Mars: dreidimensional und hochaufgelöst
Im Lauf der letzten Jahren ist das internationale Interesse an der Erforschung der Oberflächen von Mars, weiter entfernten Planeten und Planetenmonden gewachsen. Insbesondere kann ein besseres Verständnis von Marsoberfläche und -geologie Einblicke in die Entstehung des Planeten und zu seiner Möglichkeit für eine langfristige Anwesenheit von Menschen liefern. Jedoch hatten Planetenbilder, die auf vergangenen Weltraummissionen gesammelt wurden, und aus Stereobildern gewonnene dreidimensionale Daten bestimmte Interessenbereiche im Fokus. Das von der EU finanzierte Projekt PROVIDE (Planetary robotics vision data exploitation) wurde an den Start gebracht, um diese Fülle von Bilddaten ausnutzen und sie in einen einheitlichen räumlichen und zeitlichen Kontext bringen. Die PROVIDE-Partner erfassten große Datenmengen, die von Raumschiffen in den Umlaufbahnen von Planeten ankamen, und von Sonden, die auf deren Oberfläche gelandet waren. Mittels eines WebGIS und neuartigen raumbezogenen Bearbeitungswerkzeugen ermittelten sie räumliche Zusammenhänge zwischen Bildmaterial und weiteren Daten und entdeckten verborgene Inhalte, um ihnen neuen Wert für die Wissenschaft zu verleihen. Der Zugriff auf die endgültigen 3D-Vision-Produkte wird durch Visualisierungssoftware mit Mehrfachauflösung ermöglicht, die eine dynamische Wiedergabe der dreidimensionalen Szenerie von Planetenmissionen auf dem Mars und dem Mond einschließlich des Zugriffs auf die von den sowjetischen Lunochods erhaltenen Mondarchivpanoramen gestattet. Diese digitalisierten Produkte in Form von Bodenkarten unterstützen einen „ virtuellen Geologen“ dabei, Nahaufnahmen der wichtigsten Merkmale wie etwa Sedimentschichten zu bekommen. Überdies ist es möglich, Entfernungen und Steigungen mit unterschiedlicher Genauigkeit zu messen. Unter Einsatz des SSR-Verfahrens (Super-Resolution Restauration) konnte das Projektteam äußerst interessante Fotos der Marsoberfläche vorlegen. Darunter sind Bilder von vorzeitlichen Seebetten und der Felsnase Shaler oder der Region Garden City , die mithilfe des NASA-Rovers Curiosity entdeckt worden waren, sowie Bilder der Felsformation Home Plate und der Fahrspuren des Mars-Rovers MER-A von der NASA. Zudem veröffentlichten die Forscher Bilder der für verschollen erklärten britischen Raumsonde Beagle-2, die im Dezember 2003 auf dem Mars landete, die aber keinen Kontakt zur Erde herstellen konnte. Mit Hilfe der SRR-Technologie können Objekte von nur 5 cm Größe auf der Oberfläche des Mars von der Umlaufbahn aus betrachtet werden. Die Wissenschaftler wandten das Verfahren an Stacks mit vier bis acht Bildern der Marsoberfläche von der NASA-HiRISE-Kamera mit einer Auflösung von 25 cm an, um so die angezielte Auflösung von 5 cm zu erreichen. Die innovativen 3D-Vision- und Photogrammetrie-Instrumente sollen die wissenschaftlichen Ergebnisse von bisherigen wie auch zukünftigen Planetenmissionen aufwerten. Das Projektteam wendete sie bei der geologischen Analyse mehrerer Standorte auf dem Mars an. Die aus PROVIDE gezogenen Lehren und gewonnenen Erfahrungen werden die Grundlage für eine bildgestützte dreidimensionale Kartierung während der ExoMars-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und von ROSCOSMOS bilden, die 2020 auf den Weg gebracht werden soll.
Schlüsselbegriffe
Mars, Geologie, Oberflächenmorphologie, Robot Vision, robotergestützte Sicht, robotergestützte Bilderfassung, Planetenbilder, Wiederherstellung mit Superauflösung, Super-Resolution Restoration
