von MARLENA WEGNER
Ein Bild kann vieles sein: ein Gemälde, eine Fotografie, eine Zeichnung, ein Spiegelbild oder die Darstellung auf einem Bildschirm. In der Wissenschaft spielen Bilder eine zentrale Rolle: etwa bei der Generierung von Wissen, der Formulierung von Fragestellungen oder dem Testen von Hypothesen. In der Astronomie sind sie besonders wichtig – so sehr, dass sie manchmal als Bildwissenschaft bezeichnet wird.
Schon lange sind Bilder eine Grundlage für neue Erkenntnisse. Bereits im 17. Jahrhundert nutzte Galileo Galilei ein Teleskop für Beobachtungen – ein Meilenstein in der Geschichte der Wissenschaft. Seither hat sich viel verändert. Mit den heutigen technischen Möglichkeiten lassen sich detaillierte Aufnahmen erstellen. Doch so beeindruckend diese Fotos auch sind – sie bilden die Wirklichkeit keineswegs direkt ab, sondern sind das Ergebnis komplexer Verfahren: Daten werden von verschiedenen Instrumenten gesammelt, bearbeitet, gefiltert, kombiniert und schließlich von Fachleuten aufbereitet. Ein Beispiel sind Fotos von unserem Nachbarplaneten.
Deutsche Marskamera
Im Juni 2003 schickte das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die hochauflösende Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) an Bord der europäischen Raumsonde Mars Express ins All. Bis heute bildet sie den Roten Planeten systematisch und dreidimensional ab. Die HRSC besteht aus neun lichtempfindlichen elektronischen Sensoren, die die Oberfläche aus unterschiedlichen Blickwinkeln aufnehmen. Sie zeichnet die Daten in vier Stereo- und Farbkanälen sowie einem senkrecht nach unten gerichteten Nadirkanal auf. Durch die Vorwärtsbewegung der Raumsonde erfassen die Detektoren nacheinander die Oberflächenstruktur. Aus den Daten lassen sich in ihrer weiteren Verarbeitung Stereo- und Farbbilder erzeugen.
Ein Beispiel ist das 2024 vom DLR erstellte Bild von Noctis Labyrinthus. Dieses „Labyrinth der Nacht“ ist ein gewaltiger Grabenbruch zwischen dem westlichen Rand des riesigen Canyons Valles Marineris und dem Tharsis-Hochland. Seine Entstehung wird auf tektonische Kräfte zurückgeführt, die durch vulkanische Aktivität im Tharsis-Gebiet ausgelöst wurden und zu Verschiebungen der Marskruste führten. Solche Aufnahmen ermöglichen es, verschiedene Aspekte wie den geologischen Aufbau, den Mineralgehalt oder die klimageschichtliche Entwicklung von Noctis Labyrinthus zu untersuchen. Einige Studien beschäftigen sich beispielsweise mit der Frage, ob sich dort einst Eis oder Wasser befunden haben könnte – was das heutige Landschaftsbild mitgeprägt hat.
Schöne Falschfarben
In vier sogenannten Leveln wird das Datenmaterial am DLR zunächst technisch korrigiert, bereinigt und zusammengeführt. Ein Team von Fachleuten für Bildauswertung – sogenannte Photogrammeter – nutzt spezielle Software und entwickelte Rechenanweisungen, Skripte genannt, um aus den Rohdaten unterschiedliche Produkte zu erzeugen. In diesem Fall entstand ein digitales Geländemodell, also eine rechnerisch rekonstruierte 3D-Darstellung der Oberfläche. Grundlage hierfür waren die beiden Stereokanäle der HRSC, aus deren Daten sich relativ zur bekannten Topographie des Planeten Helligkeitswerte in Höhenunterschiede umrechnen lassen.
