När den lanseras i sommar, NASA:s Perseverance-rover kommer att ha det mest avancerade paret "ögon" som någonsin skickats till den röda planetens yta:Dess Mastcam-Z-instrument har en nästa generations zoomfunktion som kommer att hjälpa uppdraget att göra 3D-bilder lättare. Roveroperatörer, som noggrant planerar ut varje körrutt och varje rörelse av en rovers robotarm, se dessa stereobilder genom 3D-glasögon för att se konturerna av landskapet.

Ligger på Perseverances "huvud, " Mastcam-Z (Z står för "zoom") är en mer avancerad version av Mastcam, som NASA:s Curiosity Mars-rover har förlitat sig på för att producera underbara panoramabilder av Mars-landskapet. Men det gör mer än så, och så kommer Mastcam-Z:Tillsammans med att producera bilder som gör det möjligt för allmänheten att följa roverns dagliga upptäckter, kamerorna tillhandahåller nyckeldata som hjälper ingenjörer att navigera och forskare väljer intressanta stenar att studera. Skillnaden är att Curiositys Mastcam inte kan zooma.

Zooma med utsikt

Curiositys Mastcam designades ursprungligen för att vara zoombar, men det visade sig vara svårt att uppnå vid den tiden i ett så litet instrument (Curiosity lanserades 2011).

"Den ursprungliga planen var att Curiosity skulle ha en zoomkamera som kunde gå ut till en extrem vidvinkel som en spagettivästernvy, sa Jim Bell från Arizona State University, Mastcam-Z:s huvudutredare och Mastcams biträdande huvudutredare. "Det skulle ha varit ett fantastiskt panoramaperspektiv men det visade sig vara väldigt svårt att bygga vid den tiden."

Istället, Curiositys Mastcam har ett teleobjektiv och ett vidvinkelobjektiv. Bilder tas genom varje och kan kombineras för att producera stereovyer. Men vidvinkelobjektivet tar in mycket mer av landskapet i en enda bild än den teleskopiska; det krävs upp till nio teleskopbilder för att matcha.

Perseverances Mastcam-Z förenklar saker, zooma båda linserna tills de matchar och kan användas för att göra en enda 3D-bild. Detta är både enklare och kräver att färre bilder – och mindre data – skickas till jorden.

En forskares ögon

Förutom att ge en stereovy för att hjälpa förare att välja den säkraste vägen, Mastcam-Z kommer att hjälpa geologer att välja vetenskapliga mål och bättre förstå landskapet som stenprover finns i:föll de från en angränsande klippsida? Är de från en gammal bäck?

Mastcam-Z kommer att ge "övermänsklig vision, " titta på landskapet i en mängd olika färger (ljusvåglängder), inklusive några som inte kan upptäckas av det mänskliga ögat. Skanna terrängen i ultraviolett eller infrarött, till exempel, kan avslöja metallmeteoriter som prickar ytan eller färgvariationer som indikerar kompositioner som kräver mer detaljerad analys av andra instrument.

Mastcam-Z är inte en spektrometer, det vill säga, ett instrument som använder ljus för att göra detaljerad vetenskaplig analys. "Men det kan ge mineralledtrådar som andra instrument kommer att följa upp, " sa Bell.

Kamerasystemet kan också observera solen och himlen, letar efter transiter av Mars månar över solen och mäter hur dammstormar och molnformationer förändras över årstiderna.

Mars för folket

Bells första erfarenhet av Mars-bilder var som 11-åring, tittade på bilder på de nattliga TV-nyheterna som skickades tillbaka av vikingalandarna 1976. Han var senare involverad i Mars Pathfinder-uppdraget och fortsatte med att leda Pancam-systemen på Spirit and Opportunity rovers, som inspirerade en ny generation Mars-fanatiker, inklusive framtida vetenskapsmän och ingenjörer.

Utsikterna som Perseverance kommer att skicka tillbaka från sin landningsplats, Jezero krater, kommer att vara lika betydelsefull för dem som arbetar med uppdraget och alla som följer med.

Det är därför det finns planer på att dela Mastcam-Z-bilder och mosaiker gjorda av amatörgemenskapen på en offentlig webbplats. "Det är viktigt att allmänheten har en känsla av ägande, " sa Bell. "Mastcam-Z-bilderna tillhör oss alla."

Perseverance är en robotforskare som väger cirka 2, 260 pund (1, 025 kg). Roverns astrobiologiuppdrag kommer att söka efter tecken på tidigare mikrobiellt liv. Det kommer att karakterisera planetens klimat och geologi, samla in prover för framtida återkomst till jorden, och bana väg för mänsklig utforskning av den röda planeten. Oavsett vilken dag Perseverance lanseras under sin 17 juli-aug. 5 lanseringsperiod, den kommer att landa vid Mars Jezero-krater den 18 februari, 2021.