Mars Express für die Öffentlichkeit

Im ersten Jahr ihres Einsatzes wurden mit der hochauflösenden Stereokamera HRSC bereits über zwanzig Prozent des Mars in hoher Auflösung aufgenommen. Ziel des Kamera-Experiments ist es, am Ende der Mars Express-Mission den gesamten Planeten - dessen Fläche etwa so groß ist wie die aller Kontinente auf der Erde - in Farbe, hoher Auflösung und "3D" abgebildet zu haben. Das Bild zeigt die Abdeckung durch HRSC-Bilder (graue Streifen; Stand: 7. Februar 2005) auf einer topographischen Karte, in der Nord- und Südpol in Form einer Linie als obere bzw. untere Bildkante dargestellt werden, die kugelförmige Planetenoberfläche also zu einem Rechteck verzerrt ist. In blauen Farben sind die tiefsten Gegenden dargestellt, über grün, gelb, orange nach rot und weiß sind immer höher gelegene Regionen dargestellt.

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 einer deutschen Hochleistungskamera aus nächster Nähe. Dazu benutzen die Forscher die am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und Oberpfaffenhofen entwickelte Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera), die an Bord der Raumsonde Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA seit 9. Januar 2004 zuverlässig hervorragende Aufnahmen der Marslandschaften macht: Erstmals liefert ein Kamerasystem Bilder eines anderen Planeten gleichzeitig in Farbe, hoher räumlicher Auflösung und vor allem in "3D".

Das DLR ist in vielerlei Hinsicht an dieser Marskamera beteiligt. Das HRSC Experiment-Team ist im DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof angesiedelt und wird von Dr. Ralf Jaumann geleitet. Während der Mars Express-Mission ist das Team für den Betrieb der Kamera verantwortlich. Unter anderem werden hier die konkreten Aufnahmewünsche der Forscher mit den Plänen der anderen sechs wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Mars Express sowie der Mars Express-Missionsleitung der ESA koordiniert. Anschließend werden die Planungen in elektronische Kamerabefehle umgesetzt, die an das Europäische Raumfahrt-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt weitergeleitet werden - von dort werden sie an das Raumschiff gefunkt.

Nach der Aufnahme der Bilder werden die komprimierten Rohdaten zur Erde übertragen und dort von der 35-Meter-Antenne der ESA in Australien (New Norcia) oder dem unterstützenden "Deep Space Network" der NASA in Australien (Canberra), Kalifornien (Goldstone) oder Spanien (Madrid) empfangen. Via Darmstadt gelangen die Bilder fast ohne zeitliche Verzögerung zum HRSC-Team nach Berlin, wo sie sofort entkomprimiert und auf kleine Fehler untersucht werden. Bis zum heutigen Tag, während knapp 13 Monaten HRSC-Betriebs, wurden 410 Gigabyte (GB) wissenschaftlich nutzbarer Bilddaten erzeugt - so viel, wie die beiden amerikanischen Viking-Orbiter in vier Jahren an Bildern zur Erde übertrugen. Die Bilddaten können aufgrund der fast vollautomatisch verlaufenden Prozessierung dem Wissenschaftsteam innerhalb von wenigen Stunden zur Auswertung zur Verfügung gestellt werden.

Das Aufnahmesystem, das in seiner technologischen Ausrichtung in der Planetenforschung bislang einmalig ist, wurde am DLR entwickelt und gemeinsam mit Industriepartnern (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH) 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

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. Im "Planetary Science Archive" (PSA) der ESA können die Bilddaten aller neun HRSC-Kanäle und des SRC-Kanals für den Zeitraum Januar bis 30. Juni 2004 heruntergeladen werden. Es handelt sich dabei um 175 Gigabyte entkomprimierte und radiometrisch korrigierte Daten, die in erster Linie zu wissenschaftlichen Zwecken verwendet werden können und für deren Weiterverarbeitung - insbesondere die Erstellung von digitalen Geländemodellen und 3D-Ansichten - spezifische Software benötigt wird

Links:
Das Überblicksbild in hoher Auflösung (JPG, 2135x1068 Pixel, 2,8 MB)
Die wissenschaftlichen Seiten des Mars Express Teams:
www.dlr.de/mex/ und www.dlr.de/marsexpress/.
Die Mars Express-Sonderseite des DLR: www.dlr.de/mars-express/.
Die Mars Express-Sonderseite der ESA: www.esa.int.
Planetary Science Archive (PSA): www.rssd.esa.int/PSA
Planetary Data System (PDS): pds.jpl.nasa.gov
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