Nach rund sieben Monaten Reise durchs All landet am 18. Februar 2021 der NASA Mars-Rover „Perseverance“ auf dem roten Planeten. Teil der Mission ist das Visualisierungswerkzeug PRo3D, entwickelt von den österreichischen Forschungszentren VRVis und Joanneum Research, mit welchem 3D-Rekonstruktionen der Marsoberfläche virtuell erforscht werden können.
Mit Visual Computing zu hochauflösenden Marsbildern
Seit dem 30. Juli 2020 ist der fünfte unbemannte Rover der NASA, „Perseverance“, unterwegs zum Mars und landet am 18. Februar 2021 im Krater Jezero. Der Mars 2020 Perseverance Rover wird nach Anzeichen für uraltes mikrobielles Leben suchen, was die NASA in ihrem Bestreben, die frühere Bewohnbarkeit des Mars zu erforschen, voranbringt. Der Rover kann auch Bodenproben entnehmen und diese dann in versiegelten Röhren lagern. Eine zukünftige Mission soll diese dann abholen und sie für eine detaillierte Analyse zurück zur Erde bringen. Perseverance wird auch Technologien testen, die den Weg für die zukünftige Erkundung des Mars durch den Menschen ebnen sollen. Dafür ist der Mars-Rover mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet. Eines davon ist das Kamerasystem Mastcam-Z, das „Hauptauge“ des Rovers. Diese hochinnovative Kamera verbindet High-Resolution, Multi-Color und Stereo-Zoom in sich und fängt detaillierte Bilder und Daten der Marsoberfläche ein. Diese Aufnahmen werden zurück an die Erde geschickt, wo sie von Joanneum Research zu 3D-Geländemodellen rekonstruiert und mit PRo3D („Planetary Robotics 3D Viewer“), dem Visualisierungswerkzeug des VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung, untersucht werden. „Das Alleinstellungsmerkmal von PRo3D ist, dass der Viewer mit besonders großen Daten umgehen kann“, sagt Chris Traxler, Projektleiter am VRVis. „Eine weitere Besonderheit ist die Möglichkeit genauer Messungen und Annotationen direkt an der Rekonstruktion, was extensive geologische Interpretationen erlaubt.“
Weltraumtechnologie made in Austria
Mithilfe der in PRo3D integrierten Werkzeuge kann das Planetenwissenschaftsteam der NASA die 3D-Modelle der Marsoberfläche auf geologische und topografische Merkmale vermessen und annotieren. Dies soll wertvolle Informationen liefern, um beispielsweise festzulegen, wo der Mars-Rover in Zukunft nach Gesteinsproben bohren soll. Das große Ziel ist außerdem eine 3D-Karte der Marsoberfläche zu erstellen, in der alle Messungen der sieben Rover-Instrumente vermerkt sind, wodurch auch das Zusammenspiel dieser Daten interpretiert werden kann – ein weiteres Projekt, welches VRVis und Joanneum Research zusammen entwickelten. Vor Kurzem hat VRVis die PRo3D-Software Open Source der Öffentlichkeit und Wissenschaftscommunity unter www.pro3d.space zur Verfügung gestellt.
Die wissenschaftliche Leitung des Mastcam-Z-Instruments der NASA liegt bei Prof. Jim Bell der Arizona State University unter Beteiligung von Gerhard Paar vom JOANNEUM Research in Graz. Prof. Koeberl (Uni Wien/ÖAW), Prof. Sanjeev Gupta und Rob Barnes (beide vom Imperial College London) sind jene Planetenwissenschaftler, mit denen VRVis und JOANNEUM Research eng kooperieren.
Weitere Informationen
Im Projekt "Mars-DL" wird erforscht, wie ein Deep Learning-System durch Objekt- und Mustererkennung die Arbeit von Planetenforscherinnen und -forschern unterstützen kann. VRVis hat für dieses Projekt die Funktionalität von PRo3D erweitert, um Shatter Cone-Trainingsbilder automatisch zu rendern.
MINERVA ist ein integriertes Framework für die Planetenforschung, das es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus verschiedenen Teams ermöglicht, in virtuellen Arbeitsbereichen zusammenzuarbeiten.
Visuelle Analyse der Ablenkung eines Asteroiden.
Unterstützung für die Planetenforschung: Visuelle Analyse von Rekonstruktionen der Mars-Oberfläche und Ansichtsplanung für Rover-Kamerainstrumente.
Virtuelle Erkundung und geologische Analyse von rekonstruierten Marsoberflächen und Gesteinsaufschlüssen.
