do ajuste bundle-block o erro médio foi em torno de dois décimos de um pixel para cada 100 metros – o que é considerado pelos especialistas um resultado excelente para o processo de ajuste imagem – imagem. A maior questão ainda restante é o controle absoluto das feições em superfície. Até o momento, se o pólo norte não está precisamente alinhado com o eixo de rotação, nós temos um mosaico onde tudo parece se sobrepor com perfeição, mas o mosaico todo não pode ser rotacionado, é como a casca de uma laranja, depois de descascada não se ajusta mais com perfeição na laranja se for rotacionada ou transladada.
Muito trabalho ainda precisa ser feito com as imagens da MARINER 10 obtidas em 1974 e 1975 para se ter uma rede de pontos de controle absoluta, mesmo que na época somente 45% do planeta foi mapeado. O sistema de longitude de Mercúrio é centrado na pequena cratera denominada Hun Kal (que significa o número vinte na língua Maia, pois a cratera está centrada em 20ºW).
Erros de posicionamento absoluto no novo mosaico estão na ordem de 2 Km de acordo com a equipe da MESSENGER. Uma vez que a MESSENGER complete outra órbita em Mercúrio, mais progresso se terá para refinar o controle relativo e absoluto das imagens obtidas e ao final do trabalho todo o planeta estará mapeado em alta resolução. O mosaico global pode ser baixado no site USGS Map-a-Planet, http://www.mapaplanet.org.
