Präzisionskarten vom Roten Planeten

Softwaremodule der europäischen "Mars Express"-Mission stammen aus der TU Berlin

Drei Raumfahrtmissionen zugleich - unser Nachbarplanet Mars steht in diesen Wochen im Blickpunkt des Interesses. Die ersten Bilder der deutschen "High Resolution Stereo Camera" (HRSC) versetzen die beteiligten Wissenschaftler in Begeisterung und die Öffentlichkeit in großes Erstaunen. Der ersten Euphorie über die Bilder folgt aber nun eine lange Phase intensiver wissenschaftlicher Arbeit.

	Ausschnitt aus einem der ersten hochaufgelösten Bilder des europäischen Orbiters "Mars Express". Es zeigt einen großen Tafelberg und benachbarte Krater

Die ankommende Datenflut muss technisch verarbeitet und wissenschaftlich ausgewertet werden. Dazu trägt auch das Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik der TU Berlin bei. Unter Leitung von Professor Dr.-Ing. Jörg Albertz wurde eine Software entwickelt, die zur Herstellung von präzisen topografischen und thematischen Karten der Marsoberfläche dient. Sie ermöglicht einen weitgehend automatischen Prozess der Kartenproduktion und stellt eine Innovation in der Planetenkartografie dar, die auch anderen Missionen zugute kommen wird.

Bilder vom Mars gibt es bereits viele. Aber mit der HRSC ist es jetzt erstmals möglich, die Oberflächenformen mit photogrammetrischen Methoden genau zu erfassen und präzise Karten zu gewinnen. Das Gesamt-Projekt, an dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus zehn Ländern teilnehmen, leitet Prof. Dr. Gerhard Neukum von der FU Berlin als "Principal Investigator". Vorsitzender der Arbeitsgruppe für Photogrammetrie und Kartographie ist TU-Professor Albertz. Die Weltraumkamera HRSC, im Wesentlichen beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof gebaut, kann aus etwa 250 Kilometern Höhe Bilddaten der Marsoberfläche großflächig mit bis zu 10 Metern Bodenauflösung aufzeichnen. Wissenschaftlich besonders interessante kleinere Gebiete können sogar mit einer Auflösung bis zu 2,5 Metern erfasst werden. Die gewonnenen Bilddaten werden zuerst beim DLR Berlin-Adlershof sowie an der FU Berlin aufbereitet, und zwar mit photogrammetrischer Auswerte-Software, die die TU Berlin bereits für die Mission "Mars96" entwickelt hatte und die beim DLR inzwischen erweitert wurde.

Geometrische Grundlage für die neuen topografischen und thematischen Karten vom Mars ist die Sinusoidal-Projektion

Für die Herstellung von Karten haben die TU-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Professor Albertz das Softwaresystem "PIMap" (Planetary Image Mapper) entwickelt. Damit können zunächst topografische Bildkarten gewonnen werden. Diese Produkte werden anderen Disziplinen zur wissenschaftlichen Analyse und Interpretation sowie zur Darstellung ihrer Auswerteergebnisse zur Verfügung stehen. Aus den Interpretationsergebnissen erstellen die Kartographen anschließend so genannte thematische Karten. Das neue Standard-Kartenwerk wird "Topographic Image Map Mars 1 : 200000" heißen. Es teilt die gesamte Mars-Oberfläche in 10 372 Kartenblätter ein und gibt sie flächentreu wieder. Als geeignete Kartenprojektion wurde die "Sinusoidal-Abbildung" ausgewählt, in der Meridiane als Sinuslinien wiedergegeben werden (s. Grafik). Lediglich für die Polregionen, zwischen 85° und 90° nördlicher und südlicher Breite, wird "Lamberts flächentreue Azimutalabbildung" verwendet, die die Polbereiche auf eine berührende Ebene projiziert. Spezielle Gebiete werden außerdem in Karten größerer Maßstäbe wiedergegeben oder auch durch Übersichtskarten in kleineren Maßstäben.

Das Software-Paket PIMap zur systematischen Generierung von Karten und kartenverwandten Darstellungen der Marsoberfläche ist speziell auf die Erfordernisse der Mission "Mars Express" abgestimmt. Es berechnet die grafischen Bestandteile eines Kartenblattes automatisch und fügt sie anschließend zum Kartenprodukt zusammen. Dieses wird visuell überprüft und - soweit erforderlich - interaktiv optimiert.

Durch seine Mitwirkung an dieser Mission leistet das Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik der TU Berlin einen grundlegenden Beitrag zur gegenwärtigen und zukünftigen Planetenerkundung.

tui