تمام مریخ در کف دست شما!

این نقشه‌ی جدید که با کمک ابررایانه‌ها و رایانش ابری تهیه شده، تجربه‌ای سه بعدی و با وضوح بالا از زمین‌های ماورایی مریخ ارائه می‌دهد.

این نقشه که توسط تیمی در مرکز علوم نجومی سازمان زمین شناسی ایالات متحده(USGS) پردازش شده است، شامل بیش از ۴۸۰۰ مدل ناحیه دیجیتال(DTMs) و بیش از ۱۵۵ هزار تصویر از سطح مریخ است.

جی لورا(Jay Laura)، سرپرست تیم مرکز علمی اخترژئولوژی(ASC) در بیانیه‌ای گفت: اکنون هر کسی روی کره زمین با گوشی هوشمند می‌تواند این داده‌ها را جستجو و استفاده کند و شگفت زده شود.

لورا افزود: این داده‌ها مهم هستند زیرا دسترسی به داده‌های توپوگرافی مریخ با کیفیت بالا را دموکراتیک می‌کنند. به دست آوردن نتایج منسجم و هماهنگ آسان نیست. ما احساس کردیم که تولید و انتشار این محصولات مهم است تا دیگران بتوانند آزادانه به داده‌ها دسترسی داشته باشند. وقتی این داده‌ها در دسترس هستند، هر کسی می‌تواند در اکتشافات علمی مشارکت کند.

داده‌های توپوگرافی مورد استفاده توسط این تیم توسط دوربین مدارگرد شناسایی مریخ(MRO) جمع‌آوری شده است که می‌تواند تصاویری با وضوح حدود شش متر در هر پیکسل را در منطقه‌ای تا ۱۸.۵ مایل(۳۰ کیلومتر) عرض و ۱۰۰ مایل(۱۶۰ کیلومتر) طول ثبت کند.

سپس تیم این داده‌ها را با همپوشانی دو تصویر از یک منطقه و پردازش آنها با یک ابررایانه برای ایجاد یک نمای سه بعدی دقیق تولید کردند. به گفته‌ی اعضای تیم، این فرآیند شبیه به نحوه‌ی پردازش داده‌های بصری جمع‌آوری‌شده توسط هر دو چشم توسط مغز برای ایجاد حس درک عمق و ایجاد تصویری سه‌بعدی از محیط اطراف است.

با این حال، تنظیم یکپارچه‌ی جفت تصاویر با یکدیگر و سپس با توپوگرافی مریخ آنقدرها هم که به نظر می‌رسد آسان نیست. ابتدا، لورا و تیمش مجبور شدند داده‌های جداگانه را در توپوگرافی با وضوح پایین جهانی دسته‌بندی کنند و سپس این اطلاعات را به ابررایانه دنالی(Denali)، واقع در مرکز داده‌ی اروس در داکوتای جنوبی برگردانند.

این کار به صورت دسته‌ای از چند صد مدل ناحیه دیجیتال به طور همزمان انجام می‌شود که به مقدار زیادی قدرت محاسباتی و چندین هفته کار برای پردازش نیاز دارد. اعضای تیم گفتند که انجام این روش با یک رایانه شخصی استاندارد به حدود دو تا ۳۵ سال پردازش مداوم نیاز دارد.

۴۸۰۰ مدل ناحیه دیجیتال از نظر داده‌های مریخی تنها نوک کوه یخ هستند و محققان در حال حاضر روی هزاران جفت تصویر دیگر کار می‌کنند که منجر به بهبود پوشش توپوگرافی مریخ به ۲۰ متر بر پیکسل شود.

علاوه بر این، جفت‌ تصویرها در کنار جفت‌ تصویرهای دیگری با وضوح بالاتر که توسط یک دوربین دیگر مدارگر شناسایی مریخ به نام های‌رایز(HiRISE) ثبت شده‌ بودند، جمع‌آوری شدند.

تصاویر های‌رایز با وجود اینکه تکه‌های کوچک‌تری از سطح مریخ یعنی تنها ۳.۷ مایل(شش کیلومتر) عرض و ۳۷ مایل(۶۰ کیلومتر) طول را پوشش می‌دهد اما وضوح تصاویر آنها ۲۵ سانتی‌متر(۹.۸ اینچ) در هر پیکسل است. اعضای تیم گفتند که این بدان معناست که هر تصویر های‌رایز مملو از جزئیات است، اما حجم داده‌ای بزرگی دارد معادل یک گیگابایت و بالاتر از آن دارد.

دانشمندان برای کار با چنین عکس‌های دقیقی کار سختی پیش رو دارند. تلاش‌ها برای انجام این کار پیش از این شامل دانلود یک به یک تصاویر کامل در یک منطقه تحقیقاتی و سپس پردازش آنها بود تا بتوان آنها را در سطوح مختلف بزرگنمایی مشاهده کرد.

بنابراین، این تیم برای پردازش کل کاتالوگ ۱۵۵ هزار تصویر های‌رایز بر روی معادل حدود ۱۱۴ ترابایت داده کار کرده‌اند و آن‌ها را به صورت رایگان در دسترس قرار می‌دهند.

در طول پردازش، داده‌ها از حافظه‌های ابری سیستم داده‌های سیاره‌ای ناسا با بیش از ۴۰۰۰ تصویر به طور همزمان پردازش شدند و پردازش کل مجموعه‌ی داده‌ها تنها کمتر از چهار ساعت طول کشید.

این بدان معناست که اکنون می‌توان تجزیه و تحلیل را در فضای ابری انجام داد و بدون نیاز به دانلود کامل تصاویر به داده‌ها دسترسی داشت. اعضای تیم می‌گویند داده‌های قابل پخش را می‌توان سپس بر روی گوشی هوشمند بررسی کرد یا در قالبی آماده دانلود کرد که نیازی به پردازش ندارد.

لورا می‌گوید: این داده‌ها برای کشف و استفاده توسط ماشین‌ها و انسان‌ها آماده هستند. این انتشار داده به این معنی است که مجموعه داده‌ی های‌رایز اکنون می‌تواند به طور یکپارچه توسط دانشمندان یادگیری ماشینی مورد استفاده قرار گیرد.