CaSSIS – Schweizer Kamera macht sich heute auf den Weg zum Mars

Heute, 14. März 2016, startet um 14:30 (MEZ) in Baikonur (Kasachstan) die «ExoMars-Mission» der europäischen Weltraumagentur (ESA). Mit an Bord der russischen Proton-M-Rakete ist eine Spezialkamera, die an der Universität Bern entwickelt und gebaut wurde. Sie soll dreidimensionale Farbbilder der Mars-Oberfläche liefern, welche auch Vermessungen zulassen.

 

Im Rahmen der ersten ExoMars-Mission wird heute im Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan eine russische Proton-M-Rakete gestartet, welche die «CaSSIS» (Colour and Surface Imaging System) mit an Bord hat, eine hochspezialisierte Kamera, welche Stereoaufnahmen der Mars-Oberfläche liefern soll. Sie wurde von einem Team der Universität Bern unter der Leitung von Prof. Dr. Nicolas Thomas entwickelt und gebaut.

Beim Projekt ExoMars  handelt es sich um Gemeinschaftsprojekt der Europäischen Weltraumagentur (ESA) mit der Russischen Weltraumagentur Roskosmos. In diesem Projekt zur wissenschaftlichen Erkundung des Planeten Mars, stellt die russische Seite in erster Linie die Trägerrakete vom Typ Proton-M und den Startplatz im Kosmodrom im kasachischen Baikonur, während die sogenannte Payload, die ins All beförderten technischen Geräte zur Erkundung des Mars von der ESA beigesteuert werden.

 

 

Das Landemodul Schiaparelli und die Einheit Trace Gas Orbiter (TGO) mit der CaSSIS-Kamera

Mit ExoMars werden zwei Geräteeinheiten in Richtung Mars geschickt: Das Landemodul Schiaparelli soll auf der Marsoberfläche abgesetzt werden und die Einheit Trace Gas Orbiter (TGO) soll sich von der Umlaufbahn aus auf die Suche nach Spurengasen und hier vorrangig Kohlenwasserstoffen wie Methan und Schwefelverbindungen machen. Damit will man erkunden, ob es auf dem Mars in der Vergangenheit Formen von Leben gab oder möglicherweise sogar noch gibt. TGO umfasst mit CaSSIS, NOMAD, ACS und FREND vier Sub -Module, die vom Thales Alenia Space in Cannes, dem Hauptauftragnehmer der ersten ExoMars-Mission, zusammengefügt wurden, bevor sie nach Kasachstan gebracht wurden.

 

Cassis Telescope bei RUAG Space in Zürich. Copyright: RUAG Zürich

 

Schweizer Kamera soll Stereobilder vom Mars machen

Das im TGO eingebaute Kamera-System CaSSIS soll Aufnahmen in einer bislang unerreichten Auflösung von weniger als fünf Metern machen. «Damit lassen sich aus rund 100 Kilometern Entfernung Strukturen von der Grösse eines Autos präzise abbilden – in Farbe und stereo» erklärt Prof. Dr. Nicolas Thomas vom Center for Space and Habitability und Physikalischen Institut der Universität Bern.

 

Das Aufnahmeprinzip der Stereoaufnahmen mit der CaSSIS-Kamera im ExoMars Trace Gas Orbiter. Während des Fluges werden jeweils zwei Aufnahmen aus verschiedenen Richtungen gemacht, welche eine räumliche Darstellung und Vermessungen der Mars-Oberfläche zulassen. Copyright: Universität Bern

 

Im Gegensatz zu früheren 3D-Missionen erfolgen die Stereo-Aufnahmen mit CaSSIS in einem Überflug. Bislang wurden die Stereobilder aus Aufnahmen zusammengesetzt, die bei zwei aufeinander folgenden Überlügen entstanden waren. Dies ergab jedoch aufgrund des veränderten Schattenfalls oftmals nur suboptimale Ergebnisse. Mit den jetzt geplanten Aufnahmen will man zudem nach einem geeigneten Landeplatz für den zukünftigen Mars-Rover Ausschau halten.

 

Die CaSSIS-Kamera und der Raytheon Osprey 2k Hybrid CMOS-Sensor Copyright: Universität Bern

Prof. Thomas, der schon an früheren Kameraprojekten für die Marserkundung beteiligt war, leitete das Team, das CaSSIS innerhalb von knapp zwei Jahren entwickelt und zusammengefügt hat. Er ist überzeugt, dass CaSSIS das beste System ist, das mit den zur Verfügung stehenden Mitteln gebaut werden konnte. Neben der Universität Bern und dem Astronomischen Observatorium in Padua war das Space Research Center in Warschau an der Entwicklung der Kamera beteiligt. Gefördert wurde das Projekt vom Swiss Space Office (SSO), der Italienischen Weltraumagentur (ASI) sowie der Polnischen Weltraumagentur (POLSA).

Die Detailentwicklung und Fertigung der einzelnen Bauteile von CaSSIS erfolgte durch verschiedene industrielle Zulieferer der beteiligten Länder. So stammt beispielsweise das schwenkbare Teleskop vom Bereich RUAG Space der RUAG Schweiz AG in Zürich.

Wenn der Start der in Baikonur heute Montag glückt, soll CaSSIS im April 2016 zum ersten Mal aktiviert werden. Dann wird sich zeigen, ob sich die Kamera auch im All so verhält, wie ihre Entwickler das erwarten. Für die terrestrische Stereo-Fotografie, die nach einem kurzen Höhenflug wieder einmal aus dem Blickfeld gerückt ist, kann die Technik von CaSSIS jedoch höchstens indirekte Impulse liefern. Aus derzeitiger Sicht sei nicht zu erwarten, dass man die für die Mars-Erkundung entwickelte Kamera auch auf der Erde einsetzen könnte. Bei CaSSIS handle es sich um ein Teleskop mit ziemlich grossen Spiegeln, und der bei CaSSIS eingesetzte Sensor sei für fotografische Anwendungen nicht gerade ideal, merkte Prof. Thomas an, als er gefragt wurde, ob das CaSSIS-System auch der Stereofotografie auf der Erde neuen Schwung bringen könnte.

Christoph Jehle

Weitere Informationen zum CaSSIS-System finden Sie unter www.cassis.unibe.ch

Sehenswerte Videos:

• Video «CaSSIS – Schweizer Kamera bereit für den Flug zum Mars»

• Englisches Video «CaSSIS – Mars camera made in Switzerland»

• Wie die Kamera entwickelt wurde, zeigt das Video «CaSSIS – Building the Camera» (08.03.2016)