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Prospects for mapping temporal height variations of the seasonal CO2 snow/ice caps at the Martian poles by co-registration of MOLA profiles

Xiao, Haifeng und Stark, Alexander und Steinbrügge, Gregor und Thor, Robin und Schmidt, Frédéric und Oberst, Jürgen (2022) Prospects for mapping temporal height variations of the seasonal CO2 snow/ice caps at the Martian poles by co-registration of MOLA profiles. Planetary and Space Science, 214, Seite 105446. Elsevier. doi: 10.1016/j.pss.2022.105446. ISSN 0032-0633.

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2MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063322000320?via%3Dihub

Kurzfassung

We investigate the feasibility and demonstrate the merits of using Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) profiles to retrieve seasonal height variations of CO2 snow/ice cap in Mars’ polar areas by applying a co-registration strategy. We present a prototype analysis on the research region of [85.75°S, 86.25°S, 300°E, 330°E] that is located on the residual south polar cap. Our method comprises the recomputation of MOLA footprint coordinates with an updated Mars Global Surveyor (MGS) ephemeris and a revised Mars rotation model. The reprocessed MOLA dataset at the South Pole of Mars (poleward of 78°S) is then self-registered to form a coherent reference digital terrain model (DTM). We co-register segments of reprocessed MOLA profiles to the self-registered MOLA reference DTM to obtain the temporal height differences at either footprints or cross-overs. Subsequently, a two-step Regional Pseudo Cross-over Adjustment (RPCA) procedure is proposed and applied to post-correct the aforementioned temporal height differences for a temporal systematic bias and other residual errors. These pseudo cross-overs are formed by profile pairs that do not necessarily intersect, but are connected through the underlying DTM. Finally, CO2 snow/ice temporal height variation is obtained by median-filtering those post-corrected temporal height differences. The precision of the derived height change time series is ∼4.7 ​cm. The peak-to-peak height variation is estimated to be ∼2 ​m. In addition, a pronounced ”pit” (transient height accumulation) of ∼0.5 ​m in magnitude centered at Ls ​= ​210° in southern spring is observed. The proposed method opens the possibility to map the seasonal CO2 snow/ice height variations at the entire North and South polar regions of Mars.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192940/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Prospects for mapping temporal height variations of the seasonal CO2 snow/ice caps at the Martian poles by co-registration of MOLA profiles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Xiao, Haifenghaifeng.xiao (at) campus.tu-berlin.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stark, Alexanderalexander.stark (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9110-1138NICHT SPEZIFIZIERT
Steinbrügge, GregorStanford University, USAhttps://orcid.org/0000-0002-1050-7759NICHT SPEZIFIZIERT
Thor, Robinrobin.thor (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5703-0495NICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, FrédéricUniversité Paris-Saclay, CNRS, GEOPS, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oberst, JürgenInstitute of Geodesy and Geoinformation Science, Technische Universität Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 Februar 2022
Erschienen in:Planetary and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:214
DOI:10.1016/j.pss.2022.105446
Seitenbereich:Seite 105446
Verlag:Elsevier
ISSN:0032-0633
Status:veröffentlicht
Stichwörter:MOLA, Laser Altimetry, Mars, Co-registration
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt BepiColombo - MERTIS und BELA, R - Projekt JUICE - JANUS und GALA
Standort: Berlin-Adlershof , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Stark, Dr. Alexander
Hinterlegt am:06 Jan 2023 08:18
Letzte Änderung:18 Jul 2023 11:36

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