3D-Welten im Audimax

Flug zum Mars und zurück zum Alexanderplatz

Seit Jahrhunderten träumen die Menschen davon, zum Mars zu fliegen. Am Erstsemestertag der TU Berlin wird der Traum fast Wirklichkeit. In einer 3D-Animation werden die Zuschauer im Audimax über Vulkane und Täler des roten Planeten fliegen. Die Bilder sind aus Daten zusammengesetzt, die die aktuelle europäische Misson "Mars-Express" lieferte. Möglich wird diese außergewöhnliche Reise durch die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Forschungszentrums "Mathematik für Schlüsseltechnologien" und der Institute für Geodäsie und Geoinformationstechnik sowie Mathematik der TU Berlin. Aus den neuesten Bildern des Mars haben die Mathematiker bewegliche dreidimensionale Bilder errechnet. Das Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik ist unter der Leitung von Professor Jörg Albertz am Forschungsprogramm "HRSC on Mars Express" der europäischen Weltraumagentur ESA beteiligt. Die hochauflösende Spezialkamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) nimmt aus etwa 250 Kilometern Höhe den Mars auf. Aus diesen Daten erstellen die Geodäten mit einer von ihnen entwickelten Software topographische sowie thematische Karten. Die Marsreise zeigt auch, wie spannend die Welt der Mathematik sein kann. Dass Mathematik nicht "nur" eine Sprache der Wissenschaft ist, sondern zugleich auch treibende Kraft fast aller Hochtechnologien, fokussiert sich in der Arbeit des DFG-Forschungszentrums "Mathematik für Schlüsseltechnologien". Wer weiß schon, dass manche Therapie im Krankenhaus durch Mathematik gesteuert wird, dass das Layout von Mikrochips mit Mathematik geplant wird oder dass Bus, Bahn und Flugzeug ihre Einsatzpläne der Mathematik zu verdanken haben? Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung sind zu wichtigen Produktionsfaktoren geworden; auch die Visualisierung von mathematischen Formeln, der sich Professor John Sullivan verschrieben hat. Er und sein Kollege Charles Gunn erarbeiteten mit einer speziellen Software die 3D-Darstellung, die zum Erstsemestertag gezeigt wird. Dafür nutzten sie ihr eigenes "3D-Theater". An dem Forschungszentrum, das an der TU Berlin angesiedelt ist, sind Wissenschaftler der drei Berliner Universitäten, des Konrad-Zuse-Zentrums für Informationstechnik (ZIB) und des Weierstraß-Instituts für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) beteiligt.

Zurück von der weiten Reise zum Nachbarplaneten landen die Zuschauer wieder mitten in Berlin auf dem Alexanderplatz. Auch hier spielt Mathematik eine wichtige Rolle. TU-Mathematiker entwickelten ein kompliziertes Plattenmuster für den preisgekrönten Entwurf eines Architekturbüros zur Neugestaltung des Alexanderplatzes mit. Die Aufgabe bestand darin, einen nicht rechtwinkligen Plattenbelag zu entwickeln und ein Verlegemuster mathematisch zu beschreiben, das auch realisiert werden konnte. Der 26000 Quadratmeter große Platz sollte kostengünstig, das heißt mit möglichst wenig verschiedenen fünf-, sechs- und siebeneckigen Plattentypen belegt werden und das Muster durfte sich auf der riesigen Fläche nicht periodisch wiederholen. Am Erstsemestertag zeigt der Juniorprofessor Ulrich Kortenkamp, wie er mit Hilfe der Geometrie problemlos tausende Platten korrekt zusammenpuzzelt. Bitte Platz nehmen und gut anschnallen! Die Reise geht los.

hkr

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