Forskare använder sig av en rad bilder ombord på den sexhjuliga utforskaren för att få en stor bild av den röda planeten.

NASA:s Perseverance-rover har utforskat Jezero Crater i mer än 217 jorddagar (211 marsdagar, eller sols), och de dammiga stenarna där börjar berätta sin historia – om en flyktig ung Mars som flödar med lava och vatten.

Den historien, sträcker sig miljarder år in i det förflutna, utvecklas till stor del tack vare de sju kraftfulla vetenskapskamerorna ombord på Perseverance. Kan ta vara på små detaljer från stora avstånd, ta in stora svep av Mars landskap, och förstora små stenkorn, dessa specialiserade kameror hjälper också roverteamet att avgöra vilka stenprover som ger den bästa chansen att ta reda på om mikroskopiskt liv någonsin funnits på den röda planeten.

Sammanlagt, cirka 800 vetenskapsmän och ingenjörer runt om i världen utgör det större Perseverance-teamet. Det inkluderar mindre team, från några dussin till så många som 100, för var och en av roverns kameror och instrument. Och teamen bakom kamerorna måste samordna varje beslut om vad som ska avbildas.

"Bildkamerorna är en stor del av allt, sa Vivian Sun, medledaren för Perseverances första vetenskapskampanj vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Vi använder många av dem varje dag för vetenskap. De är absolut verksamhetskritiska."

Berättandet började strax efter att Perseverance landade i februari, och de häpnadsväckande bilderna har staplats upp medan de flera kamerorna genomför sina vetenskapliga undersökningar. Så här fungerar de, tillsammans med ett urval av vad några har hittat hittills:

Den stora bilden

Perseverances två navigeringskameror – bland nio tekniska kameror – stödjer roverns autonoma körförmåga. Och vid varje stopp, rover använder först dessa två kameror för att få marken med en 360-graders vy.

"Navigeringskameradata är verkligen användbar för att ha dessa bilder för att göra en riktad vetenskaplig uppföljning med högre upplösningsinstrument som SuperCam och Mastcam-Z, " sa Sun.

Perseverances sex riskundvikande kameror, eller Hazcams, inkludera två par framför (med endast ett enstaka par som används åt gången) för att undvika problemområden och för att placera roverns robotarm på mål; de två bakre Hazcams ger bilder som hjälper till att placera rovern i ett större landskap.

Mastcam-Z, ett par "ögon" på roverns mast, är byggd för helheten:panoramabilder i färg, inklusive 3D-bilder, med zoomfunktion. Det kan också spela in högupplöst video.

Jim Bell vid Arizona State University leder Mastcam-Z-teamet, som har jobbat i hög hastighet med att ta fram bilder till den större gruppen. "En del av vårt jobb på det här uppdraget har varit en sorts triage, ", sa han. "Vi kan svänga genom stora delar av fastigheter och göra en snabb bedömning av geologi, av färg. Det har hjälpt teamet att ta reda på var de ska rikta in instrument."

Färg är nyckeln:Mastcam-Z-bilder gör det möjligt för forskare att skapa länkar mellan funktioner som ses från omloppsbana av Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) och vad de ser på marken.

Instrumentet fungerar även som en lågupplöst spektrometer, dela upp ljuset det fångar i 11 färger. Forskare kan analysera färgerna för ledtrådar om sammansättningen av materialet som avger ljuset, hjälper dem att bestämma vilka funktioner de ska zooma in på med uppdragets verkliga spektrometrar.

Till exempel, det finns en välkänd serie bilder från den 17 mars. Den visar en bred brant, aka "Delta Scarp, " som är en del av ett solfjäderformat floddelta som bildades i kratern för länge sedan. Efter att Mastcam-Z gav den breda vyn, uppdraget vände sig till SuperCam för en närmare titt.

Den långa utsikten

Forskare använder SuperCam för att studera mineralogi och kemi, och att söka bevis på forntida mikrobiellt liv. Uppflugen nära Mastcam-Z på Perseverances mast, den inkluderar fjärrmikrobildaren, eller RMI, som kan zooma in på funktioner som är lika stora som en softball på mer än en mils avstånd.

När Mastcam-Z tillhandahållit bilder av scarpen, SuperCam RMI hamnade i ett hörn av den, ger närbilder som senare sys ihop för en mer avslöjande vy.

Till Roger Wiens, huvudutredare för SuperCam vid Los Alamos National Laboratory i New Mexico, dessa bilder talade mycket om Mars gamla förflutna, när atmosfären var tillräckligt tjock, och lagom varmt, för att låta vatten rinna på ytan.

"Det här visar enorma stenblock, ", sa han. "Det betyder att det måste ha varit några stora översvämningar som har inträffat som spolade stenblock nerför flodbädden in i denna deltaformation."

De chock-a-block-lagren berättade ännu mer för honom.

"Dessa stora stenblock ligger halvvägs ner i deltaformationen, " sa Wiens. "Om sjöbädden var full, du hittar dessa högst upp. Så sjön var inte full när översvämningen inträffade. Övergripande, det kan tyda på ett instabilt klimat. Vi kanske inte alltid hade så här lugna, lugna, beboelig plats som vi kanske har gillat för att föda upp några mikroorganismer."

Dessutom, forskare har plockat upp tecken på magmatisk sten som bildades från lava eller magma på kraterbotten under denna tidiga period. Det kan betyda inte bara rinnande vatten, men strömmande lava, innan, under, eller efter den tid som själva sjön bildades.

Dessa ledtrådar är avgörande för uppdragets sökande efter tecken på forntida liv på mars och potentiellt beboeliga miljöer. För detta ändamål, Rovern tar prover av berg och sediment från mars som framtida uppdrag skulle kunna återvända till jorden för djupgående studier.

(riktigt) närbilden

En mängd olika Perseverances kameror hjälper till vid valet av dessa prover, inklusive WATSON (den vidvinkeltopografiska sensorn för drift och teknik).

Beläget i änden av roverns robotarm, WATSON ger extrema närbilder av sten och sediment, noll på sorten, storlek, form, och färgen på små korn – såväl som "cementet" mellan dem – i dessa material. Sådan information kan ge insikt i Mars historia såväl som det geologiska sammanhanget för potentiella prover.

WATSON hjälper också ingenjörer att placera roverns borr för att extrahera bergkärnprover och producerar bilder av var provet kom ifrån.

Imagern samarbetar med SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals), som inkluderar en autofokus och kontextbildare (ACI), roverns högsta upplösningskamera. SHERLOC använder en ultraviolett laser för att identifiera vissa mineraler i berg och sediment, medan PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), även på robotarmen, använder röntgenstrålar för att bestämma den kemiska sammansättningen. Dessa kameror, arbetar tillsammans med WATSON, har hjälpt till att fånga geologiska data – inklusive tecken på den magmatiska stenen på kraterbotten – med en precision som har förvånat forskare.

"Vi får riktigt coola spektra av material som bildas i vattenhaltiga [vattenhaltiga] miljöer - till exempel sulfat och karbonat, sa Luther Beegle, SHERLOC:s huvudutredare vid JPL.

Ingenjörer använder också WATSON för att kontrollera roverns system och underrede—och för att ta Perseverance-selfies (så här).

Beegle säger att inte bara bildinstrumentens starka prestanda, men deras förmåga att uthärda den hårda miljön på Mars yta, ger honom förtroende för Perseverances chanser till stora upptäckter.

"När vi väl kommer närmare deltat, där det borde finnas riktigt god bevarandepotential för tecken på liv, vi har en riktigt god chans att se något om det finns där, " han sa.

Mer om uppdraget

Ett nyckelmål för Perseverances uppdrag på Mars är astrobiologi, inklusive sökandet efter tecken på forntida mikrobiellt liv. Rovern kommer att karakterisera planetens geologi och tidigare klimat, bana väg för mänsklig utforskning av den röda planeten, och bli det första uppdraget att samla in och cachelagra Martian rock och regolit (bruten sten och damm).

Efterföljande NASA-uppdrag, i samarbete med ESA (European Space Agency), skulle skicka rymdfarkoster till Mars för att samla in dessa förseglade prover från ytan och returnera dem till jorden för djupgående analys.