Bessere Karten für eine umfassendere Weltraumerkundung
Es zeichnete sich schon länger ab, dass ein neues Wettrennen im Weltraum unausweichlich erscheint, und die Pläne der Europäische Weltraumorganisation (ESA) sowie der NASA für die Zukunft der Weltraumerkundung scheinen diese Annahme zu bestätigen. Aber ohne eine gute Karte fällt das Erkunden schwer. Zwar werden geografische Karten von planetaren Körpern bereits seit den Apollo-Missionen gezeichnet, jedoch gelingt es bislang nur dem Geologischen Dienst der Vereinigten Staaten, solche Karten mit gleichbleibender Qualität zu produzieren. Die EU kann sich mit dieser Lage nicht zufrieden geben, wenn sie ihre Ambitionen im Weltraumsektor erfüllen möchte. Matteo Massironi, Planetenforscher an der Universität Padua, strengt einen Vergleich mit den geologischen Karten der Erde an. Ihm zufolge ist ein Land ohne geologische Karte – und daher ohne Kenntnis seiner Rohstoffe, Risikofaktoren und Umwelteigenschaften – ein verlorenes Land. Dasselbe gilt auch in der Planetologie. „Jede planetare Mission, die das Zeichnen geologischer Karten nicht einplant, läuft erhebliche Gefahr, zu scheitern. Genau wie ein Land, das sein eigenes Gebiet nicht kennt, könnte Europa den Überblick über seine eigenen Erfolge in der Planetenerkundung verlieren. Dann könnten andere die Früchte seiner technologischen Arbeit ernten und langfristig könnte das die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Programme zur Erforschung des Sonnensystems mit Schwerpunkt auf vereiste und steinige Körper erheblich beeinträchtigen.“ Dieses Problem lässt sich nicht von heute auf morgen lösen, aber Massironi und sein Team haben im Rahmen des Projekts PLANMAP (Planetary Mapping) die Grundlagen dafür geschaffen, es langfristig zu überwinden. Das Projekt brachte zahlreiche europäische Einrichtungen an einen Tisch, die planetare geologische Karten und daraus abgeleitete Produkte herstellen, und erdachte innovative Methoden, um dieses Ziel zu erreichen. „Schon seit der Apollo-Ära wird die planetare geologische Kartierung mithilfe eines photointerpretativen Ansatzes auf der Grundlage von Schwarz-Weiß-Bildern durchgeführt. Jedoch bleibt die Definition geologischer Einheiten dadurch auf morphologische Überlegungen beschränkt. Im Vergleich dazu werden geologische Einheiten auf der Erde auch anhand anderer Parameter definiert. Die wichtigsten Beispiele dafür sind die Lithologie und die Zusammensetzung. Mit anderen Worten: Es besteht eine wichtige konzeptionelle und praktische Lücke zwischen traditionellen Karten von Planeten und geologischen Karten der Erde“, erklärt Massironi.
Neue Verfahren und neue Karten
PLANMAP schließt diese Lücke teilweise, indem das Projekt spektrale Daten und Farbinformationen in morphostratigraphische Karten einbindet. Aber damit nicht genug. Das Projektteam bediente sich außerdem Technologien, die von mit der Ressourcenausnutzung befassten Unternehmen auf der Erde angewendet werden, um 3D-Modelle des Untergrunds zu rekonstruieren, und entwickelte Instrumente, um geologische Messungen in virtuellen Marsumgebungen durchzuführen, die auf den Datensätzen des Rovers Curiosity beruhen. „Diese Innovationen stellen die Zukunft geologischer Analysen von Planetenoberflächen dar und bieten effektive Schulungsverfahren für die geologische Kartierung sowie Astronautinnen und Astronauten“, merkt Massironi an. Neben diesen Durchbrüchen trug PLANMAP auch zur weltweiten Planetenforschung bei, indem es Karten bestimmter Bereiche des Sonnensystems bereitstellte. Das Team produzierte unter anderem eine traditionelle geologische Karte des Südpol-Aitken-Beckens – einem wichtigen Ziel, für die zukünftige robotische und menschliche Erkundung des Mondes. Es wandte seine neuartige Einbindung morphologischer Kriterien und spektraler Daten auf die Karte des Rachmaninow-Beckens auf dem Merkur an und stellte geologische 3D-Modelle des Kraters Crommelin in der Region Arabia Terra (auf dem Mars), des Rembrandt-Beckens (auf dem Merkur) und des Inneren des Kometen 67P bereit. Aufgrund der Ergebnisse dieses Projekts hat die ESA bereits damit angefangen, geologische Karten planetarer Körper zu erfassen und Archive einzurichten. Die italienische Raumfahrtagentur nimmt zurzeit Verbesserungen an seinem wissenschaftlichen Online-Instrument MATISSE vor, um semantische Daten aus planetarischen geologischen Karten gewinnen zu können. Gleichzeitig ziehen italienische und deutsche geologische Untersuchungsprojekte nun geologische planetare Karten als mögliche Quellen zukünftiger Weiterentwicklungen zurate. Da PLANMAP abgeschlossen ist, wird ein neues Projekt namens GMAP nun die planetarische geologische Kartierung in Europa fördern und virtuellen Zugang zu Hilfsmitteln für die planetare Kartografie bieten. In China ist außerdem ein Zwillingsprojekt angelaufen. Auf lange Sicht hegt Massironi die Hoffnung, dass PLANMAP zur Einrichtung eines spezialisierten europäischen planetaren geologischen Dienstes beitragen wird.
Schlüsselbegriffe
PLANMAP, planetare Karte, geologische Karte, planetares Objekt, Mond, Mars, Weltraumerkundung, ESA