Der Mars, unser äußerer Nachbarplanet im Sonnensystem, ist zwar mindestens 56 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, doch seit rund einem Jahr erkundet ein internationales Team aus Wissenschaftlern den Roten Planeten mit der deutschen Hochleistungskamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) aus nächster Nähe. Seit dem 9. Januar 2004 macht HRSC hervorragende Aufnahmen der Marslandschaften – in Farbe, hoher räumlicher Auflösung und vor allem in „3D“. Erste Bilder und Daten der Kamera haben die Wissenschaftler nun der Öffentlichkeit vorgestellt.
Der Mars aus der Vogelperspektive
Die HRSC gewinnt Ansichten unseres Nachbarplaneten, wie sie nach Ansicht der Forscher noch nie zu sehen waren. Mit der Kamera ist es nicht nur möglich, kleine Details auf dem Mars von bis zu zehn Meter Größe zu erkennen, sondern auch die Höhenunterschiede der vielgestaltigen Oberfläche in den Bildern darzustellen. „Damit wird eine Lücke in den bestehenden Kartenwerken des Mars geschlossen“, erklärt HRSC Experiment-Manager Ralf Jaumann vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. „Die Wissenschaft hat viele Jahre auf diesen Fortschritt warten müssen – mit den neuen Bildern können wir die geologische Erkundung des Mars einen wichtigen Schritt voranbringen.“
Dem Betrachter eröffnen sich völlig neue Perspektiven: Durch die 3D-Ansichten der spektakulären Landschaftsformen werden die Dimensionen der Vulkane und Schluchten auf dem Mars erst richtig erfassbar: Als „virtueller Marsbesucher“ umfliegt man zweieinhalbtausend Meter hohe Tafelberge wie mit einem Sportflugzeug oder blickt in die fünftausend Meter tiefen Abgründe des zentralen Abschnitts des größten Canyons unseres Sonnensystems, den Valles Marineris. „Die dem Menschen vertraute, dreidimensionale Sichtweise eröffnet auch in der wissenschaftlichen Auswertung neue Dimensionen“, erklärt Jaumann, der mit sechs weiteren DLR-Forschern und einem erweiterten Team an der Auswertung der Bilder unmittelbar beteiligt ist.
Bilder in hoher Auflösung, Stereo und Farbe – gleichzeitig
Das Aufnahmesystem, das in seiner technologischen Ausrichtung in der Planetenforschung bislang einmalig ist, wurde am DLR entwickelt und gemeinsam mit Industriepartnern gebaut: Durch ein- und dasselbe Objektiv blickend, werden gleichzeitig neun quer zur Flugrichtung angeordnete Aufnahmezeilen mit jeweils 5184 lichtempfindlichen Sensoren kontinuierlich belichtet. Da die Kamera während einer Aufnahmesequenz zu jeder Zeit unter je vier verschiedenen Winkeln gleichzeitig nach vorne und hinten, sowie direkt nach unten blickt, macht sie Gebrauch vom so genannten Stereoprinzip: Die digitalen Bildstreifen der einzelnen Kanäle können später zu dreidimensionalen Farbbildern von über 5000 Bildpunkten („Pixel“) Breite und bis zu mehreren hunderttausend Pixel Länge kombiniert werden.
Dies entspricht auf dem Mars einem Geländeausschnitt von 60 bis 100 Kilometer Breite und bis zu mehreren tausend Kilometer Länge: Der HRSC gelang so das größte je im Weltall aufgenommene Bild – ein über viertausend Kilometer langer Streifen, der auf der Erde einem einzigen Foto von Sizilien bis zum Nordkap entsprechen würde, auf dem jeder Fußballplatz und sogar noch kleinere Details zu sehen wären.
Kartierung der Marsoberfläche
Nach diesem Prinzip lässt sich eine großflächige Kartierung der Marsoberfläche erreichen, in der nicht nur Details bis zu zehn Meter Größe festgehalten werden, sondern gleichzeitig auch die „dritte Dimension“, also topographische Daten, Eingang finden. Zusätzlich zu den HRSC-Bildstreifen liefert ein in das Kamerasystem integriertes Teleskop, der „Super Resolution Channel“ SRC, von ausgewählten kleinen Gebieten inmitten der HRSC-Aufnahmen quadratische Bilder in vierfach höherer Auflösung. Hauptaufgabe des HRSC-Experiments auf Mars Express ist es, den ganzen Planeten (dessen Fläche von 145 Millionen Quadratkilometer etwa der aller Kontinente der Erde entspricht) in hoher Auflösung, Farbe und „3D“ zu erfassen. Dieses Ziel könnte mit einer – von der ESA bereits ins Auge gefassten – Verlängerung der Mission bis Ende 2007 erreicht werden. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt hat die HRSC bereits über zwanzig Prozent des Mars in guter bis sehr guter Auflösung fotografiert.
Am 7. Februar 2005 wurden Bilddaten des ersten halben Jahres allen Wissenschaftlern, die nicht unmittelbar am HRSC-Experiment beteiligt sind, sowie der interessierten Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
(DLR, 10.02.2005 – DLO)
