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Informatik: 3-D-Mondkarten aus 40 Jahre alten Bildern

Mitarbeiter des Instituts für Computergraphik der TU Braunschweig haben ein Verfahren entwickelt, um aus den Bildern der fünf Lunar-Orbiter-Missionen zwischen 1966 und 1967 hochaufgelöste Höhenkarten der Mondoberfläche zu rekonstruieren. Aus den Helligkeitswerten der Schwarz-Weiß-Aufnahmen und dem Winkel des einfallenden Sonnenlichts berechnet der Algorithmus den jeweiligen Neigungswinkel des Geländes. Die räumliche Auflösung entspricht dabei derjenigen des Ausgangsmaterials und übertrifft in einigen Regionen mit bis zu 50 Zentimetern alle Höhenmessungen der vergangenen Satellitenmissionen (bei der japanischen Mondsonde Kaguya etwa fünf Meter).

Mit dieser hohen Auflösung wurden jedoch nur einige ausgewählte Gebiete um die geplanten Landestellen der späteren Apollo-Missionen aufgenommen. Zur Zeit wird der Algorithmus weiter verbessert, um auch mit Bildern geringerer Qualität zuverlässige Resultate zu liefern. Das ehrgeizige Ziel ist es, eine detaillierte Höhenkarte der gesamten Mondoberfläche zu erstellen. Die Daten sollen dazu dienen, einen drei Meter großen Mondglobus mit Oberflächenrelief zu fertigen, der danach im "Lunar Observation Centre and Islamic Museum" in Mekka, Saudi-Arabien, ausgestellt werden soll.

Die fünf Lunar-Orbiter-Sonden der NASA erkundeten den Mond zur Vorbereitung der bemannten Landungen im Rahmen des Apollo-Programms. Sie hatten die Aufgabe, den Erdtrabanten vollständig in der für die damalige Zeit hohen Auflösung von 60 Metern zu kartieren, sowie Detailaufnahmen möglicher Landestellen zu liefern.

Damals gab es noch keine ausreichend guten elektronischen Kameras, um die Mondoberfläche in der geforderten Auflösung zu erfassen. Zudem hätten die dabei anfallenden Datenmengen nicht ausreichend schnell zur Erde gefunkt werden können. Deshalb griff die NASA auf das bei militärischen Spionagesatelliten bewährte "Faksimile-Verfahren" zurück. Dabei wurde an Bord ein Film belichtet, automatisch entwickelt, langsam Zeile für Zeile abgetastet und die Daten nach und nach zur Erde gefunkt.

Die Original-Magnetbänder der erhaltenen Daten waren lange Zeit in Vergessenheit geraten. Seit 2007 werden sie jedoch innerhalb des Lunar Orbiter Image Recovery Project neu ausgewertet und mit modernen Bildbearbeitungsverfahren aufgewertet. Anhand der Aufnahmen sollen Veränderungen auf der Mondoberfläche innerhalb der letzten 40 Jahre untersucht werden.

Ralf Strobel

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