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有了NASA的图片和数据,在地球上你也能体验火星之旅

时间:2020-09-29 23:52:33

在疫情期间社交隔离和线上学习的日子里,漫步于火星表面将会是一件非常有意思的事情。

在地球上来一场身临其境的火星之旅并非难事,只须要借助一款名为“游览火星”(Access Mars)的免费产品,你就能来一场红色星球的虚拟现实体验,其中的互动式地标和旁白,完全由美国航空航天局(NASA)的科学家制作,使用的数据则来自行星数据系统(Planetary Data System,PDS)。

行星数据系统是一个数据的长期档案,记录着NASA行星任务中返回的数字数据产品,由每项数据对应的科学家为全球行星科学界进行管理。所有的存档数据产品都是免费且可以在线获得的,但除此之外,行星数据系统还提供了各种工具,可用于生成、获取和使用这些存档的数据。

当NASA科学家想要沿着火星上好奇号漫游车的路线前进时,他们可以戴上一款混合现实眼镜,以虚拟的方式探索火星景观。现在,每个人都可以通过访问https://g.co/accessmars,来获得这一体验。位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室与谷歌合作,制作了一个名为“游览火星”的产品,也就是一种免费的火星沉浸式体验,它可用于所有台式机、移动设备以及VR / AR耳机,包括移动端的苹果和安卓设备。用户可以访问对NASA火星科学实验室(Mars Science Laboratory)任务至关重要的4个火星位置:好奇号的着陆点、莫里孤峰群、马里亚斯山隘和帕伦普丘陵。火星车在夏普山(Mount Sharp)下层的位置将定期更新,以反映任务的持续进度。有关NASA所有火星任务的更多信息,请访问https://mars.nasa.gov。

视频来源:NASA /加州理工-喷气推进实验室

字幕制作:哇喳

NASA和谷歌之间的这次合作,是众多虚拟现实和增强现实项目的其中之一,这些项目的实现,依赖了多年来NASA用航天器和漫游车在其他行星世界之上及周围收集而来的的高分辨率图像和数据。

“游览火星”的创建仰仗于NASA好奇号(Curiosity)火星车拍摄的照片,好奇号火星车自2012年以来一直在研究这颗红色星球。用户可以沿着好奇号的行进路径进行导航,游览好奇号的火星着陆点、火星车的当前位置以及相应的火星地标,例如帕伦普丘陵(Pahrump Hills)、马里亚斯山隘(Marias Pass)和莫里孤峰群(Murray Buttes),还能在背景中听到风在平稳地嘶嘶作响,以及NASA科学家凯瑟琳·斯塔克·摩根(Kathryn Stack Morgan)对火星景观的介绍。

用户只需要一部有互联网连接的手机或是计算机,因此这个项目能被自由而广泛地使用,尤其是与需要昂贵的耳机和大量文件下载的传统虚拟现实体验相比,对于在2020年新冠大流行的背景中受到社交限制的人们非常有用。

谷歌创意实验室(Google’s Creative Lab)的创意制作人赖恩·伯克(Ryan Burke)说:“从3月中旬开始,访客人数增加了15倍。”这波访问上升与美国的第一批防止新型冠状病毒传播的居家社交隔离政策时间恰好吻合。

增长的浏览量,至少有一部分源自老师对远程学习情况的适应,以及学生和其他人在保持社交距离的同时寻求学习和探索方式。

“游览火星”能让用户沿着好奇号的行进路径导航,游览好奇号的着陆点、当前位置以及帕伦普丘陵、马里亚斯山隘和莫里孤峰群等火星地标。

图片来源:NASA /加州理工-喷气推进实验室

伯克说:“‘游览火星’在周一至周五,也就是学校上课的时候,用户活跃度非常高,然后周末的访问量则有所下降。”

让NASA的数据抵达更多的人手中,一直都是NASA与谷歌合作的重点,这项合作已与NASA总部正式签订了《太空行动协议》(Space Act Agreement,SAA),成为NASA众多SAA合作项目之一。

据NASA位于南加州喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的操作实验室(Ops Lab)副主管萨莎·萨莫基纳(Sasha Samochina)称,与私营机构合作可以帮助NASA获取面向公众相关工作的信息,有助于让这些信息保持在最近更新的状态并易于公众进行访问。“游览火星”项目就是喷气推进实验室与谷歌合作完成的。

在此之前,萨莫基纳和她在操作实验室的团队曾与微软公司合作开发过一款火星应用程序,用于微软公司的HoloLens混合现实智能眼镜,可提供虚拟现实体验。HoloLens的应用程序OnSight让NASA的行星地质学家能在好奇号拍下的虚拟地形中穿行,身临其境般地研究火星表面。

“基本上来说,科学家能够对他们在火星上研究的位置进行实地考察,”萨莫基纳表示,“这是同类产品中的第一个。”

OnSight应用程序在2018年获得了NASA的年度软件奖,而NASA的火星科学家如今仍在用它来可视化和理解好奇号周围的地形。但是,除了在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心(Kennedy Space Center)游客中心的一次临时展览之中,公众很难在其他地方获取到OnSight。

NASA将相同的火星地形数据共享给了谷歌,目的就是让所有人都能身临其境,体验火星之旅。

对于网站来说,原始文件实在太大了,因此谷歌将地形数据重建成了较小的文件,让它们载入的速度更快、使用的数据更少,让几乎所有可以访问互联网的人都能够清晰地查看火星表面。

“我们的数据就在那儿,谁都能用,”NASA的萨莫基纳说道,“如果我们可以让它变得更容易访问也更容易理解,并且让更多的人能轻松地体验火星景观,就能让我们自己以及那些试图了解NASA工作的人,更好地明白我们正在做的事。”

太空触手可及

除了创建自己基于浏览器的“遨游太阳系”(Solar System Treks),NASA还与多家公司合作开展了太空相关的虚拟现实项目。对于想要打造地外世界奇妙体验的公司,NASA因其强大的行星影像和数据存储库,成为了它们自然而然的合作伙伴。行星数据系统目前拥有来自70多个任务1.85 PB大小的数据,并且这一数字还在继续增长,每月的用户下载文件数高达数百万个。

通过另一个《太空行动协议》项目,NASA与Fusion Media Group Labs合作创建了“火星2030”(Mars 2030)虚拟体验。有时候,NASA的公共信息就已经足够了,例如,总部位于爱尔兰的“沉浸式VR教育”(Immersive VR Education)所创建的阿波罗11(Apollo 11)虚拟现实体验,图片几乎完全来源于NASA历史网页上发布的照片和插图。

行星数据系统数据集还为爱宇奇(AstroReality)的产品提供了数据,爱宇奇是一家位于加利福尼亚州库比蒂诺的公司,销售的产品是具有增强现实功能的复杂月球和行星模型,可通过手机应用进行访问。

使用增强现实技术,爱宇奇的月球模型可以匹配公司开发的移动应用程序,展示单个月球特征的相关信息并模拟NASA的探月任务。爱宇奇在创建模型和开发相关应用程序时,用到的正是NASA的数据。

图片来源:? AstroReality

举个例子,爱宇奇有一款细节详尽、质感厚重的月球模型,如果你手上拿着装有相关应用程序的智能手机,除了关于月球的一般知识之外,还会有月球上各个陨石坑和其他地形特征的信息在你眼前弹出。

爱宇奇的首席科学官J.R.斯科克(J.R. Skok)说:“我们并不想让所有了解信息、学习知识的过程都停留在计算机上,而是希望可以将数字体验与我们能找到的最好最新的数据融合在一起,让你在手掌上就能体验这一切。”

在创建模型时,爱宇奇用到了NASA仪器的数据,例如自2009年以来一直在绕月飞行的月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)上的月球轨道激光测高仪(Lunar Orbiter Laser Altimeter,LOLA)。月球轨道激光测高仪一直在收集详细的月球地形信息,为NASA未来登月任务的着陆点决策提供支持。

该公司在创建火星模型的地形数据时,参考了火星轨道激光测高仪(Mars Orbiter Laser Altimeter,MOLA)的信息;创建地球模型时则查阅了NASA的卫星图像数据。月球轨道激光测高仪、火星轨道激光测高仪以及NASA的大部分卫星地球数据,均由位于马里兰州格林贝尔特戈达德航天飞行中心(Goddard Space Flight Center)的NASA工程师管理。

爱宇奇的产品还借鉴了NASA的经验,斯科克曾经是NASA的承包商和实习生,还在研究生时期获得过NASA的资助。他利用自己对NASA资源(包括行星数据系统)的了解,帮助公司重新制作了具有精确细节的天体。

除了行星模型以外,爱宇奇还销售支持增强现实的笔记本电脑和杯子,也可以与公司的手机应用程序一起使用。

除了有天文发烧友作为公司的主要客户,爱宇奇还与奥尔德林家族基金会(Aldrin Family Foundation)合作,通过学校和课程为孩子们带来太空体验。

“当你可以真正感受到月球上的陨石坑时,你的心就会有所触动,”斯科克说,“用手指感触,用眼睛观看,然后通过技术了解到更深的细节,这些过程是相互影响相互促进的,它创造了一种人类体验,而这将带来一幅别样的景象。”

NASA将技术转让给私营机构的做法已经持续了很久,NASA的Spinoff出版物介绍了已经转变为商业产品和商业服务的NASA技术,展现了美国在空间项目上投资所带来的广泛利益。Spinoff是NASA太空技术任务部(Space Technology Mission Directorate)的技术转移(Technology Transfer)计划出版物。

参考来源:

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/spinoff/Planets_Take_Virtual_Shape_on_Earth_with_NASA_Knowledge_and_Imagery/