Mit 3D-Modellen auf der Suche nach dem Leben auf dem Mars

Höhenlinien auf der Karte.

Hier ist ein Teil eines der neuen 3D-Modelle, die gerade erstellt wurden, um dem Rover Rosalind Franklin der ESA bei der Erforschung des Mars im Jahr 2021 zu helfen. Die Modelle sind so detailliert, dass sie zum Beispiel als Dünenwellen in Kratern zeigen, wie Sie hier sehen. Bild über TU Dortmund/ NASA/ JPL-Caltech/Europlanet.


Wie bereiten sich moderne Weltraumforscher darauf vor, ein unbekanntes Terrain zu durchsuchen? Es macht nichts, dass die Entdecker Roboter sind und die Vorbereiter Weltraumwissenschaftler und -ingenieure sind. Nächsten Sommer soll eine ehrgeizige neue Mission zum Mars starten. DieExoMarsMission der Europäischen Weltraumorganisation (DIES) trägt den RoboterRosalind Franklin-Roverzum Mars. Der Rover sucht nach Beweisen für das vergangene Leben auf dem Mars inOxia planum, eine große, tonreiche Ebene mit einem alten Flussdelta. Wie bereiten sie sich vor? Ein Team von Wissenschaftlern beiTU Dortmundin Deutschland hat extrem detaillierte 3-D-Modelle des Landeortes erstellt. Diese Wissenschaftlergenanntam 16. September 2019, dass sie die Modelle verwenden wollen, um die Geographie und die geologischen Eigenschaften dieser unerforschten Region auf dem Mars zu verstehen und den Weg des Rovers zu planen.

Die 3D-Modelle werden Digital Terrain Models (DTMs) genannt. Sie sind eine Variation von digitalen Höhenmodellen (DEMs) von Weltraumwissenschaftlern verwendet, um Planeten, Monde und Asteroiden zu verstehen. Diese speziellen Karten haben eine Auflösung von etwa 25 Zentimetern pro Pixel. Einer von Wissenschaftlern,Kay Wohlfarth, präsentierte sie letzte WocheInternationales Treffen der Astronomenin Genf, Schweiz.


Wie sind die Modelle entstanden?

Farbige Höhenkarte.

Eines der Test-3D-Geländemodelle auf dem Mars. Bild über TU Dortmund/NASA/JPL-Caltech/Europlanet-Gesellschaft.

Bunte Höhenkarte.

Ein weiterer Test von 3D-Geländemodellen auf dem Mars. Bild über TU Dortmund/NASA/JPL-Caltech/Europlanet-Gesellschaft.

Erstens verwenden sie hochauflösende Bilder der Marsoberfläche vomHiRISEKamera auf dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA (MRO). Diese Bilder werden dann auf die klassische Stereomethode angewendet, bei der zwei Bilder aus leicht unterschiedlichen Winkeln kombiniert werden, um ein 3D-Bild der Landschaft zu erstellen. Aber solche Stereotechniken können begrenzt sein, wenn es um staubige und sandige Oberflächen – im Grunde ohne Merkmale – an Orten wie dem Landeplatz von Rosalind Franklin, Oxia Planum, geht. Notwendigerweise ist der Landeplatz relativ flach, um eine sichere Landung zu gewährleisten.




Die DTMs wurden dann mit einer Technik namensForm aus Schattierungbei dem die Intensität des reflektierten Lichts im Bild in Informationen über Oberflächenneigungen übersetzt wird. Die Neigungsdaten werden mit den Stereobildern kombiniert, was eine viel bessere Schätzung der 3D-Oberfläche ermöglicht und gleichzeitig die bestmögliche Auflösung in der rekonstruierten Landschaft erreicht.

Die resultierenden Modelle geben den Wissenschaftlern einen viel detaillierteren Blick auf die Landeregion. Wie Wohlfarth erklärte:

Mit der Technik lassen sich selbst kleinräumige Details wie Dünenriffe in Kratern und raues Grundgestein reproduzieren.

Rover auf dem Mars.

Künstlerische Illustration des Rosalind-Franklin-Rovers auf dem Mars, Teil der ExoMars-Mission der ESA. Bild überDIES/ATG medialab.


Marcel Hess, Erstautor der Studie, sagte:

Wir haben der Wechselwirkung zwischen Licht und der Marsoberfläche besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Der Sonne zugewandte Bereiche erscheinen heller und abgewandte Bereiche dunkler. Unser Ansatz verwendet ein gemeinsames Reflexions- und Atmosphärenmodell, das die Reflexion durch die Oberfläche sowie atmosphärische Effekte, die Licht diffundieren und streuen, berücksichtigt.

Diese neuen Modelle werden dem Rover eine große Hilfe sein, wenn er durch die Landschaft navigiert und nach den besten Studienplätzen suchtReihe von Instrumenten. Der Rover untersucht nicht nur Gestein und Boden, sondern kann auch bis zu zwei Meter tief in den Untergrund bohren, um nach möglichen Biosignaturen, chemischen Spuren vergangener Leben, zu suchen. Die Proben werden zur Analyse an das Bordlabor geliefert.

PanCam wird mit seinen Stereo- und hochauflösenden Kameras detaillierte Ansichten interessanter Merkmale sowohl im sichtbaren als auch im nahen Infrarot liefern. Spektrometer werden bestimmen, woraus Gesteine ​​bestehen und wie stark sie von Wasser beeinflusst wurden.


Großer Bohrer in horizontaler Position.

Der Bohrer des Rovers in einem Reinraum auf der Erde, in der verstauten Position. Der Bohrer wird in der Lage sein, bis zu zwei Meter (sechs Fuß) in den Untergrund vorzudringen. Bild überDIES.

EntsprechendVago George, Wissenschaftler des ExoMars-Rover-Projekts der ESA:

Unser Rover hat wirklich Gestalt angenommen. Wir haben eine unglaublich starke wissenschaftliche Nutzlast, um die Oberfläche und den Untergrund des Mars auf unserer Suche nach Biosignaturen zu erkunden.

ExoMars wird eine aufregende Mission sein, und zusammen mit der bevorstehenden NASA-Mission2020 Rover, der erste seit demWikinger-Missionin den 1970er/80er Jahren, um direkt nach Spuren des Lebens zu suchen. Der Rover soll irgendwann zwischen dem 26. Juli und dem 13. August 2020 auf einer russischen Proton-M-Trägerrakete starten und im März 2021 den Mars erreichen.

Weitere Informationen zur ExoMars-Mission finden Sie auf derMissionswebsite.

Fazit: Neue 3-D-Modelle des Marsgeländes werden 2021 dem Rover Rosalind Franklin bei der Suche nach Leben auf dem Mars helfen.

Über die Europlanet Society