Zum Inhalt
Für 2020 geplante Mission zum „Roten Planeten“

Hochgenaues 3D-Modell vom Rover-Landeplatz auf dem Mars

-
in
  • Top-Meldungen
  • For­schung
  • Medieninformationen
Grafik eines digitales Höhenmodells des Landeplatzes mit farblich verschieden gekennzeichneten Höhen © Fa­kul­tät für Elek­tro­tech­nik und In­for­ma­tions­tech­nik​/​TU Dort­mund
Die Forscher haben di­gi­ta­le Geländemodelle des Mars erstellt.

Wis­sen­schaft­ler der TU Dort­mund haben hochgenaue 3D-Modelle des Landeplatzes erstellt, auf dem der Rover Rosalind Franklin 2021 auf dem Mars landen könnte. Die di­gi­ta­len Geländemodelle haben eine Auflösung von 25 cm pro Pixel und helfen dabei, die Geographie und geologischen Ei­gen­schaf­ten der Region zu ver­ste­hen und den Weg des Rovers um den Standort herum zu planen. Der Rover soll im Rah­men des ExoMars-Projekts der eu­ro­pä­isch­en Weltraumorganisation ESA die Oberfläche des Planeten Mars er­kun­den. Die ESA arbeitet dabei mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos zu­sam­men.

Um die Genauigkeit der Modelle zu erhöhen, hat das Team um Prof. Christian Wöhler von der Fa­kul­tät für Elek­tro­tech­nik und In­for­ma­tions­tech­nik der TU Dort­mund eine in­no­va­ti­ve Tech­nik ent­wickelt, die die Ei­gen­schaf­ten der Planetenatmosphäre bei der Konstruktion der di­gi­tal erzeugten Szenen be­rück­sich­tigt. Die Modelle wurden von Kay Wohlfarth vom Arbeitsgebiet Bildsignalverarbeitung beim Euro­päi­schen Kongress zur Planetenforschung EPSC-DPS am 16. Sep­tem­ber in Genf vor­ge­stellt.

Die di­gi­ta­len Geländemodelle basieren auf hochauflösenden Marsbildern des HiRISE-Instruments auf dem Erkundungssatelliten „Mars Reconnaissance Orbiter“ der NASA. HiRISE-Bilder wurden bislang weitgehend mit der klassischen Stereomethode verarbeitet, bei der zwei Bilder aus leicht un­ter­schied­lichen Winkeln kom­bi­niert wer­den, um ein 3D-Bild der Landschaft zu erstellen. Herkömmliche Stereotechniken haben jedoch Ein­schrän­kungen, wenn sie auf homogene Regionen angewendet wer­den, wie etwa die staubige und sandige Planetenoberfläche rund um den Landeplatz des Rovers.

Die ESA wählte das Gebiet Oxia Planum als Landeplatz für den Rover Rosalind Franklin, da diese Region ver­gleichs­wei­se flach ist. So lässt sich das Risiko einer harten Landung mi­ni­mie­ren und gewährleisten, dass der Rover seine Mission erfüllen kann. Aus wis­sen­schaft­licher Sicht ist Oxia Planum zudem be­son­ders in­te­res­sant, weil das Gebiet Tonmineralien und Strukturen alter Flussbetten enthält, die möglicherweise Hinweise auf vergangene Lebensspuren bieten.

„Shape from Shading“-Tech­nik

Um die di­gi­ta­len Geländemodelle zu ver­bes­sern, hat das Team der TU Dort­mund eine Tech­nik namens „Shape from Shading“ angewendet, bei der die Intensität des reflektierten Lichts im Bild in Daten über Steigung und Gefälle der Oberfläche umgewandelt wird. Diese In­for­ma­ti­onen zur Unebenheit wer­den in die Stereobilder integriert, um eine bessere Schätzung der 3D-Oberfläche zu er­hal­ten und die bestmögliche Auflösung in der rekonstruierten Landschaft zu erzielen. Kay Wohlfarth vom Team der TU Dort­mund erläutert: „Mit dieser Tech­nik kön­nen so­gar kleinräumige Details wie Sandverwehungen in Kratern und raues Grundgestein reproduziert wer­den.“

Marcel Hess, Erstautor der Studie, fügt hinzu: „Wir haben be­son­ders auf die Wechselwirkung zwischen Licht und Marsoberfläche geachtet. Bereiche, die zur Sonne geneigt sind, er­schei­nen heller, und Bereiche, die von der Sonne weg weisen, er­schei­nen dunkler. Unser Ansatz ver­wen­det ein kombiniertes Reflexions- und Atmosphärenmodell, das die Reflexion an der Oberfläche ebenso be­rück­sich­tigt wie atmosphärische Effekte, die das Licht streuen. “

Missionsstart im Sommer 2020

Der ExoMars-Rover Rosalind Franklin wird eine Reihe wis­sen­schaft­licher Instrumente zur Analyse von Gesteinen und der Oberflächenumgebung bei Oxia Planum mitführen. Um unter die Oberfläche zu blicken, trägt er einen Bohrer, der für die Suche nach Untergrundwasser und Lebensspuren ausgelegt ist. Die Mission soll im Sommer 2020 auf einer russischen Proton-M-Trägerrakete starten und im März 2021 auf dem Mars eintreffen.

Zum Video des di­gi­ta­len Höhenmodells des Landeplatzes

Zum Arbeitsgebiet Bildsignalverarbeitung der Fa­kul­tät für Elek­tro­tech­nik und In­for­ma­tions­tech­nik

An­sprech­part­ner für Rückfragen:

Kalender

Zur Veranstaltungsübersicht

Mensapläne

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der TU Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.
Für E-Autos gibt es eine Ladesäule am Cam­pus Nord, Vo­gel­pothsweg.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 15- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Stre­cke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der TU Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zu­dem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.