Der Mars-Rover "Perseverance" landete vor etwas mehr als eineinhalb Jahren auf dem "Roten Planeten". Seitdem wurden im Rahmen der Mars-2020-Mission der NASA sowohl Proben aus dem Gestein entnommen, als auch Aufnahmen gemacht. Während die Proben erst in mehreren Jahren auf die Erde gebracht werden, machen die Experten des Grazer Joanneum Research und des Wiener VRVis die hochaufgelösten Bilder vom Mars für die geologische Forschung schon jetzt in 3D erlebbar.

Der etwa geländewagengroße und rund 1.000 Kilogramm schwere Rover "Perseverance" ist im Februar 2021 im Jezero-Krater auf dem Mars aufgesetzt, erzählte Gerhard Paar, 3D-Visualisierungs-Experte der Forschungsgesellschaft Joanneum Research (JR), im Gespräch mit der APA. Wissenschafter vermuten, dass an dieser Stelle vor rund 3,5 Milliarden Jahren ein tiefer See war, der sich im Laufe der Zeit mehrmals leerte und wieder füllte und geeignete Bedingungen für organisches Leben bot. Sie erhoffen sich durch die Mars-2020-Mission ein besseres Verständnis der geologischen Verhältnisse, des Klimas und der Geschichte des Planeten.

Ein Expertenteam der Forschungsgruppe Bildanalyse und Messsysteme des Joanneum Research wertet die Perseverance-Bilder aus und setzt die aufgenommenen Bilder zu einem 3D-Modell zusammen. Die Technologie wurde von der Joanneum Research entwickelt. Nur wenige Tage nach der Landung haben die Mitarbeiter des JR und des Wiener Forschungszentrums für Virtual Reality und Visualisierung (VRVis) das erste rund eineinhalbminütige Video - das einen Überflug über die Marsoberfläche am Landeplatz des Mars-Rovers simuliert - präsentiert. Es wurde aus rund 100 Bildpaaren der am Rovermast befindlichen Stereokameras Mastcam-Z erstellt und ist mittlerweile auch auf Youtube zu sehen, wie Paar berichtete. Die österreichischen Auswertungen unterstützen vor allem die 3D-Vermessungen geologischer Forscher. Mehr als 20 Überflugvideos wurden bisher erstellt, wie Paar schilderte.

Rover ist schon 13 Kilometer gefahren

Der Strom an hochauflösenden 3D-Bildern, die täglich abgerufen werden, reißt seither nicht ab. "Der Rover ist bisher rund 13 Kilometer weit gefahren, vom Landeplatz zu einer südlichen Formation, dann wieder zum Landeplatz und seit einigen Monaten nun im vor Millionen Jahren formierten Flussdelta", schilderte Paar. Die bisherigen Bilder der Kamera hätten vielfältige Geländetypen gezeigt: "Von der Düne bis zu Bergrücken mit abrupten Abbrüchen. Bei letzteren sieht man Aufschlüsse, also Freilegungen von geologischen Formationen", fasste Paar zusammen.

Die von den Kameras aufgenommenen Bilder werden über einen Satelliten-Cluster, das sogenannte Deep Space Network, zur Erde geschickt. "Die Daten werden täglich automatisiert vom Server der Arizona State University geholt", sagte Paar. Die Datenauswertung selbst muss rasch erfolgen, damit man dem Rover wieder neue Aufgaben geben kann und keine wertvolle Zeit vor Ort verliert.

Übertragungsqualität von Anfang an gut

"Es funktioniert alles erstaunlich gut, die Übertragungsqualität war von Anfang an gut", schwärmte Paar. "Wir bekommen die Bilder, unser automatisiertes Auswertungsprogramm generiert 3D-Modelle, mit der Software von VRVis können die 3D-Modelle dann visualisiert werden", fasste der Grazer Experte kurz zusammen. Paars Team verwendet die Bilder, die die beiden leistungsstarken Stereo-, Farb- und Zoomkameras am rund zwei Meter hohen Mast des Rovers geschossen haben, um jeden Bildpunkt dreidimensional zu beschreiben und daraus sogenannte texturierte Punktwolken und schließlich Visualisierungen zu erzeugen.

Die Finanzierung der österreichischen Aktivitäten wurde kürzlich durch die Forschungsförderungsgesellschaft FFG bis 2024 verlängert: "Wir werden unsere Auswertungen jedenfalls die nächsten zwei Jahre weiter durchführen können", sagte Paar. Bisher ist eine Sammelpublikation und aktuell eine neue im Fachjournal "Science Advances" erschienen. Letztere liefert Kartierungen und Interpretationen anhand der ersten 360-Grad-3D-Panoramen vom Landeplatz und vom Kraterboden. Es zeigte sich eine Vielfalt von Gesteinsarten und geologischen Einheiten. Die Kartierungen liefern Hinweise auf einen vulkanischen Ursprung für viele der Felsen und Aufschlüsse.

Service: Die Publikation in "Science Advances": https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abo4856, Überflugvideo auf Youtube: http://go.apa.at/n1WkaWmj, Mastcam-Z Blog: http://go.apa.at/WBEKhC0j , Technische Details: www.pro3d.space