Ein vom JPL entwickeltes Tool kombiniert Bilder aus der Umlaufbahn mit Bildern von der Oberfläche und ermöglicht es den Forschern, hineinzuzoomen, um einzelne Felsbrocken zu sehen, und herauszuzoomen, um den gesamten Mars zu sehen.
Aufregende neue Entdeckungen können Marsrover nur machen, wenn menschliche Wissenschaftler sorgfältig über ihren nächsten Stopp entscheiden.
Ziel der Mars-2020-Mission ist es, die Geologie des Jezero-Kraters zu erforschen und mithilfe des Rovers Perseverance nach Spuren urzeitlichen mikrobiellen Lebens auf dem Mars zu suchen. Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien nutzten neuartige Kartierungstechniken, um sowohl den Rover als auch die Flüge des Ingenuity-Helikopters zu steuern, der mit Perseverance zum Mars flog – und das alles mit Open-Source-Tools.
Die Kartierungsspezialisten des JPL, Dr. Fred Calef III und Dr. Nathan Williams, nutzten Geodatenanalysen, um der wissenschaftlichen Gemeinschaft und der wissenschaftlichen Leitung der NASA dabei zu helfen, den Jezero-Krater als Landeplatz für Perseverance und Ingenuity auszuwählen. Bevor die Fahrzeuge auf dem Mars ankamen, halfen sie dabei, Karten des Geländes anhand von Daten von umlaufenden Satelliten zu erstellen.
„Karten und Bilder sind eine gemeinsame Sprache zwischen verschiedenen Menschen – Wissenschaftlern, Ingenieuren und dem Management“, sagte Williams. „Sie tragen dazu bei, dass alle auf dem gleichen Stand sind und gemeinsam an einem Strang ziehen, um die bestmögliche Wissenschaft zu erreichen.“
Nachdem die Mission im Februar 2021 auf dem Mars gelandet war, erkundete der Ingenuity-Helikopter die Umgebung, um Fotos zu machen. Anschließend erstellte das Team aus den Bilddaten des Rovers und des Helikopters detailliertere Karten, um die Route des Perseverance-Rovers und seine wissenschaftlichen Untersuchungen zu planen.
Um diese vollständige Kartierung des Mars zu ermöglichen, entwickelte Calef das Multi-Mission Geographic Information System (MMGIS), ein Open-Source-Web-basierte Mapping-Schnittstelle. Online-Demos der Software, die mit Mars-Bildern aus der Umlaufbahn vorinstalliert sind, ermöglichen es den Besuchern, die Pfade von AusdauerEinfallsreichtum und die Neugier Rover, eine Schwestermission zum Mars, die 2012 landete.
Der offene Charakter der Software war der Schlüssel zum Erfolg der Mission. „Wir haben Leute, die buchstäblich auf der ganzen Welt an der Mission arbeiten, und wir müssen ihnen schnellen und unkomplizierten Zugriff auf Software und Daten ermöglichen“, sagte Calef.
Ziel von MMGIS war es, den Menschen zu helfen, die gesamte Geographie des Mars zu verstehen. Durch die Kombination von Bildern aus der Umlaufbahn und deren Ergänzung mit Bildern von Perseverance und Ingenuity ermöglicht das JPL-Team den Forschern, einzelne Felsbrocken heranzuzoomen und den gesamten Mars herauszuzoomen.
Diese Vielfalt an Blickwinkeln vermittelt dem Team ein Gefühl für die Größenordnung und den Kontext, um die Landschaft rund um den Rover Perseverance richtig zu verstehen und seine wissenschaftlichen Ziele im verfügbaren Gelände optimal zu erreichen.
Die Auswirkungen der vom JPL-Team entwickelten Tools gingen über die Mars-2020-Mission hinaus. Das Team wollte mit seiner Software anderen Forschern helfen, ihre Daten einfach zu visualisieren, ohne selbst Datenvisualisierungsexperten sein zu müssen. Dank dieses Open-Source-Ansatzes haben andere Teams MMGIS nun verwendet, um die Erde und andere Planetenkörper zu kartieren.
Im Einklang mit dieser offenen Philosophie sind die von Perseverance und Ingenuity im Laufe der Mars-2020-Mission aufgenommenen Bilder der Öffentlichkeit kostenlos zugänglich. Indem diese Daten mit dem Rest der Welt geteilt werden, können die Ergebnisse der Mission zur Aufklärung, Inspiration und Ermöglichung weiterer Forschung genutzt werden.
Während Marsforscher in die Zukunft blicken, wird das Rover-Team von Perseverance noch fortschrittlichere KI-gestützte Werkzeuge einsetzen. Die offene Wissenschaft wird den Weg für weitere Erkundungen ebnen. Das JPL arbeitet derzeit an Entwürfen für mögliche zukünftige Mars-Helikopter, die weitaus leistungsfähiger und komplexer sind als Ingenuity. Nutzlastmasse, Flugreichweite und Erschwinglichkeit stehen dabei im Vordergrund.
Vorhandene Open-Source-Tools können diese Bedenken ausräumen. Open-Source-Anwendungen sind nicht nur kostenlos, sondern dank der intensiven Zusammenarbeit bei ihrer Erstellung und Prüfung sind sie oft auch äußerst zuverlässig.
Letztlich betrachtet das JPL-Team seine Arbeit als Teil des Zyklus der offenen Wissenschaft. Es nutzt offene Tools, um seine Arbeit zu erleichtern, und entwickelt gleichzeitig neue Funktionen in den Tools, die andere in Zukunft nutzen können.
„Jede Mission trägt in Form neuer Werkzeuge und Techniken zu den anderen und zukünftigen Missionen bei“, sagte Calef. „Man arbeitet nicht nur an etwas. Es geht darum, Daten zwischen Menschen austauschen zu können … und so eine höhere wissenschaftliche Ebene zu erreichen.“