DGLR-News Meldung

18.02.2021 - Rubrik: Wirtschaft/Technik

Missi­on Mars 2020: ein vir­tu­el­ler Be­such im Kra­ter Je­ze­ro

Heute, am Abend des 18. Februar 2021, wird die NASA-Mission Mars 2020 um 21:55 Uhr (MEZ) den Rover „Perseverance“ im Krater Jezero absetzen. Die interaktive Karte des Jezero-Kraters wurde von Wissenschaftlern der Freien Universität Berlin (FUB) mit vorverarbeiteten Daten der Stereokamera HRSC des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erzeugt. Seit Januar 2004 kartieren die Marsforscher am Berliner DLR-Institut für Planetenforschung und der FUB den Mars mit den Stereo-Bilddaten der "High Resolution Stereo Camera", einem Kamerasystem zur Erfassung der Marsoberfläche in hoher Auflösung, in Farbe und in 3D.

ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Verschiedene Aussichtspunkte ermöglichen einen Panoramablick auf den Krater und seine Umgebung sowie den Zoom auf landschaftliche Details bis in den Zentimeterbereich. Die 3D-Szenen können auch in einer Virtual-Reality-(VR)-Umgebung betrachtet werden (VR-Ausrüstung erforderlich). Auf ein Mobiltelefon geladen, kann die Ansicht des Kraters durch die Bewegungen des Smartphones gesteuert werden. Für die virtuelle Karte wurden Daten der ESA-Mission Mars Express (HRSC) und des Mars Reconnaissance Orbiters der NASA mit dem Kamerasystem HiRISE verwendet. Die spektakuläre Visualisierung wurde von den Wissenschaftlern der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin realisiert. Die HRSC-Kamera wurde am DLR entwickelt, gemeinsam mit der deutschen Industrie gebaut und am DLR-Institut für Planetenforschung betrieben.

Die NASA-Mission Mars 2020 ist seit dem 30. Juli 2020 auf dem Weg zum Mars. An Bord ist der Rover „Perseverance“, das komplexeste Gerät, das je zum Mars geschickt wurde. Neben zahlreichen wissenschaftlichen Instrumenten führt er Behälter für eine Bohrkernsammlung mit sich, die auf dem Mars für einen späteren Transport zur Erde im Rahmen einer für die 2030er Jahre geplanten Folgemission zurückgelassen werden soll. Das Gefährt mit der Masse von rund einer Tonne wird im Jezero-Krater nach Anzeichen von früherem mikrobiellen Leben suchen, Proben nehmen und analysieren, sie für einen Transport zur Erde mit Nachfolgemissionen vorbereiten und erstmals in der Geschichte der Raumfahrt eine Helikopterdrohne aufsteigen lassen.

Der Jezero-Krater: ein ganz besonderer Ort

Der Krater Jezero wurde mit vielen guten wissenschaftlichen Argumenten als Landeplatz gewählt. In seinem westlichen Teil befinden sich zwei alte Flussdeltas, in deren Ablagerungen zahlreiche wasserhaltige Minerale nachgewiesen wurden. Diese Minerale und die Deltas selbst deuten darauf hin, dass im Krater einst ein See existierte. Jezero ist ein 45 Kilometer großer Einschlagskrater, der im Osten an das 1250 Kilometer große Einschlagsbecken Isidis Planitia grenzt, das vor 3,9 Mrd. Jahren entstanden ist. Seine Größe entspricht etwa der Größe von Paris. Der See wurde von großen regionalen Wassereinzugsgebieten gespeist.

In der virtuellen Karte kann man die ausgetrockneten Flusstäler Neretva Vallis und Sava Vallis erkennen, die den nördlichen und nordwestlichen Kraterrand durchbrechen (Aussichtspunkt Inlet 1 und Inlet 2). In deren Mündungsgebiet wurden durch mitgeführte Sedimente Deltas gebildet (Aussichtspunkt Delta), wie sie auf der Erde auch an der Mündung von Strömen wie dem Nil und dem Mississippi oder an Flüssen wie der Lena vorkommen. Hier konnten wasserhaltige Tonminerale und die auf dem Mars seltenen Karbonate (Kalksteine) anhand von spektroskopischen Satellitendaten entdeckt werden. Auf der ‚belebten‘ Erde ist in den Sedimenten, die in Deltas abgelagert werden, ein hoher Anteil an abgestorbenen Kleinlebewesen und Mikroorganismen enthalten. Diese mit zunehmender Entfernung zur Mündung immer feinkörnigeren Ablagerungen haben ein hohes Potential, Biosignaturen über lange Zeitspannen zu konservieren und zu erhalten. Das ehemalige Vorhandensein von Wasser und die für den Mars ungewöhnlich großen Karbonatvorkommen machen Jezero zu einem perfekten Ziel für die Suche nach Anzeichen von früherem mikrobiellem Leben auf dem Mars.

Der Ausflusskanal Pliva Vallis durchbricht den östlichen Kraterrand und überragt dabei eine Dünung. Aus den Höhenmessungen von Kraterrand, Kraterboden, Dünung und Oberkante des Deltas lässt sich die potentielle Tiefe des Sees ableiten, die auf etwa 250 Meter Wassertiefe bestimmt wurde. Da die Deltas jedoch seit dem Ende der Wasseraktivität vor circa 3,8 Milliarden Jahren stark erodiert wurden, ist eine genaue Abschätzung des Seewasservolumens nur ungefähr möglich. Außerdem wurde der Krater etwa 300 Millionen Jahre später mit mächtigen Lavaströmen aus der nahegelegenen Vulkanregion Syrtis Major aufgefüllt.

Der Aussichtspunkt Mountain View in der interaktiven Karte bietet einen perfekten Blick in den Krater. Dieser Aussichtspunkt befindet sich auf der Spitze des großen Hügels südöstlich des Kraters. Von hier aus ist erkennbar, dass der nördliche Teil des Kraterbodens schräg abfällt und der dortige Kraterrand deutlich weniger ausgeprägt ist, verglichen mit dem ebenen, glatten Kraterboden im Süden und den viel steileren südlichen Kraterrandflanken. Dieses Erscheinungsbild rührt von der Erosion von Material in den Wassereinzugsgebieten nördlich des Kraters her, das dann durch die Flüsse in das Kraterbecken selbst transportiert und in den Deltas abgelagert wurde. Zu der asymmetrischen Topographie trägt auch die Erosion des nördlichen Kraterrands bei, die durch die Flusstäler verursacht wurde, die die Flanke von Jezero durchbrachen.

Datenverarbeitung

Für die interaktive Karte der Rover-Landestelle im Krater Jezero wurde eine Vielzahl von Bilddaten der Missionen Mars Express (MEx) und Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) verwendet. Das HRSC-Kartenprodukt HMC30, das von der Global Topography and Mosaic Generation Task Group (GTMTG) des HRSC-Wissenschaftsteams produziert wurde, dient als Referenzdatensatz für alle anderen Datensätze. Die Original-HMC30-Kartenblätter können hier heruntergeladen und hier in einer interaktiven Kartenumgebung betrachtet und ebenfalls heruntergeladen werden. Eine Reihe von höher aufgelösten Bilddaten der Context Camera (CTX) an Bord von MRO wurden in die Basiskarte integriert. Insgesamt wurden 33 CTX-Streifen mit einer durchschnittlichen Auflösung von sechs Metern pro Bildpunkt orthorektifiziert (bewegungs- und geländebezogene geometrische Verzerrungen wurden aus den Rohdaten entfernt) und durch Bündelausgleichung mit den HRSC-Daten abgeglichen, wobei die USGS Integrated Software for Imagers and Spectrometers (ISIS) verwendet wurde. Nach dieser geometrischen Ausrichtung wurden die CTX-Bilder unter Verwendung des HRSC-Graustufenmosaiks als Helligkeitsreferenz radiometrisch normalisiert. Die Farbinformation wurde aus dem HRSC-Bildmosaik, das eine Auflösung von 50 Metern pro Bildpunkt hat, auf die hochaufgelösten CTX-Daten übertragen. Das bestehende HiRISE-Bildmosaik mit einer noch höheren Auflösung von einem halben Meter pro Bildpunkt, das vom USGS Astrogeology Science Center im Rahmen des Terrain-Relative-Navigation-(TRN)-Projekts für den Rover erstellt wurde, ist bereits sehr gut an den HRSC-Basisdatensatz angeglichen worden. Die HRSC-Farbe wurde auch auf den ansonsten graustufigen HiRISE-Datensatz mittels Pan-Sharpening angewendet. Die DTM-Basiskarte wurde aus dem HMC30-Kartenblatt und dem bestehenden HiRISE-DTM-Mosaik aus dem TRN-Projekt kombiniert. Das HiRISE-DTM-Mosaic ist hier verfügbar.

Das HRSC-Experiment auf Mars Express

Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (Airbus, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Thomas Roatsch, besteht aus 50 Co-Investigatoren, die aus 35 Institutionen und 11 Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben.

Quelle: https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2021/01/20210218_virtueller-besuch-im-krater-jezero.html

Interaktive Karte des Jezero-Kraters: https://maps.planet.fu-berlin.de/jezero/