隨著美國(guó)國(guó)家航空航天局的DAVINCI為金星之旅做準(zhǔn)備，舊數(shù)據(jù)產(chǎn)生了新的秘密 _美國(guó)

據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（Lonnie Shekhtman）：由于將于2030年代初發(fā)射，美國(guó)國(guó)家航空航天局的DAVINCI任務(wù)將調(diào)查金星——一個(gè)被有毒氣體籠罩的悶熱世界——是否曾經(jīng)有過像地球這樣的海洋和大陸。
DAVINCI由一艘飛越航天器和下降探測(cè)器組成，將重點(diǎn)關(guān)注一個(gè)名為阿爾法區(qū)的山區(qū)，這可能是一個(gè)古老的大陸。盡管在1970年至1985年間，少數(shù)國(guó)際航天器穿過金星大氣層，但DAVINCI的探測(cè)器將是第一個(gè)從金星厚厚不透明的云層下拍攝到這一有趣地形圖像的探測(cè)器。
但是，一個(gè)團(tuán)隊(duì)如何為前往一顆近50年來沒有見過大氣探測(cè)器的行星的任務(wù)做準(zhǔn)備，而這顆行星往往會(huì)壓碎或融化其航天器游客？
領(lǐng)導(dǎo)DAVINCI任務(wù)的科學(xué)家們開始使用現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析技術(shù)來分析之前金星任務(wù)中數(shù)十年的數(shù)據(jù) 。他們的目標(biāo)是盡可能詳細(xì)地到達(dá)我們的鄰近星球。這將使科學(xué)家能夠最有效地利用探測(cè)器的下降時(shí)間來收集新的信息，這些信息有助于回答有關(guān)金星進(jìn)化路徑的長(zhǎng)期問題，以及為什么它與地球的進(jìn)化路徑大相徑庭。

左邊是由美國(guó)國(guó)家航空航天局DAVINCI金星任務(wù)的科學(xué)家開發(fā)的金星阿爾法區(qū)新的更詳細(xì)的視圖，該任務(wù)將于2030年代初發(fā)射。右邊是一張不太詳細(xì)的地圖，它是使用美國(guó)國(guó)家航空航天局麥哲倫號(hào)航天器在20世紀(jì)90年代初收集的雷達(dá)高度計(jì)數(shù)據(jù)繪制的。地圖上的顏色描繪了地形，深藍(lán)色代表低海拔，棕色代表高海拔。為了制作左邊的地圖， DAVINCI科學(xué)團(tuán)隊(duì)重新分析了麥哲倫的數(shù)據(jù)，并補(bǔ)充了波多黎各阿雷西博天文臺(tái)三次收集的雷達(dá)數(shù)據(jù)，并使用機(jī)器視覺計(jì)算機(jī)模型仔細(xì)檢查數(shù)據(jù)并填補(bǔ)信息空白。每張圖像上的紅色橢圓標(biāo)記了DAVINCI探測(cè)器在朝向地表收集數(shù)據(jù)時(shí)將下降的區(qū)域。圖像：Jim Garvin/美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心
1990年至1994年間，美國(guó)國(guó)家航空航天局的麥哲倫號(hào)宇宙飛船使用雷達(dá)成像和測(cè)高技術(shù)從金星軌道上繪制了阿爾法區(qū)的地形圖。最近，美國(guó)國(guó)家航天局的DAVINICI團(tuán)隊(duì)從這些地圖中尋找了更多細(xì)節(jié)，因此科學(xué)家們應(yīng)用了新技術(shù)來分析麥哲倫的雷達(dá)高度計(jì)數(shù)據(jù) 。然后，他們用波多黎各前阿雷西博天文臺(tái)三次拍攝的雷達(dá)圖像補(bǔ)充了這些數(shù)據(jù)，并使用機(jī)器視覺計(jì)算機(jī)模型仔細(xì)檢查數(shù)據(jù)，以新的尺度（小于0.6英里或1公里）填補(bǔ)信息空白。
因此，科學(xué)家們將阿爾法區(qū)域地圖的分辨率提高了十倍，預(yù)測(cè)了地表新的地質(zhì)模式，并引發(fā)了人們對(duì)這些模式如何在阿爾法區(qū)域山脈中形成的質(zhì)疑。
回顧過去的好處
舊數(shù)據(jù)為新任務(wù)提供了許多好處，包括有關(guān)早期儀器覆蓋的頻率、頻譜部分或粒徑的信息，以便新儀器可以填補(bǔ)空白。
在美國(guó)國(guó)家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心管理的美國(guó)國(guó)家航空宇航局空間科學(xué)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)檔案館，工作人員對(duì)舊航天器的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)和數(shù)字化。與現(xiàn)代觀測(cè)相比，這些古老的數(shù)據(jù)可以顯示行星如何隨時(shí)間變化，甚至可以在任務(wù)結(jié)束后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn) 。例如，由于對(duì)麥哲倫觀測(cè)的新觀察，科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了金星上現(xiàn)代火山活動(dòng)的證據(jù) 。
麥哲倫是首批在美國(guó)國(guó)家航空航天局公開訪問的行星任務(wù)數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)字存檔的任務(wù)之一。但該機(jī)構(gòu)擁有大量數(shù)據(jù) ，其中大部分尚未數(shù)字化，這些數(shù)據(jù)可以追溯到1958年，當(dāng)時(shí)美國(guó)發(fā)射了第一顆衛(wèi)星“探索者1號(hào)” 。
數(shù)據(jù)恢復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜且資源密集型的工作，美國(guó)國(guó)家航空航天局優(yōu)先考慮科學(xué)家所需的數(shù)字化數(shù)據(jù) 。隨著即將進(jìn)行的三次金星任務(wù)——美國(guó)國(guó)家航空航天局的DAVINCI和VERITAS，以及歐洲航天局的Envision——太空數(shù)據(jù)檔案工作人員正在幫助科學(xué)家訪問Pioneer Venus的數(shù)據(jù)，這是美國(guó)國(guó)家航空航空局1978年最后一次將探測(cè)器送入金星大氣層的任務(wù) 。
金星馬賽克
阿爾法區(qū)域是金星上最神秘的地方之一。它的地形被稱為“鑲嵌”，外觀與崎嶇的地球山脈相似，但更不規(guī)則、更無序。
之所以這樣稱呼，是因?yàn)樗鼈冾愃朴趲缀纹椿ǖ匕鍒D案，這種鑲嵌物只在金星上被發(fā)現(xiàn)，DAVINCI將是第一個(gè)詳細(xì)探索這種地形并繪制其地形圖的任務(wù) 。
DAVINCI的探測(cè)器將開始拍攝阿爾法區(qū)域——收集迄今為止分辨率最高的圖像——一旦它下降到行星云層之下，從大約25英里或40公里的高度開始。但即使在那里，大氣中的氣體也會(huì)散射光線，地表也是如此，因此這些圖像會(huì)顯得模糊。
DAVINCI的科學(xué)家們正在研究一種解決方案。最近，科學(xué)家們使用一種新的人工智能技術(shù)重新分析了舊的金星成像數(shù)據(jù)，該技術(shù)可以銳化圖像并將其用于計(jì)算三維地形圖。這項(xiàng)技術(shù)最終將幫助團(tuán)隊(duì)優(yōu)化DAVINCI的阿爾法山脈圖像和地圖。升級(jí)后的圖像將為科學(xué)家提供有史以來最詳細(xì)的視圖，分辨率低至每像素3英尺，即近1米，這可能使他們能夠在歷史上首次檢測(cè)到巖石、河流和溝壑等小特征。
“所有這些古老的任務(wù)數(shù)據(jù)都是告訴金星故事的馬賽克的一部分，”DAVINCI首席研究員、NASA戈達(dá)德首席科學(xué)家吉姆·加文說。“一個(gè)正在創(chuàng)作中但不完整的杰作。”
通過分析阿爾法區(qū)域的表面結(jié)構(gòu)和巖石類型，科學(xué)家們希望確定金星鑲嵌體是否是通過與地球上形成山脈和某些火山相同的過程形成的。
作者：朗尼·謝克曼美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心，馬里蘭州格林貝爾特。