Mars
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Wissenschaft

Steirisches Know-how liefert Bilder vom Mars

Der NASA-Rover „Perseverance“, der am Donnerstag auf dem Mars landen soll, ist mit mehr Kameras als jede andere interplanetare Mission bisher ausgestattet. Know-how aus der Steiermark soll einen dreidimensionalen Eindruck der Marsoberfläche vermitteln.

„Perseverance“, ein Hightech-Labor auf Rädern, ist mit nicht weniger als 23 Kameras bestückt – mehr dazu in Der Austro-Anteil am Marsrover (science.ORF.at).

Bilder selbst von 100 Meter entfernter „Marsfliege“

Am ausfahrbaren, rund zwei Meter hohen Mast des Rovers, der den Planeten erkunden soll, ist die Stereokamera „Mastcam-Z“ montiert. Dieses hochauflösende Kamerasystem für Stereobilder soll detaillierte Aufnahmen der Marsoberfläche einfangen – die Zoomfunktion ist so stark, dass selbst eine 100 Meter entfernte „Marsfliege“ noch erkannt werden könnte.

An der Verarbeitung dieser Daten sind Forscher des Grazer Joanneum Research und des Wiener Forschungszentrums für Virtual Reality und Visualisierung (VRVis) in einem vom Klimaschutzministerium über einen Vertrag mit der Europäischen Weltraumagentur (ESA) finanzierten Projekt beteiligt.

Strukturen werden visualisiert

Das Instrument „Mastcam-Z“ wurde hauptsächlich von der Arizona State University entwickelt, wie Gerhard Paar von der Forschungsgruppe Bildanalyse und Messsysteme der Joanneum Research in Graz berichtete. Es wurde ausgewählt, um Bilder von der Marsoberfläche im Bereich des Jezero-Kraters nach der Landung des Rovers zu machen.

Joanneum Research und VRVis wurden wiederum ausgewählt, um aus diesen Bildern 3-D-Rekonstruktionen und anschließende Visualisierungen zu machen. Diese sollen es Wissenschaftlern dann unter anderem ermöglichen, auf dem Roten Planeten interessante geologische Strukturen zu finden, die Hinweise auf etwa alte Wasserspuren und möglicherweise ausgestorbenes Leben enthalten könnten.

„Ziel ist es, für die weitere Forschung dreidimensionale Karten, in denen die Daten der Oberflächeninstrumente lokalisiert und in ihrem Zusammenspiel interpretiert werden können, zu erstellen“, schilderte Paar, der schon seit Jahren die Forschung für Marsexpeditionen begleitet.

„Texturierte Punktwolken“

Die österreichische Software liefert die dreidimensionalen Auswertungen an das „Mastcam-Z“-Wissenschaftsteam. „Wir verwenden die Stereobilder, um jeden Bildpunkt dreidimensional zu beschreiben und erzeugen, sogenannte texturierte Punktwolken sowie Visualisierungen davon wie zum Beispiel Videos, die einen Überflug simulieren und damit die Räumlichkeit der Landschaft um den Rover verdeutlichen. VRVis stellt die Visualisierungskomponente zur Verfügung“, so Paar.

Mit dem von VRVis entwickelten 3-D-Viewer wird den Forschern sodann die interaktive Erkundung und geologische Interpretation der 3-D-Rekonstruktionen der Marsoberfläche ermöglicht.

Erste Woche zum Einrichten

Wenn der Rover am Donnerstag am Mars landen wird, wird es allerdings noch eine Weile dauern, bis die österreichischen Spezialisten mit der Auswertung der Bilder beginnen können: Paar rechnet mit den ersten 3-D-Auswertungen etwa eine Woche nach der Landung. Die ersten Tage werde das Rover-Team damit verbringen, die Systeme und Instrumente zu testen, die Software vom Landemodus auf den Fahrmodus umzustellen, die Kommunikationskanäle zu Marssatelliten und zur Erde einzurichten – und erste Bilder der Umgebung aufzunehmen. „Diese Bilder stehen uns dann auch bereits für 3-D-Auswertungen und Visualisierungen zur Verfügung“, so der Grazer Mathematiker.

Für wissenschaftliche Auswertungen wird man sich noch einmal länger gedulden müssen: „Sie sind erst möglich, wenn der Rover sich nach etwa zwei Wochen von der Landezone einige Dutzend Meter wegbewegt hat“, erklärte der Grazer Experte.

Bodenproben werden auf Marsoberfläche positioniert

Neben den Kameras und weiteren Sensoren hat der Rover auch Behälter an Bord, mit denen in wissenschaftlich aussichtsreichen Bereichen Bodenproben der Marsoberfläche gesammelt werden sollen. Die Probenröhrchen werden mit einem hochkomplexen Mechanismus verschlossen und an geeigneten Stellen auf der Marsoberfläche deponiert, und sollen Jahre später vom „Sample Fetching Rover“ – einem europäischen Beitrag zur „Mars Sample Return“-Mission – eingesammelt und zur Erde gebracht werden. „Unsere 3-D-Auswertungen und Visualisierungen werden auch dazu beitragen, für solche Probenentnahmen interessante Bereiche zu identifizieren und zu charakterisieren“, schilderte Paar.