Mars en haute résolution et en 3D
Depuis quelques années, on constate un intérêt international croissant pour l'exploration de la surface de Mars, ainsi que de planètes plus distantes et de lunes extraterrestres. En effet, une meilleure compréhension de la morphologie de la surface et de la géologie martiennes peut éclairer l'origine de cette planète ainsi que sa capacité à abriter une présence humaine sur le long terme. Cependant, les images planétaires collectées par les missions spatiales, et les données 3D tirées des images stéréoscopiques, se sont focalisées sur certaines zones. Le projet PROVIDE (Planetary robotics vision data exploitation), financé par l'UE, a été lancé pour exploiter cette masse de données d'imagerie en les combinant dans un contexte spatial et temporel unifié. Les partenaires de PROVIDE ont collecté une grande partie des données envoyées par les véhicules spatiaux placés en orbite autour des planètes ainsi que par les sondes qui se sont posées sur leur surface. Par le biais d'un SIG web et de nouveaux outils de traitement géospatial, ils ont identifié des relations spatiales entre l'imagerie et d'autres données, révélant un contenu caché utile sur le plan scientifique. L'accès aux produits finaux de vision en 3D se fait par l'intermédiaire de logiciels de visualisation multi-résolution, qui permettent un rendu dynamique de scènes 3D sur les surfaces de Mars et de la Lune, y compris à partir des archives de panoramas lunaires réalisés par le programme soviétique Lunokhod. Ces outils numériques de visualisation au niveau du sol aident un «géologue virtuel» à effectuer des gros plans sur des éléments importants, comme des couches sédimentaires. Il peut aussi mesurer les distances et passer à différents niveaux de précision. En utilisant une technique de restitution en super-résolution (SRR), l'équipe du projet a révélé des photos très intéressantes de la surface martienne. Il s'agit entre autres d'anciens lits de lac, de l'affleurement rocheux Shaler et du site Garden City découverts par le robot Curiosity de la NASA, ainsi que des traces du robot MER-A de la NASA et des rochers du plateau Home Plate exploré par Spirit. Les scientifiques ont également publié des images du vaisseau spatial britannique perdu Beagle-2 qui avait atterri sur Mars en décembre 2003 sans maintenir le contact avec la Terre. La technique de SRR permet de voir en orbite des objets de seulement 5 cm sur la surface de Mars. Pour obtenir cette résolution de 5 cm, les scientifiques ont appliqué la technique à des ensembles de quatre à huit images de 25 cm de la surface de Mars prises avec la caméra HiRISE de la NASA. Cette vision en 3D et ces outils de photogrammétrie innovants devraient enrichir les résultats scientifiques des missions planétaires passées et futures. L'équipe du projet les a employés pour l'analyse géologique de plusieurs sites martiens. Les leçons tirées dans le cadre du projet PROVIDE poseront les bases de la cartographie à base d'images 3D au cours de la mission ExoMars de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de ROSCOSMOS, qui devrait être lancée en 2020.
Mots‑clés
Mars, géologie, morphologie de surface, vision robotique, images planétaires, restitution en super-résolution