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高解像度画像科学実験装置（HIRE）は、2006年から火星を周回して研究を行っている火星偵察オービターに搭載されたカメラです。重量65kg （143 ポンド）、価格4000万米ドルのこの装置は、アリゾナ大学月惑星研究所 の指揮の下、ボール・エアロスペース・アンド・テクノロジーズ社によって製造されました。口径0.5m （19.7インチ）の反射望遠鏡で構成されており、これはこれまでの深宇宙探査ミッションで使用されたものの中で最大です。この望遠鏡により、 0.3m/ピクセル（1フィート/ピクセル）の解像度で火星の写真を撮影でき、直径1メートル以下の物体を識別することが可能です。
HiRISEは、オポチュニティ探査車や現在進行中のキュリオシティ探査ミッションなど、火星表面の探査車を撮影した。[ 1 ]
1980年代後半、ボール・エアロスペース・アンド・テクノロジーズ社のアラン・デラメアは、火星のサンプルリターンと表面探査を支援するために必要な高解像度画像処理システムの計画に着手した。2001年初頭、彼はアリゾナ大学のアルフレッド・マキューエンと協力し、火星偵察オービター（MRO）に搭載するカメラを提案。NASAは2001年11月9日にこれを正式に承認した。
ボール・エアロスペース社はカメラの製造を任され、2004年12月6日にHiRISEをNASAに納入し、宇宙船本体との統合作業を開始した。2005年8月12日、HiRISEはMRO（ミッション・リザーブ・オーガニゼーション）に搭載され、打ち上げ準備が整えられた。その場に居合わせたHiRISEチームの歓声の中、打ち上げは行われた。
MROの巡航段階中、HiRISEは月やジュエルボックス星団など、複数のテスト撮影を行った。これらの画像はカメラの調整に役立ち、火星の撮影準備に役立った。
2006年3月10日、MROは火星周回軌道に到達し、HiRISEが火星の初期画像を撮影できるように準備されました。[ 2 ]この装置は、MROがエアロブレーキに入る前に火星の写真を撮る機会が2回ありました（1回目は2006年3月24日）。エアロブレーキ中はカメラは6か月間オフになっていました。[ 3 ] 9月27日に正常にオンになり、9月29日に火星の最初の高解像度画像を撮影しました。
2006年10月6日、HiRISEはビクトリア・クレーターの最初の画像を撮影した。ビクトリア・クレーターは、オポチュニティ探査車によっても調査されていた場所である。[ 4 ]
2007 年 2 月、7 つの検出器に劣化の兆候が見られ、1 つの IR チャンネルはほぼ完全に劣化しており、もう 1 つのチャンネルには劣化の兆候がかなり見られました。カメラで写真を撮る際に高温を使用すると、問題は解消されたようです。[ 5 ] 3 月の時点では、劣化は安定しているように見えましたが、根本的な原因は不明のままでした。[ 6 ] Ball Aerospace のエンジニアリング モデル (EM) を使用したその後の実験により、原因の決定的な証拠が得られました。それは、アナログ - デジタル コンバータ (ADC) の汚染によりビットが反転し、画像にノイズや不良データが発生することと、設計上の欠陥により ADC に劣悪なアナログ波形が出力されることでした。さらに、ADC を加熱すると劣化が回復することが示されました。
2007年10月3日、HiRISEは地球に向けられ、地球と月の写真を撮影した。高解像度のカラー画像では、地球は90ピクセル、月は24ピクセルの大きさで、距離は1億4200 万kmであった。[ 7 ]
2008年5月25日、HiRISEはNASAの火星フェニックス着陸機が火星表面にパラシュート降下する様子を撮影した。これは、ある宇宙船が別の宇宙船の惑星への最終降下を撮影した初めての事例だった。[ 8 ]
2010 年までに HiRISE は火星表面の約 1 パーセントしか撮影しておらず[ 9 ]、2016 年までにカバー率は約 2.4 パーセントでした[ 10 ] 。HiRISEはより小さな領域を高解像度で撮影するように設計されており、他の機器はより広い領域をスキャンして、新しい衝突クレーターなどを探します。MRO のコンテキスト カメラ (CTX)は、2021 年後半に火星に形成された 2 つの新しい衝突クレーター (それぞれ 130 メートル以上) を撮影しました。これは MRO によって発見された最大のものです。これらの地震イベントは、地震調査、測地学、熱輸送を使用した内部探査 (InSight)によっても検出されました。アマゾニス プラニティアのクレーターは両方のミッションによって独立して発見されましたが、テンペ テラのクレーターは最初に Insight によって観測され、その後 CTX 画像で探査されました[ 11 ] [ 12 ] 。この識別により、将来氷の堆積物を HiRISE の色で特徴付ける新しい技術の開発がさらに可能になりました。[ 13 ]
2010年4月1日、NASAはHiWishプログラムの下で最初の画像を公開しました。このプログラムでは、一般の人々がHiRISEで撮影する場所を提案しました。8つの場所のうちの1つがアウレウム・カオスでした。[ 14 ] 下の最初の画像は、その地域の広角ビューを示しています。次の2つの画像はHiRISEの画像からのものです。[ 15 ]
以下の3枚の画像は、HiWishプログラムの下で撮影された最初の画像の一部です。1枚目は、HiRISEがどこを見ているかを示すCTXからの背景画像です。
以下の画像群は、この観測機器によって撮影された重要な画像の一部を示しています。これらの画像の中には、将来の入植者にとって水源となる可能性のある場所を示唆するものもあります。
以下の画像群は、まずシーン全体の画像を示し、次にその一部を拡大表示したものです。HiViewというプログラムを使用すると、より詳細な画像を作成できます。一部の画像はカラーです。HiRISEは中央のカラー部分のみを抽出します。
HiRISEカメラは、これまで不可能だったより詳細に火星の表面の特徴を観察できるように設計されています。[ 17 ]これにより、火星の新しいクレーターをより詳しく観察することができ、扇状地、粘性流の特徴、角礫岩の破片を含む穴の開いた物質の池の領域が明らかになりました。[ 18 ]これにより、火星の地形の年代を研究したり、将来の火星着陸機の着陸地点を探したり、一般的に、これまで軌道上から行われてきたよりもはるかに詳細に火星の表面を見ることができます。そうすることで、火星のチャネルや谷、火山地形、かつて存在した可能性のある湖や海、ハガルやニリ・パテラなどの砂丘地帯、および火星の表面に存在するその他の表面地形をより良く研究することができます。[ 19 ]
一般市民はHiRISEカメラで撮影する場所をリクエストすることができる（HiWishを参照）。このため、また、撮影された写真が受信・処理された直後に一般市民に前例のないほど容易にアクセスできることから、このカメラは「人民のカメラ」と呼ばれている。[ 20 ]写真はオンラインで閲覧したり、ダウンロードしたり、無料のHiViewソフトウェアで閲覧したりすることができる。
HiRISEは当初から高解像度カメラとして設計されました。大型ミラーと大型CCDカメラで構成されています。そのため、高度300kmで1マイクロラジアン、つまり0.3メートルの解像度を実現しています。（比較のために、Google Marsの衛星画像は1メートルまで利用可能です。[ 21 ] ）400～600nm （青緑またはB-G）、550～850nm （赤）、800～1,000nm （近赤外線またはNIR）の3つのカラーバンドで画像を取得できます。[ 22 ]
HiRISEは、地球軌道外に送られた光学望遠鏡としては最大となる、直径0.5メートルの主鏡を搭載している。装置の質量は64.2kgである 。[ 23 ]
赤色の画像は幅 20,048ピクセル(300 km の軌道で 6 km )、青緑色と近赤外線の画像は幅 4,048 ピクセル (1.2 km) です。これらは2048 × 128 ピクセルの 14 個の CCD センサーによって収集されます。HiRISE の搭載コンピューターは、オービターの地上速度に合わせてこれらのラインを読み込むため、画像の高さは理論上無制限です。実際には、これは搭載コンピューターの28 Gbit ( 3.5 GB ) のメモリ容量によって制限されます。赤色画像の公称最大サイズ (ピクセルあたり 8 ビットに圧縮) は約 20,000 × 126,000 ピクセル、つまり 2520メガピクセルで、B-G および NIR バンドのより狭い画像では 4,000 × 126,000 ピクセル (504 メガピクセル) です。圧縮されていない単一の画像では最大 28 Gbit を使用します。しかし、これらの画像は圧縮されて送信され、典型的な最大サイズは11.2ギガビットです。これらの画像は、HiRISEのWebサイトでJPEG 2000として一般に公開されています。[ 24 ] [ 25 ]
着陸候補地の地図作成を容易にするため、HiRISEはステレオ画像ペアを作成することができ、そこから地形を0.25メートルの精度で測定することができる。
HiRISEの画像は一般に公開されており、以下の規則に従って命名されています。[ 27 ]
ターゲットコードは、軌道開始点に対する計画観測の中心の緯度位置を示します。軌道開始点は、軌道の降下側（夜側）の赤道上にあります。ターゲットコードが0000の場合は、軌道開始点を示します。ターゲットコードは、軌道に沿って0000から3595まで増加します。この規則により、ファイル名の順序を時系列にすることができます。最初の3桁は軌道開始点からの整数度数を示し、4桁目は小数点以下を0.5度に丸めた値を示します。3595より大きい値は、火星外観測または特殊観測であることを示します。
対象コードの例：
火星外および特別観測値：