Publication de nouvelles images de Jupiter

 (missionjuno.swri.edu)
4 points par GN⁺ 2024-11-07 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp
  • La galerie de traitement d’images JunoCam de Mission Juno est un espace de science citoyenne où l’on peut télécharger les images brutes et partager ses propres résultats de correction et de traitement
  • Les ceintures de radiation intenses de Jupiter affectent certains composants de JunoCam, et les images de PJ56 montrent une réduction de la plage dynamique ainsi qu’une hausse du fond et du bruit
  • Les participants peuvent travailler sur des images de Jupiter et de ses satellites de multiples façons, du simple recadrage à la mise en valeur de caractéristiques atmosphériques, à la correction des couleurs, aux collages et à la reconstruction colorimétrique avancée
  • La galerie affiche à la fois les originaux JunoCam et les contributions de la communauté, avec des options de filtrage par Perijove Pass, Points of Interest, Mission Phase et auteur de la soumission
  • JunoCam est un imageur pushframe fonctionnant sur une sonde en rotation, qui fournit des images sous contraintes de prise de vue et de transmission telles que le RGB, un filtre méthane d’environ 890 nm, le TDI et le companding 8 bits

Rôle de la galerie de traitement d’images JunoCam

  • La galerie JunoCam est un espace où l’on peut télécharger les images brutes et mettre en ligne des images traitées par les utilisateurs pour les partager
  • Les méthodes de traitement recommandées vont de la correction simple à la reconstruction avancée
    • Recadrage simple
    • Mise en valeur de caractéristiques atmosphériques spécifiques
    • Correction des couleurs
    • Création de collages
    • Reconstruction colorimétrique avancée
  • Les contributions existantes ont été utilisées dans des articles liés à Juno, Jupiter et JunoCam, ainsi que dans des rapports de la communauté scientifique, et servent aussi dans des publications de revues scientifiques avec attribution appropriée
  • Certaines créations peuvent aussi être considérées comme des œuvres d’art, et la manière de les présenter en tant qu’art est également à l’étude

Effets des radiations et défis du traitement d’image

  • L’un des grands défis de Juno est celui des ceintures de radiation intenses de Jupiter, qui devraient limiter la durée de vie des sous-systèmes d’ingénierie et scientifiques de Juno
  • JunoCam montre actuellement des effets liés aux radiations sur certains composants
  • Dans les images PJ56, on observe une réduction de la plage dynamique et une augmentation du fond et du bruit
  • Même avec ce type d’images, les scientifiques citoyens peuvent explorer de nouvelles méthodes de traitement capables de révéler la beauté et le mystère de Jupiter et de ses satellites

Images PJ-1 et premiers tests de prise de vue

  • Le premier passage au périjove (perijove pass) de Jupiter a eu le caractère d’un test opérationnel pour JunoCam
  • Les 28 images prises à cette occasion ont été conçues pour trouver la géométrie d’observation et les réglages caméra optimaux
  • Pour les prises de vue du pôle Nord, 4 images ont servi à comparer plusieurs conditions
    • Deux réglages de TDI ont été utilisés pour trouver la valeur adaptée aux régions polaires
    • Un niveau de TDI très élevé, c’est-à-dire une exposition longue, a été tenté pour détecter les aurores de Jupiter
    • Une géométrie regardant le pôle à la verticale a été comparée à une géométrie plus oblique à plus courte distance
  • Des tests similaires ont été menés au pôle Sud, et d’autres éléments de comparaison comprenaient des essais de réglages de compression
  • Le filtre méthane inclus pour l’étude scientifique des pôles est proche de la limite de la plage de longueurs d’onde du détecteur, ce qui exige des expositions très longues pour obtenir suffisamment de photons
    • Dans certaines images, cela provoque l’apparition de lumière parasite
    • Pour les usages scientifiques, les portions contenant cet artefact seront recadrées
    • Un travail est en cours pour déterminer quelles conditions sont à l’origine de ce problème de lumière parasite afin de le réduire lors des prises de vue futures

Exploration et filtrage de la galerie

  • La galerie affiche à la fois les images de JunoCam elle-même et celles mises en ligne par la communauté
  • Les images JunoCam sont identifiées par une petite icône de vaisseau spatial
  • Les images brutes et les images traitées sont affichées ensemble dès qu’elles sont prêtes
  • Les publications vidéo JunoCam peuvent être téléchargées sous forme d’archives zip, car le nombre d’images individuelles est trop élevé
  • La galerie peut être filtrée selon plusieurs critères
    • Perijove Pass
    • Points of Interest
    • Mission Phase
    • Submitted by
  • Pour créer une galerie personnelle d’un « artist » précis, il suffit de sélectionner le contributeur voulu dans « Submitted by » à gauche, puis de cliquer sur « Filter »
  • Les images de la phase de mission Earth Flyby ont été acquises lorsque Juno est passée près de la Terre en 2013, et la plupart des exemples d’images traitées proviennent probablement de contributions amateurs

Caractéristiques techniques des images JunoCam

  • Comme les précédentes caméras MSSS, JunoCam est un imageur pushframe
  • Le détecteur intègre plusieurs bandes de filtres de largeurs spectrales différentes, directement couplées à la surface photosensible
    • Chaque bande couvre toute la largeur du détecteur, mais seulement une partie de sa hauteur
    • Les bandes de filtres de JunoCam mesurent 1600 pixels de large pour environ 155 lignes de haut
  • Les bandes de filtres balaient la cible grâce à la rotation de la sonde
    • À la vitesse de rotation nominale de 2 RPM, une image est acquise environ toutes les 400 millisecondes
  • JunoCam dispose de quatre filtres
    • Trois filtres visibles rouge, vert et bleu
    • Un filtre méthane à bande étroite centré autour de 890 nm
  • En raison de la vitesse de rotation de la sonde, une exposition dépassant environ 3,2 millisecondes peut produire un flou de plus d’un pixel
  • Dans les conditions d’éclairage de Jupiter, une exposition aussi courte donne un SNR trop faible, c’est pourquoi la caméra propose le Time-Delayed-Integration (TDI)
    • Le TDI compense le mouvement de la scène dû à la rotation en décalant l’image d’une ligne verticalement toutes les 3,2 millisecondes pendant l’exposition
    • Dans les conditions de prise de vue en orbite, jusqu’à environ 100 étapes de TDI peuvent être utilisées tout en maintenant la cadence nécessaire au recouvrement entre les images
    • Lors de l’Earth Flyby, la lumière était suffisante et le TDI n’était pas nécessaire, sauf pour la bande méthane et les prises de vue de la face nocturne
  • Les pixels JunoCam ont une profondeur de 12 bits dans la caméra, mais sont convertis en 8 bits via une table de companding sans perte au sein de l’instrument
    • Ce processus est similaire à une correction gamma et vise à réduire la taille des données
    • Tous les produits JunoCam du site Mission Juno sont dans la forme 8 bits reçue sur Terre
    • Les utilisateurs scientifiques effectuant une analyse radiométrique doivent utiliser les produits de données « RDR » conservés dans le Planetary Data System, qui sont reconvertis sur une échelle linéaire de 12 bits

À lire aussi

1 commentaires

 
GN⁺ 2024-11-07
Commentaires sur Hacker News

  • Ces photos viennent de Juno. C’est une sonde lancée en 2011 qui orbite autour de Jupiter depuis 2016 ; honnêtement, je pensais qu’elle était un peu sortie des radars, mais en regardant le calendrier sur Wikipedia, je vois qu’elle est toujours en activité, avec un passage au périjove environ chaque mois et une semaine, tout en observant progressivement à différentes longitudes : https://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(spacecraft)#Timeline
    La fin de mission est prévue dans environ un an, et la caméra « a été embarquée pour aider à l’éducation et à la communication grand public, avant d’être réutilisée pour étudier la dynamique des nuages de Jupiter »

    • Apparemment, il a vraiment fallu se battre pour embarquer cette caméra. Elle n’était pas incluse dans la conception initiale parce qu’elle était jugée non nécessaire aux objectifs scientifiques

  • Si je me souviens bien, Juno avait pour mission de sonder sous la couche nuageuse au radar
    À l’université, mon fils a travaillé sur le moteur FFT qui traitait les données radar, et aujourd’hui ce code tourne autour de Jupiter

    • Un ami proche a travaillé sur le Mars rover, et m’a mis comme référence
      Dès que le recrutement commence à demander des choses du genre « est-ce qu’il sait utiliser les dernières bibliothèques et techniques Android », je réponds immédiatement : « son code est sur une autre planète. Il est clairement capable d’apprendre n’importe quoi »
      En général, ça calme tout de suite
    • Je crois que quelqu’un avec qui j’ai travaillé dans les années 80 avait conçu le préamplificateur radar de Pioneer Venus. C’était vraiment quelqu’un de brillant
    • Ça ferait un autocollant de pare-chocs à la fois drôle et déroutant. Quand un autre parent dit « mon fils est premier de la classe », on peut répondre avec un petit haussement d’épaules : « d’accord, mais est-ce qu’il a du code en orbite autour de Jupiter ? »
      Je le dis sur le ton de la blague, mais c’est sincèrement génial et il y a de quoi être fier

  • Il y a un côté extraterrestre, et parfois même anxiogène
    Depuis les photos de l’alunissage jusqu’aux Mars rovers, en passant par les nombreuses missions vers des astéroïdes et des planètes, j’ai l’impression que les corps du Système solaire nous apparaissent désormais comme des lieux vivants, complexes et surtout « réels »

    • Je crois voir ce que tu veux dire. Quand je regarde des gros plans de planètes, j’ai parfois soudain l’impression d’être sorti avec la sonde, dans un endroit solitaire et désolé à des millions de kilomètres de chez moi
    • Les photos de Pluton prises par New Horizons sont d’une beauté stupéfiante. Qui aurait cru qu’on pouvait tomber amoureux d’un rocher gelé

  • Ce genre d’images me stupéfie à chaque fois. Je sais qu’il y a du post-traitement pour les rendre plus faciles à voir et plus frappantes, mais c’est quand même incroyable. Les images vont encore s’améliorer à l’avenir

    • C’est intéressant d’imaginer comment l’ancienne image qu’on avait de Jupiter, avec ses bandes colorées bien empilées et son gros point bien net, est en train d’être remplacée par ces images récentes. C’est chaotique, tourbillonnant, et la façon dont les couleurs se mélangent a quelque chose de presque pictural
    • Plus encore que son apparence, ce qui écrase l’esprit, c’est toujours l’échelle. On admire un beau vortex, puis on réalise qu’il pourrait contenir une planète entière, et là ça donne le vertige

  • C’est vraiment terrifiant. Tous ces tourbillons ressemblent à des ouragans de taille planétaire. Ça donne des frissons de penser que si Jupiter avait été plus grosse, elle serait devenue une étoile et la vie sur Terre n’aurait pas pu exister

    • Pour que Jupiter devienne une naine brune, il lui faudrait 13 fois sa masse actuelle, et pour devenir une étoile de faible masse, environ 83 à 85 fois plus [1]
      [1]: https://www.astronomy.com/science/ask-astro-could-jupiter-ev...
    • Tout ce qui nous rappelle que nous vivons dans un environnement aussi mince qu’une coquille d’œuf sur un grain de sable, entourés d’un vide infini froid et mortel, avec ici et là des enfers capables de vaporiser la Terre entière si on s’en approche, me terrifie
      Les endroits comme la Terre sont incroyablement rares. J’aimerais que plus de gens prennent soin de la Terre
    • Je ne suis pas certain de l’idée selon laquelle « si Jupiter avait été plus grosse, elle serait devenue une étoile et la vie sur Terre n’existerait pas »
      Même s’il y avait une petite étoile sur l’orbite de Jupiter, par exemple une naine rouge, cela ne changerait peut-être pas grand-chose pour la Terre, à part être plus brillante dans le ciel nocturne
    • Le périhélie de Jupiter n’est qu’à 5 AU du Soleil. Même s’il lui manque énormément de masse pour devenir une étoile, elle aurait peut-être tout de même pu devenir assez massive pour déstabiliser l’orbite terrestre
    • Jupiter regrettera éternellement la voie qu’elle n’a pas prise

  • À quel point serait-il difficile d’envoyer quelque chose capable de montrer Jupiter sous un angle fixe en vidéo en direct 24 h/24 ?

    • Assez difficile
      La sphère d’influence de Jupiter est remplie de radiations, donc un satellite aurait besoin de beaucoup de blindage, ce qui le rendrait très lourd. En plus d’aller jusqu’à Jupiter, il faut aussi beaucoup de poussée pour se placer sur une orbite synchrone autour d’une planète qui n’est pas la Terre, donc énormément de carburant. Enfin, il y a aussi la question du temps. Europa Clipper vient tout juste de quitter la Terre, mais il lui faudra 8 ans pour arriver à Jupiter. Les fenêtres de lancement sont longues, mais très espacées, donc le timing de la mission compte aussi
      Fait amusant : Clipper va vers Europa, mais passera une grande partie de sa mission en orbite autour de Jupiter, en s’approchant d’Europa à chaque orbite. C’est un choix destiné à réduire la dose de radiation reçue par la sonde pendant la mission, et son orbite est donc immense pour éviter autant que possible les radiations
      Jupiter et ses lunes constituent probablement l’un des environnements spatiaux les plus hostiles du Système solaire. Elle capture des astéroïdes, la radiation y est intense, cette planète géante remplie de gaz corroderait les humains et les vaisseaux spatiaux s’ils y entraient, et son énorme puits gravitationnel rend difficile toute sortie une fois qu’on y est entré. Il y a peu d’endroits dans le Système solaire aussi dangereux que Jupiter et ses lunes
    • Pour communiquer, il faut une ligne de visée, et le Soleil viendrait probablement parfois s’interposer

  • Les photos sont magnifiques. Mais je me demande pourquoi les images en pleine résolution sont mises sur Flickr plutôt que sur leurs propres serveurs

  • C’est peut-être une question idiote, mais pourquoi les photos sont-elles recadrées ?

    • Ce n’est pas du tout une question idiote. En réalité, il y a bien plus de traitement qu’un simple recadrage
      « Les images sont reprojetées selon un modèle géométrique préliminaire de la caméra, certains artefacts de la caméra sont supprimés, et une correction grossière de l’éclairage est appliquée avec une BRDF polynomiale du 3e degré sur le cosinus des angles d’incidence et d’émission »
      Si vous regardez les liens « Source Image(s) » attachés à chaque photo, vous pouvez bien mieux comprendre ce que la caméra voit réellement. En descendant sous l’image d’origine, on peut aussi voir les différents canaux de couleur et la manière dont ils sont entrelacés pour la transmission. Voici l’exemple d’où vient cette explication, ainsi que l’original :
      https://www.missionjuno.swri.edu/junocam/processing?id=17025
      https://www.missionjuno.swri.edu/junocam/processing?id=JNCE_...
    • Ce n’est pas une question idiote. Les images ne semblent pas réellement recadrées. JunoCam est décrite comme un dispositif de prise de vue « push broom » [0]. La caméra prend des photos pendant que le vaisseau spatial tourne. Donc, plutôt qu’une portion recadrée d’une image plus grande, cela ressemble davantage à un panorama assemblé
      [0] https://en.wikipedia.org/wiki/JunoCam#Design

  • Pourquoi Jupiter est-elle si colorée ?
    Si les variations de couleur correspondent à des différences comparables de densité, pourquoi Jupiter présente-t-elle autant de turbulence au lieu d’avoir une couche supérieure plus uniforme ? Est-ce dû aux mouvements de marée ? Quelqu’un s’y connaît ?

    • Cet article[1] contient des photos JunoCam d’un précédent survol rapproché, ajustées pour ressembler approximativement à ce qu’un humain verrait. Il y a quand même beaucoup de couleur
      Cet article scientifique[2] étudie les tempêtes ovales, mais donne aussi des détails sur l’atmosphère et les couleurs :
      Le rouge est généralement attribué à des chromophores rouges, produits de réactions chimiques complexes, comme la photolyse UV de l’ammoniac en présence d’acétylène. Ces chromophores peuvent agir comme une substance qui enrobe les particules d’ammoniac
      La structure nuageuse de l’atmosphère de Jupiter, en particulier la nature des caractéristiques tourbillonnaires comme la Grande Tache rouge et les ovales blancs, reste encore mystérieuse
      Cet article scientifique[3] tente de reproduire les réactions en laboratoire et de les comparer aux couleurs observées. Il entre un peu plus dans le détail des mécanismes potentiels de formation des couleurs
      Et je voulais absolument inclure aussi cette photo[4]. J’adore vraiment la sensation de profondeur produite par les petits nuages cotonneux et leurs ombres
      [1]: https://www.jpl.nasa.gov/images/pia25018-nasas-juno-mission-...
      [2]: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/201... Characterization of the white ovals on Jupiter's southern hemisphere using the first data by the Juno/JIRAM instrument
      [3]: https://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.03.008 Chromophores from photolyzed ammonia reacting with acetylene: Application to Jupiter’s Great Red Spot (use the hub of science for full paper)
      [4]: https://apod.nasa.gov/apod/ap241103.html
    • La description indique que les couleurs et le contraste sont exagérés. On dirait que c’est à la mode ces derniers temps, comme pour les images de la Lune ou de Pluton. Ils ont peut-être aussi converti en couleurs des parties invisibles du spectre, comme on le fait pour les photos de nébuleuses, afin de mieux distinguer la composition des matériaux
      L’intention est bonne. Cela rend les images bien plus instructives, et elles sont si magnifiques que cela aide aussi à susciter le soutien du public. Mais cela peut aussi induire un peu en erreur et semer la confusion
    • On peut considérer que presque toutes les images de l’espace, sauf indication contraire, sont en fausses couleurs
      https://science.nasa.gov/resource/jupiter-in-true-and-false-...
      https://www.cnet.com/science/space/why-nasas-image-of-jupite...

  • JunoCam[1] n’est pas un instrument scientifique de Juno. C’est un équipement ajouté pour produire ce genre de superbes images dont nous pouvons profiter. Personnellement, j’en suis ravi
    Bien sûr, les données restent des données, donc certaines recherches scientifiques sont aussi prévues à partir de celles-ci
    [1]: https://en.wikipedia.org/wiki/JunoCam

    • Il faudrait intégrer ce genre d’équipement à davantage de missions spatiales à l’avenir. J’ai vraiment hâte de voir les images qu’enverra Europa Clipper