Non-invasive crater measurement with photogrammetry techniques

Abstract

[EN] The study of aerodynamic and granular dynamics phenomena occurring during the propulsive landing of a spacecraft on a planetary surface is of vital importance for future missions to the Moon and Mars. In this project, a systematic way of obtaining three-dimensional measurements of a crater in a glass microsphere regolith simulant is described. The glass microspheres have a mean particle diameter of 105 µm and a standard deviation of 17 µm, and are in a 33 cm ×18.4 cm ×10 cm box. The crater is formed with a cylindrical cup. The crater depth, radius, and volume are calculated from a series of pictures using the software RealityCapture. A preliminary test case reconstructing a bottle with the software is performed before the test case. To boost the reconstruction a laser sheet is placed across the crater and the images are edited with Lightroom to enhance the contrast. The results prove that the measurement can be used to study the crater formed in the granular media bed during a plumesurface interaction experiment. This could bring additional information on plumesurface interaction processes.

[ES] El estudio de los fenómenos aerodinámicos y de dinámica granular que ocurren durante el aterrizaje propulsor de una nave espacial en una superficie planetaria es de vital importancia para futuras misiones a la Luna y Marte. En este proyecto se describe una forma sistemática de obtener medidas tridimensionales de un cráter en un simulador de regolito de micro esferas de vidrio. Las micro esferas de vidrio tienen un diámetro medio de partícula de 105 µm y una desviación estándar de 17 µm, y se encuentran en una caja de 33 cm × 18,4 cm × 10 cm. El cráter está formado por una copa cilíndrica. La profundidad, el radio y el volumen del cráter se calculan a partir de una serie de imágenes utilizando el software Reality Capture. Antes del caso de prueba, se realiza un caso de prueba preliminar que reconstruye una botella con el software. Para impulsar la reconstrucción, se coloca una lámina láser sobre el cráter y las imágenes se editan con Lightroom para mejorar el contraste. Los resultados prueban que la medición se puede utilizar para estudiar el cráter formado en el lecho de medios granulares durante un experimento de interacción entre la superficie y la pluma. Esto podría aportar información adicional sobre los procesos de interacción pluma-superficie.