Flug über den Mars

Wissenschaftler der TU-Dortmund haben hochpräzise 3D-Modelle des Landeplatzes des ESA/Roscosmos ExoMars-Rovers „Rosalind Franklin“ erstellt. Die Digitalen Geländemodelle (DTM) haben eine Auflösung von ca. 25 cm pro Pixel und sollen den Wissenschaftlern helfen, die geografischen und geologischen Eigenschaften der Region zu verstehen und den Weg des Rovers auf dem Gelände zu planen.

Um die Genauigkeit der Modelle zu erhöhen, hat das Team eine innovative Technik entwickelt, die atmosphärische Daten in die digital generierten Szenen integriert. Die Modelle wurden am 16. September 2019 beim EPSC-DPS Joint Meeting in Genf vorgestellt.

Die DTM basieren auf hochauflösenden Bildern des Mars, die das HiRISE-Instrument an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA aufgenommen hat. HiRISE-Bilder wurden weitgehend für die klassische Stereomethode genutzt, bei der zwei Bilder aus leicht unterschiedlichen Winkeln kombiniert werden, um ein 3D-Bild der Landschaft zu erzeugen. Herkömmliche Stereotechniken haben jedoch Einschränkungen, wenn sie bei strukturlosen, homogenen Bereichen angewendet werden, die viele staubige und sandige Planetenoberflächen charakterisieren, einschließlich der Landestelle des Rovers.

Oxia Planum, der von der ExoMars Landing Site Selection Working Group der ESA für Rosalind Franklin gewählte Landeplatz, ist vergleichsweise flach, um das Risiko einer harten Landung zu minimieren und den Zugang des Rovers zur Erfüllung seiner Mission sicherzustellen. Die Region enthält Tonmineralien und Strukturen aus alten Flussbetten, die Hinweise auf frühere Spuren von Leben enthalten können.

Um die DTM zu verbessern, hat das Team der TU-Dortmund eine Technik namens "Shape from Shading" angewandt, bei der die Intensität des reflektierten Lichts im Bild in Informationen über Oberflächenneigungen umgewandelt wird. Diese Daten werden in die Stereobilder integriert, was eine verbesserte Abschätzung der 3D-Oberfläche und eine bestmögliche Auflösung in der rekonstruierten Landschaft ermöglicht.

Der Rosalind Franklin ExoMars Rover wird eine Reihe von wissenschaftlichen Instrumenten zur Analyse von Gesteinen und der Oberflächenumgebung in Oxia Planum mitführen. Um unter die Oberfläche zu schauen, trägt er einen Bohrer, der nach Grundwasser und Biosignaturen suchen soll. Die Mission soll im Sommer 2020 mit einer russischen Proton-M-Trägerrakete starten und den Mars im März 2021 erreichen.