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News: Der Rote Planet in 3D

Seit mehr als vier Jahren umkreist Europas Spähsonde Mars Express den Roten Planeten. Mit ihrer Spezialkamera HRSC hat sie einen großen Teil seiner Oberfläche dreidimensional mit hoher Auflösung erfasst. Nun stellen die Wissenschaftler von Mars Express erste Ergebnisse vor.
Olympus Mons in 3D
Eine der wichtigsten Aufgaben der europäischen Raumsonde Mars Express ist die dreidimensionale Erfassung der Marsoberfläche, um daraus Kartenmaterial und digitale Geländemodelle zu erstellen. Dazu wurde die Sonde mit der in Deutschland unter der Federführung von Prof. Gerhard Neukum entwickelten Spezialkamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) ausgerüstet. Sie ist in der Lage, bei einem Überflug die für sie sichtbare Marsregion gleichzeitig in Stereo und in Farbe zu erfassen.

Dazu besteht die HRSC aus neun Bildkanälen, vier für die Stereodaten, vier für die Farbdaten und einem immer senkrecht nach unten gerichteten Nadirkanal. Sie blicken alle unter jeweils etwas unterschiedlichen Winkeln durch ein einziges Objektiv auf die Marsoberfläche. Mit Hilfe von Datenverarbeitung im Computer lassen sich aus den Bilddaten dann dreidimensionale Ansichten der Marsoberfläche errechnen und Kartenmaterial erstellen. Bei anderen Raumsonden behalf man sich mit Bilddaten von verschiedenen Überflügen der gleichen Region, die aber zu unterschiedlichen Zeiten mit deutlich verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen entstanden. Ihre Auswertung gestaltet sich oftmals schwierig.

Um die Jahrtausendwende hatte die US-Raumfahrtbehörde NASA mit dem Laserhöhenmesser MOLA auf der Sonde Mars Global Surveyor eine erste topografische Karte mit Millionen einzelner Messpunkte auf der Marsoberfläche erzeugt. Diese liegen jedoch oftmals mehrere Kilometer voneinander entfernt, sodass die zwischen den Messpunkten liegenden Gebiete nur berechnet werden konnten. Die HRSC liefert dagegen für jedes Bildelement einen dreidimensionalen Datensatz und erlaubt so eine wesentlich genauere Darstellung der Marsoberfläche. Die Auflösung beträgt in der Höhe rund zehn Meter, in der Fläche fünfzig Meter.

Mittlerweile hat die HRSC einen großen Teil der Marsoberfläche erfasst und die Bilddaten wurden in Zusammenarbeit vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt Berlin-Adlershof und der Freien Universität Berlin verarbeitet. Bislang wurden jedoch digitale Geländemodelle und Karten nur auf Anfrage von Wissenschaftlern, die eine bestimmte Region genauer unter die Lupe nehmen wollten, angefertigt. Mittlerweile haben die Bildauswerter bei DLR und FU Berlin fast das gesamte Datenmaterial aufbereitet und stellen es nun sowohl Wissenschaftlern als auch der interessierten Öffentlichkeit zur Verfügung.

Das Bild oben links zeigt eine topografische Karte des wohl bekanntesten Objekts auf dem Mars, den Riesenvulkan Olympus Mons. Er erstreckt sich an seiner Basis über rund 600 Kilometer und ist mehr als 24 Kilometer hoch. Olympus Mons ist ein so genannter Schildvulkan und entstand durch Eruptionen dünnflüssiger Basaltlava, die nach und nach in dünnen Schichten das mächtige Vulkangebäude aufbauten.

Wahrscheinlich begannen die ersten Eruptionen in dieser Marsregion schon vor mehr als drei Milliarden Jahren. Der letzte Ausbruch könnte vor hundert oder sogar nur dreißig Millionen Jahren stattgefunden haben, der Olympus Mons kann daher auch noch als aktiver Vulkan gelten. Der zentrale Krater an der Spitze, eine so genannte Caldera, erstreckt sich über eine maximale Breite von neunzig Kilometern, ihr Boden liegt teilweise mehr als drei Kilometer tiefer als der Rand. Sie entstand in mehreren Phasen, als sich während verschiedener Ausbrüche Magmenkammern im Untergrund entleerten und die darüber liegenden Schichten des Vulkangebäudes in sich zusammensackten. Die beiden kleineren Krater an den Flanken des Vulkans sind Einschlagkrater von Asteroiden oder Kometenkernen.

TA

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