Istnieje całkiem pokaźny zbiór dobrego oprogramowania służącego do budowy modeli 3D terenu. Wiele z tych programów umożliwia tworzenie takich modeli również z dwóch zdjęć danego terenu z satelity lub samolotu. Po co więc pisać takie oprogramowanie specjalnie dla satelitów NASA wysłanych na Marsa? Ostateczna odpowiedź zrodziła się podczas mojej rozmowy z profesorem T. Nicolasem, brytyjczykiem pracującym w Instytucie Planetologii Uniwersytetu w Bernie w styczniu 2009 roku.

Jest kilka powodów ku temu aby mieć własne oprogramowanie tworzące modele 3D ze zdjęć wykonanych nad Marsem. Po pierwsze: orbiter wykonuje zdjęcie wysoko ponad atmosferą Marsa - atmosferą, która jest 100 razy rzadsza od ziemskiej i ma zupełnie inny skład chemiczny. Stąd też w nieco inny sposób załamuje promienie światła słonecznego. Po drugie: wykonane pomiary w wielu typach badań Marsa muszą być wyjątkowo precyzyjne. Na dodatek w poszukiwaniu dawnych rzek na Marsie ta precyzja oznacza zupełnie coś innego niż przy badaniu aktualnych zjawisk atmosferycznych i interakcji atmosfery z glebą (ilekroć piszę słowo „gleba” w odniesieniu do Marsa mam duże opory - całe bowiem dzieciństwo spędziłem w zakładzie gleboznastwa UMK - mam więc nadzieję że przyszłe odkrycia organizmów opartych na węglu usprawiedliwią tą nazwę dla marsjańskiego gruntu). 

Zdjęcia wykonane z satelity pokazują nam powierzchnię planety z precyzją 30 centymetrów na jeden piksel. Dla pierwszej wersji programu, który otrzymał nazwę HiRISE Delta Robot wystarczało jedno zdjęcie. Specjalny algorytm analizował układ oświetlenia na Marsie i dochodził do wniosku, które fragmenty terenu były ustawione do słońca prostopadle, a które pod zupełnie innym kątem. W ten sposób powstawała bardzo niedoskonała mapa na której można było dostrzec elementy o średnicy 45 cm. Była to technika wystarczająca aby oszacować wysokość wydm, a stąd oszacować siłę wiatru, która usadowiła taką wydmę w środku krateru o średnicy wielu kilometrów. Jeśli jednak chcieliśmy zbudować mapę 3D ze zdjęć orbitera Mars Recconainsance Orbiter, mapę lepszą niż posiada dziś Google - taka technika dawała zgoła dziwaczne rezultaty. Oto bowiem w okolicach 80 równoleżnika na północy Marsa mamy formy małych pagórków między którymi osadza się czasem marsjański lód. Lód jest jak wszyscy wiemy jasny - i ten z wody, i ten z dwutlenku węgla. Program interpretując te jasne fragmenty powierzchni jako bardzo nasłonecznione tworzył w modelu płaskie fragmenty powierzchni ustawione prawie prostopadle do Słońca. Tworzony model stawał się nieciągły z otaczającymi go powierzchniami i mieliśmy problem.

Przyszedł zatem czas na drugą wersję oprogramowania, znaną ze współczesnej stereoskopii. Metoda polega w skrócie na tym, co wykonuje mózg każdego z nas porównując obrazy z lewego i prawego oka. Są one oczywiście prawie identyczne dla przedmiotów dalekich. Im jednak bliżej znajduje się punkt obserwowany, tym jego obraz z lewego i prawego oka staje się coraz bardziej różny. Punktem kulminacyjnym jest nos - którego prawą część zobaczymy tylko prawym, a lewą lewym okiem. Porównując te dwa obrazy mózg wykonuje gigantyczną pracę obliczeniową tworząc model 3D otaczającej nas przestrzeni. Stąd właśnie wiemy, że na klawiaturze spacja jest bliżej niż klawisz Esc, a jeszcze dalej jest na pewno Słońce na horyzoncie. Powtarzając obliczenia dla dwóch zdjęć satelitarnych tego samego terenu, każdego wykonanego pod innym kątem, możemy z niezwykłą precyzją dowiedzieć się jak każdy punkt jest odległy od satelity w pierwszym i drugim miejscu fotografowania. Tak powstaje mapa 3D, którą można łączyć z mapami kolejnych fragmentów terenu.

Na przełomie czerwca i lipca 2009 rozpoczną się kolejne testy oprogramowania. Do testów wybrano fragment nazywany Inca City na południowej półkuli. Czy ze szwajcarskiego Berna program trafi za ocean? Byłby to spory sukces, kolejny jeśli chodzi o polski wkład w badania Marsa.
 
Przykładowy film z Marsa wygenerowany tym programem znajduje się naszej plikowni oraz na youTube: