So können exakte Karten von Mond, Mars und Planeten entstehen

Um Mond und Mars kreisen derzeit mehrere Satelliten, die massenweise Bilder der Himmelskörper zur Erde schicken. Obwohl man davon ausgeht, die fremden Welten zumindest optisch gut erfasst zu haben, fehlen weiterhin exakte Karten, die auch Höhenunterschiede mit darstellen. Für die Raumfahrt ist das aber besonders wichtig.

Man kann zwar anhand von Laser-Messungen und Fotos ungefähr bestimmen, wie hoch oder tief bestimmte Regionen und Formationen sind, aber mehr als Schätzen kann man das häufig nicht. Forscher*innen des Niels Bohr Instituts an der Universität Kopenhagen in Dänemark haben nun eine Methode entwickelt, mit der solche Karten erstellt werden können. 

Schatten-Analyse

Sie nutzen die Bilder von Sonden wie dem Lunar Reconnaissance Orbiter (LROC). Dabei werden die Schatten mit einberechnet, die auf den Fotos zu sehen sind. Die Schatten geben einen Hinweis darauf, dass es eine Erhebung gibt, wie hoch sie ist lies sich aber nicht bestimmen.

Dazu wurden auch topografischen Daten des Laser-Höhenmessers (LOLA) genutzt, um Ungenauigkeiten etwa durch Bildrauschen herauszurechnen. Der Höhenmesser arbeitet aber in niedriger Auflösung, weshalb bisher keine genauen Karten damit erstellt werden konnten.

Effizient und genau

Wie Forschungsleiterin Iris Fernandes in einem Statement erklärt, war es die größte Herausforderung, die Daten aus verschiedenen Missionen und mit verschiedenen Auflösungen zu vereinen. Sie konnte eine mathematische Gleichung erstellen, mit der sie alle Daten erfolgreich zusammenführen konnten, ohne dass dafür eine große Rechenleistung notwendig wäre. 

Die neue Methode sei präziser und schneller als früherer Versuche, sagen die Forscher*innen. So konnten sie in einem Test mit Daten des LROC und von LOLA die Auflösung der Mondkarte von 60 Meter auf 0,9 Meter verbessern. Diese hohe Genauigkeit könne auf sämtliche Himmelskörper angewandt werden, um deren Topografie aufzuzeichnen. Benötigt werden dafür nur Aufnahmen von Sonden oder Rovern. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Planetary and Space Science veröffentlicht.

Unfälle vermeiden

Das ist vor allem in der Raumfahrt wichtig. Um überhaupt auf einem Planeten oder Mond landen zu können, muss die Beschaffenheit der Umgebung genau bekannt sein. Sonst können Raumschiffe nicht sicher aufsetzen.

Aber auch nach der Landung ist es wichtig, dass etwa ein Rover so gesteuert wird, dass er nirgendwo stecken bleibt. Dafür ist es wichtig zu wissen, ob es Felsen, Kanten, Abgründe oder Berge gibt und wie hoch diese sind.