لن تضيع طريقك.. تقنية جديدة تقدم خرائط أكثر دقة لسطح القمر

تعيد دراسة جديدة لباحثين من جامعة براون بإعادة تعريف كيفية رسم العلماء لسطح القمر، ما يجعل العملية أكثر بساطة ودقة من أي وقت مضى.

نُشر بحث في مجلة "بلانيتري ساينس جورنال"، ويتناول تفاصيل التحسينات التي تم إدخالها على تقنية رسم الخرائط التي تنتج الشكل من التظليل.

وتخلق هذه الطريقة نماذج تفصيلية لتضاريس القمر من خلال تحليل الطريقة التي يضرب بها الضوء الأسطح المختلفة للقمر، مما يسمح للباحثين بتقدير الشكل ثلاثي الأبعاد للتضاريس من صور ثنائية الأبعاد.

وتعد الخرائط الدقيقة أمراً ضرورياً لمخططي المهمة القمرية لتحديد نقاط الهبوط الآمنة والمناطق ذات الأهمية العلمية، مما يجعل عمليات المهمة أكثر سلاسة ونجاحاً.

ويقول بنيامين بوترايت، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علوم الأرض والبيئة والكواكب بجامعة براون والمؤلف الرئيسي للورقة الجديدة: "إنها تساعدنا على تجميع فكرة أفضل عما هو موجود بالفعل، ونحن بحاجة إلى فهم التضاريس السطحية للقمر حيث لا يوجد الكثير من الضوء، مثل المناطق المظللة من القطب الجنوبي للقمر حيث تستهدف مهام أرتميس التابعة لناسا".

وتعمل خوارزميات الكمبيوتر المتقدمة التي طورها باحثو براون على أتمتة جزء كبير من عملية رسم الخرائط، مما يزيد بشكل كبير من دقة النماذج وتفاصيلها، ويتيح ذلك لعلماء القمر إنشاء خرائط أكبر وأكثر تفصيلاً لسطح القمر بوتيرة أسرع بكثير.

ويوضح بوترايت أن "الشكل من التظليل يتطلب أن تكون الصور التي تستخدمها متوافقة تماما مع بعضها البعض، ولقد قمنا بتنفيذ خوارزمية محاذاة الصورة التي تنتقي الميزات في صورة واحدة وتجد نفس الميزات في صورة أخرى، وتقوم بترتيبها تلقائيا، وهذا يقلل من العملية كثيفة العمالة لتتبع نقاط الاهتمام يدويا عبر صور متعددة".

وأضاف الباحثون أيضاً خوارزميات ومرشحات لمراقبة الجودة لتحسين عملية المحاذاة، مما يضمن استخدام أفضل الصور فقط، وهذا يعزز دقة الخرائط بسبب دقة القياسات الفرعية، مما يسمح بفحص أكثر تفصيلا للمساحات السطحية الأكبر.

وتم التحقق من صحة هذه الخرائط الجديدة من خلال مقارنتها بالنماذج الطبوغرافية الموجودة، مما يكشف أن طريقة الشكل من التظليل المنقحة أنتجت تمثيلات أكثر دقة وتفصيلاً لتضاريس سطح القمر، واستخدمت الدراسة في المقام الأول بيانات من مركبة الاستطلاع القمرية التابعة لناسا، والتي تدور حول القمر منذ عام 2009.

ويقول جيمس هيد، أستاذ العلوم الجيولوجية في جامعة براون الذي عمل أيضا في فريق البحث: "إن منتجات الخرائط الجديدة هذه أفضل بكثير مما كان لدينا خلال مهمات أبولو، وستعمل بشكل كبير على تحسين تخطيط المهمة والعوائد العلمية لأرتميس والمهمات الآلية الأخرى".

ويأمل الباحثون أن يتم اعتماد برنامجهم المحسن لاستخلاص الشكل من التظليل على نطاق واسع لرسم الخرائط القمرية، بعد استخدام خوارزميات مفتوحة المصدر لإنتاج الأداة.

ويقول بوترايت: "هناك ثروة من المعلومات يمكن اكتسابها من خلال جعل هذه الأنواع من الأدوات في متناول الجميع، فهي طريقة قائمة على المساواة لممارسة العلوم".

ويهدف هذا التقدم إلى تعزيز جهود العلوم والاستكشافات القمرية الحالية، ودعم عمل وكالة ناسا ووكالات الفضاء حول العالم.