Eine umfassende Mondkarte, erstellt vom USGS (Bildnachweis: NASA/GSFC/USGS)
Egal, wie lange die Menschen schon zum Mond hinaufschauen und ihn anstarren – und trotz der vielen Satelliten, die wir zu seiner Beobachtung in die Höhe geschickt haben – unsere Karten des Mondgeländes stoßen immer noch an eine Auflösungsgrenze.
Doch die Wissenschaftler wollen diese Grenze immer weiter hinausschieben – und es scheint, dass sie einige Fortschritte gemacht haben.
Eine neue Studie hat die Hilfe von Algorithmen in Anspruch genommen, um Teile einer Methode zu automatisieren, mit der Geländedaten aus 2D-Karten der Mondoberfläche rekonstruiert werden. Wie sich herausstellt, können diese Algorithmen die Erstellung von Mondkarten, die so kleine Details wie einzelne Felsbrocken enthalten, drastisch beschleunigen. Diese Karten könnten bei künftigen Artemis-Missionen für die Missionsplanung verwendet werden.
Die Technik, die als „shape-from-shading“ bezeichnet wird, ermöglicht es den Selenographen (Mondkartenzeichnern), das Gelände des Mondes anhand der Schatten, die seine Oberfläche schmücken, zu schätzen. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, dass die Technik auf dem Abgleich von Merkmalen, wie Kratern und Erhebungen, zwischen Bildern beruht. Bislang war es nicht möglich, diesen Prozess mit Computern zu automatisieren.
Einer der wichtigsten Fortschritte der neuen Studie ist die Implementierung einer Software, die automatisch Merkmale in einem Bild identifiziert und versucht, sie mit identischen Merkmalen in einem anderen Bild abzugleichen. Die Forscher testeten ihre Software, um Karten aus Daten zu erstellen, die mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA erfasst wurden – Höhenmessungen und Fotos mit visuellem Licht.
„Diese neuen Kartenprodukte sind wesentlich besser als das, was wir bei der Explorationsplanung während der Apollo-Missionen hatten, und sie werden die Missionsplanung und den wissenschaftlichen Ertrag für Artemis und robotische Missionen erheblich verbessern“, sagte der Geologe James Head von der Brown University in einer Erklärung.
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Dies ist für Artemis besonders wichtig, da das Programm Landungen mit Besatzung in den südlichen Polarregionen des Mondes vorsieht – Gebiete, die vergleichsweise wenig Licht erhalten. Bessere Kartierungsfähigkeiten können den Artemis-Missionen weitaus detailliertere Informationen über ihre Umgebung liefern, und zwar mit höchster Auflösung.
Vorexistierende Modelle für den unregelmäßigen Mare-Fleck von Ina (A, C, D) im Vergleich zu detaillierteren und schärferen Modellen aus der Studie (B, E). (Bildnachweis: B. Boatwright, NASA/Goddard Space Flight Center/Ames Research Center)
„Das wird es der autonomen Landungssoftware ermöglichen, zu navigieren und Gefahren, wie große Felsen und Geröll, die eine Mission gefährden könnten, zu vermeiden. Aus diesem Grund braucht man Modelle, die die Topographie der Oberfläche mit einer möglichst hohen Auflösung abbilden, denn je mehr Details man hat, desto besser“, sagte Benjamin Boatwright, ein Postdoktorand an der Brown University, in der Erklärung.
Boatwright und Head planen nun, ihre Software zu nutzen, um weitere neue und verbesserte Mondkarten zu erstellen. Darüber hinaus besteht die Pipeline vollständig aus quelloffenen Algorithmen, was bedeutet, dass jeder auf der ganzen Welt nachziehen und dasselbe tun kann.
Boatwright und Head veröffentlichten ihre Arbeit am 28. Mai in der Zeitschrift The Planetary Science Journal.
