MastCam

Una MastCam es un conjunto de cámara fija atornillado al mástil vertical de un rover de Marte, típicamente posicionado 2 metros o más por encima de la cubierta del rover para proporcionar líneas de visión claras a través del terreno por delante y a los lados. El sistema combina múltiples cabezales de cámara, cada uno con diferentes distancias focales y filtros, para capturar tanto imágenes contextuales amplias como trabajos detallados de primer plano. En el rover Curiosity, la configuración de doble cámara incluye una unidad con una distancia focal de 34 mm (vista amplia) y otra con 100 mm (estrecha/teleobjetivo), lo que permite a los equipos de tierra evaluar objetivos geológicos y navegar obstáculos sin reposicionar todo el rover.

El nombre refleja su montaje físico: un conjunto de cámara colocado en el mástil del rover en lugar de en brazos articulados o torretas. Esta posición fija sacrifica la movilidad por la estabilidad y la eficiencia energética. Debido a que el mástil se mantiene rígido y no requiere accionamiento ni energía constante para rastrear objetivos, consume menos presupuesto eléctrico que lo que consumiría una cámara de brazo instrumentado. La ventaja de la altura significa que la cámara supera el propio cuerpo del rover y los obstáculos bajos, dando a los operadores una vista sin obstrucciones de las características distantes.

Construcción y sensores

Las unidades MastCam albergan múltiples generadores de imágenes en una única carcasa sellada. Cada cabezal de cámara utiliza un patrón de filtro Bayer de color superpuesto en un sensor CMOS, lo que permite la captura de imágenes en color en una sola exposición en lugar de a través de fotogramas filtrados secuenciales. Los cabezales de la cámara están separados por una distancia de base, lo que permite la percepción de profundidad estéreo cuando las imágenes se procesan como un par estéreo. Las cubiertas de parasol, las ruedas de filtro y los mecanismos de enfoque aumentan el peso y la complejidad del conjunto, todo lo cual debe sobrevivir a los extremos térmicos de Marte, desde aproximadamente 20 grados Celsius en condiciones de mediodía soleado hasta menos 80 grados Celsius por la noche.

Las tasas de datos y el almacenamiento impulsan las decisiones de diseño: debido a que el ancho de banda de transmisión desde Marte es severamente limitado, las imágenes de MastCam se comprimen típicamente usando codificación JPEG antes de la transmisión a la Tierra, introduciendo artefactos de compresión. Las imágenes científicas en bruto se almacenan en la memoria flash del rover pero se descargan selectivamente; los operadores deben elegir qué imágenes justifican el costo de la transmisión. Esta restricción moldea cómo los científicos del rover planifican las campañas diarias de imágenes.

El término MastCam se ha convertido en una referencia estándar en las operaciones de los rovers de Marte y es utilizado por los planificadores de misiones, los analistas de imágenes y los conductores de rovers al discutir los objetivos diarios de imágenes. Los sistemas de cámara relacionados en los rovers, como las Hazcams (cámaras de evitación de peligros) montadas más abajo en el chasis, cumplen diferentes funciones; la altura y la calidad óptica de la MastCam la convierten en el generador de imágenes científico principal para el reconocimiento geológico remoto. Otros rovers emplean sistemas de cámara similares montados en mástil bajo diferentes nombres, pero MastCam denota específicamente la herencia de diseño de doble unidad desde Curiosity en adelante.