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Mars ExpressHigh Resolution Stereo Camera

Mars ExpressHigh Resolution Stereo Camera

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MEX_0908_DE:MEX_2006_DE 10.09.2026 11:50 Uhr Seite 1

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InhaltContents

EinleitungIntroduction ......................................................................4

Mars Express – Europas erste Mission zu einem anderen Planeten

Mars Express – Europe’s First Mission to Another Planet..............................................................6

Auf dem schnellsten Weg zum MarsOn a Fast Track to Mars ....................................................8

Der Mars in 3D – Die Stereokamera HRSC

Mars in 3D – the HRSC Stereo Camera ................................................10

Mars global – Neue Daten für die Forschung

Globally New Mars Data for Research ............................................................16

Das neue Bild vom MarsNew Views of Mars ........................................................18

Feuer, Wasser, Eis, Methan und Sulfate Fire, Water, Ice, Methane and Sulfates..........................20

Klimawandel auf dem MarsClimatic Changes on Mars ..............................................22

Daten für die ZukunftData for the Future ........................................................24

Titelbild: Eisfeld in einem Einschlags-krater in den nördlichen Tiefebenen.Cover: Ice field in an impact crater in the northern lowlands.

Bild Seite 2/3: Coprates Catena, Valles Marineris.Image page 2/3: Coprates Catena, Valles Marineris.


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Seit jeher beflügelt der Mars diePhantasie der Menschen. Die Ähn-lichkeit mit der Erde macht unserenNachbarplaneten zu einem wichtigenObjekt der Erforschung unseres Son-nensystems. Schließlich ist es nichtausgeschlossen, dass auf unseremNachbarplaneten in früher Zeit ein-fachste Lebensformen existierten –oder sogar noch heute existieren.

Mit unbemannten Raumsonden ver-suchen Wissenschaftler seit 40 Jahren,die Geheimnisse des Mars zu ent-schlüsseln. Wasser – unabdingbar fürdie Entstehung von Leben – und Eishaben auf der Oberfläche des Planetenihre Spuren hinterlassen: Die Suchenach diesen Spuren ist eines der ehrgei-zigsten Ziele der ersten europäischenMission zum Mars: „Mars Express“.

Die Mission Mars Express der europäi-schen Weltraumorganisation ESA istein großer, erfolgreicher Schritt in derErforschung des Sonnensystems. SeitBeginn des Jahres 2004 liefert der Or-biter zuverlässig Meßdaten und Bildervon unserem äußeren Nachbarpla-neten. Die Datengrundlage und derWissensstand über diesen Planetenwurden fundamental erweitert.

Eines der wichtigsten Instrumente an Bord von Mars Express ist die inDeutschland gebaute hoch auflösendeStereokamera HRSC (High ResolutionStereo Camera). Die vom DeutschenZentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)entwickelte und dort auch betriebeneKamera kartiert die Oberfläche desMars in hoher Auflösung, in Farbe, undvor allem in der dritten Dimension.Die mit der HRSC aufgenommenen topographischen Bildkarten stelleneine unersetzliche Ressource für diegegenwärtige und zukünftige Mars-forschung dar. Die bereits im Missions-verlauf gewonnenen Erkenntnisse ha-ben unser Bild von der geologischenEntwicklung des „Roten Planeten“massiv verändert. Zukünftige Missio-nen werden auf den Ergebnissen vonMars Express aufbauen können.

Mars is a source of imagination forhumankind ever since. The similaritywith Earth is making our neighboringplanet a natural, and important, objectof solar-system research. It cannot beruled out entirely that primitive lifeforms existed for at least some timeon Mars – and might even be extanttoday.

Using unmanned spaceships, scientistsare trying since 40 years to unveil someof the secrets hidden on Mars. Runn-ing water – absolutely necessary forthe evolution of life – and moving icehave left their markers on the surfaceof Mars: The search and investigationof traces of water and ice is one of the most ambitious goals of the firstEuropean mission to Mars: “Mars Ex-press“.

The Mars Express mission of the Euro-pean Space Agency ESA is a major, successful step in the exploration ofthe solar system. Since the beginningof 2004 the orbiting spacecraft is de-livering measurements and image data from our outer neighbor. The data base and knowledge about this planethas been broadened fundamentallywith this mission.

One of the most important instrumentson board Mars Express is a camera built in Germany, with quite specificabilities never applied in planetary ex-ploration before: The High ResolutionStereo Camera (HRSC). Engineered,built and managed by the GermanAerospace Center (DLR), this imagingsystem is mapping the entire planetMars in high resolution, in color andeven in the third dimension. The topo-graphical image maps are becoming a prerequisite resource for Martian research of the present and the future.The conclusions drawn so far in thecourse of the mission have changedour image of the geological evolutionof the “Red Planet“ fundamentally. Future mission will build their explo-ration strategy on the results of Mars Express.

EinleitungIntroduction


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Oberlauf von Dao und Niger Valles.Upper reaches of Dao and Niger Valles.


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Mars Express – Europas erste Mission zu einem anderen Planeten

Mars Express – Europe’s First Mission to Another Planet

Der Mars ist im Sonnensystem nach Merkur, Venus und Erde der vierte underdähnlichste Planet. Seine geringfügiggrößere Entfernung zur Sonne, seine Rotationsdauer, die ausgeprägten Jahres-zeiten, eine – wenn auch dünne – Atmo-sphäre, vertraute Oberflächenformen wiewüstenähnliche Ebenen, Vulkane oderTäler: Dies macht ihn zu einem außeror-dentlich faszinierenden Forschungsobjektim Sonnensystem.

Spekulationen über primitive Lebewesenauf dem Mars hielten sich lange Zeit, wurden aber mit den ersten Landemissio-nen in den 70er-Jahren zunächst wider-legt. Doch die Suche nach dem Lebens-elexier Wasser auf dem Roten Planetenelektrisiert die Wissenschaft nach wie vor:Auf den ersten detailreichen Aufnahmender Marsoberfläche erkannten die For-scher zahlreiche Täler, die darauf schließenlassen, daß in der Frühzeit des PlanetenWasser zumindest episodenhaft über denheute trockenen Planeten geflossen sein

Mars is the fourth planet in the solar sys-tem, following Mercury, Venus and Earth.Many surface features let Mars appear tobe the planetary body most similar toEarth in the solar system. The distance ofboth planets to the Sun is roughly compa-rable. So is its rotational period, or the in-clination of its axis causing seasons; likeEarth, Mars has an atmosphere, thoughvery thin. Desert plains, volcanoes, cany-ons and valleys – all this we know fromour home planet. A fascinating object ofresearch indeed.

For a long time speculations whether pri-mitive life forms ever existed on Mars werecirculating, but could not be verified withthe first landing modules in the 1970s. Butthe search for water is electrifying scien-tists ever since. In many of the first detailedimages of planetary scientists recognizedmany valleys that led to the conclusionthat at least on early Mars water was runn-ing episodically over the surface of the planet that today is bone dry. In both thepolar caps, but also in the ground of highpolar latitudes of both hemispheres largeamounts of frozen water is hidden fromthe views of ordinary cameras.


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muß. In den beiden Polkappen, aber auchim Boden der hohen Breiten beider Hemi-sphären enthält der Mars noch heute große Mengen an Wassereis. Mit denjüngsten Missionen wurden inzwischen sogar im Wasser gebildete Ablagerungenin Form von Sedimentgesteinen identifi-ziert. Die wesentliche Frage ist heute: WarWasser lange genug vorhanden, dass sichLeben überhaupt entwickeln konnte?Manche Forscher halten das für denkbar.

Die Mission Mars Express ist die erste euro-päische Mission zu unserem Nachbarpla-neten, ja zu einem anderen Planeten imSonnensystem überhaupt. Das DeutscheZentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)steuert ein wichtiges Instrument bei: dieHochleistungs-Stereokamera HRSC (HighResolution Stereo Camera). Das Kamera-system wurde am DLR-Institut für Plane-tenforschung in Berlin entwickelt.

With the most recent American rover mis-sions to the Martian surface for the first time sediments that must have formed instanding or streaming bodies of water have been identified. The fundamentalquestion is rather: Was the water longenough existent on Mars to allow for theevolution of life?

Some scientists think so. Mars Express isthe first European mission to the next pla-net beyond Earth, indeed the first missionto another planet in the solar system. The German Aerospace Center (DLR) isproviding one of the most important in-struments on the orbiter: The advancedcamera system HRSC – High ResolutionStereo Camera. The entire camera systemhas been engineered at DLR’s Institute ofPlanetary Research in Berlin.

Tektonische Grabenbrüche in Claritas Fossae.Tectonic grabens in Claritas Fossae.

Bergrücken in den Valles Marineris.Mountain ridge in the Valles Marineris.


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Auf dem schnellsten Weg zum MarsOn a Fast Track to MarsMars Express ist der Prototyp für so ge-nannte flexible Missionen im Rahmen desLangzeit-Wissenschaftsprogramms „Horizon2000 plus“ der Europäischen Weltraum-organisation ESA. Diese Projekte zeichnensich durch eine sehr kurze Vorbereitungs-zeit und damit geringe Kosten aus. Sowurde die Mission Mars Express im Jahr1999 für einen Start in 2003 beschlossen,da für dieses Jahr eine besonders günstigePlanetenkonstellation vorlag. Durch diekurze Laufzeit konnten die Projektkostensehr niedrig gehalten werden.

Für Mars Express wurden Instrumente undTechnologien verwendet, die zum einenbereits für die ESA-Mission „Rosetta“ zumKometen Churyumov-Gerasimenko undzum anderen für die gescheiterte russische„Mars 96“-Mission entwickelt worden waren; auch für die um die Venus kreisen-de, baugleiche Schwestersonde Venus Express wurden viele dieser Entwicklungenangepaßt und erneut verwendet.

Im Sommer 2003 war die Entfernung zwi-schen Erde und Mars mit nur 56 MillionenKilometern ausgesprochen gering. Es be-stand daher die Gelegenheit, relativ vielNutzlast (bei gleichen Kosten) zum Marszu senden. Die 1.223 Kilogramm schwereSonde bestand bei ihrem Start am 2. Juni2003 vom kasachischen WeltraumbahnhofBaikonur aus einem Orbiter und einemkleinen Landemodul namens „Beagle 2“.Nach einem sechsmonatigen Flug erreichteMars Express am 25. Dezember 2003 seinZiel und schwenkte in einen polaren ellip-tischen Orbit ein. Dabei kommt das Raum-schiff der Planetenoberfläche drei- bis vier-mal am Tag bis auf etwa 250 Kilometernahe.

Ursprünglich sollte der Orbiter die Planeten-oberfläche aus seiner Umlaufbahn für nurein Marsjahr (zirka zwei Erdenjahre) mitKamera und Spektrometern kartieren, sowieAtmosphäre, Struktur und Geologie des

Mars Express is the prototype of a so-called“flexible mission“ within the “Horizon 2000Plus“ long-time science program of the Eu-ropean Space Agency ESA. These projectsare characterized by very short preparationtimes and consequently lesser costs. In thecase of Mars Express the decision to goahead with the project has been decided in1999, and lift-off could scheduled yet forsummer 2003, to make use of a very favo-rable constellation of the two planets inthat year. With this short preparation timethe expenses for the project could be keptquite low.

Another plus was the use of technologiesand instruments formerly developed forboth the ESA “Rosetta“ mission to the comet Churyumov-Gerasimenko, and thethen-failed Russian “Mars 96“ mission. Many of the Mars Express experimentscould also be adapted and used for MarsExpress’ sister spacecraft Venus Express thatis orbiting Earth's inner neighbour sinceApril 2006, saving money one more time.

With only 56 million kilometers, the distancebetween Earth and Mars in mid 2003 wasextremely close. It therefore was a uniqueopportunity to transport a relatively heavypayload to Mars – at equal costs. Whenlaunched at the Baikonur cosmodrome inKazakhstan on 2 June 2003, Mars Expressweighed 1,223 kilograms, consisting of an orbiter and a landing module named“Beagle 2“ in reminiscence to Charles Darwin’s discovery ship Beagle. After a six-month journey Mars Express reached itsdestination on 25 December 2003 and en-tered an elliptical orbit. Three times per daythe space vessel approaches the Martiansurface as close as 250 kilometers.

The initial plan was to map the surface ofthe planet with the camera and spectro-meters from orbit for one Martian year,equaling about two Earth years. Anothergoal was to investigate the atmosphere,geology and structure of the planet. Butthe tremendous success of this first, two-

Dünen und Eisschichten am Nordpol.Dunes and ice layers at the north pole.

Marsmond Phobos.Marsmond Phobos.


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Planeten untersuchen. Der große Erfolgwährend dieser ersten Missionsphase ver-anlaßte die ESA, Mars Express um ein wei-teres Marsjahr, zunächst bis Ende 2007,und nun bis Mai 2009 zu verlängern. Derrobuste Zustand der Instrumente und derTreibstoffvorrat für Bahnlagemanöver wür-de eine weitere Ausdehnung der Missionbis ins nächste Jahrzehnt gestatten.

Die Landung von Beagle 2 auf der Mars-oberfläche schlug allerdings fehl. Der Ver-lust von Beagle 2 ist wissenschaftlich be-dauerlich; der Lander hätte durch Analysenvon Untergrundproben die Stoffwechsel-produkte früheren Lebens aufspüren kön-nen. Hierfür wurde unter anderem auchder Bohrer „PLUTO“ am DLR entwickeltund in Beagle 2 integriert. Die ESA plantdeshalb, einige der auf Beagle 2 vorgese-henen Experimente auf zukünftigen Lande-missionen zum Einsatz zu bringen. Auf dieHauptziele der Mission Mars Express, dieallesamt mit den Instrumenten auf demOrbiter bewerkstelligt werden können,wirkt sich der Ausfall von Beagle 2 nichtnachteilig aus.

An Mars Express sind neben Wissenschaft-lern der ESA-Mitgliedsstaaten auch Forscheraus den USA, Russland, Taiwan und Japanbeteiligt. Das ESOC, das Bodenkontroll-zentrum der ESA in Darmstadt, ist für dieSatellitensteuerung zuständig. Hauptauf-tragnehmer für Mars Express war die FirmaEADS-Astrium (Frankreich und Deutsch-land). Der Lander wurde unter englischerLeitung entwickelt und für die Mission beigestellt. Am DLR-Institut für Planeten-forschung in Berlin-Adlershof ist das HRSCExperiment-Team angesiedelt, das den Betrieb der Stereokamera HRSC leitet. Meh-rere Wissenschaftler des DLR sind zudembei der Auswertung der HRSC-Bilder sowieder Spektrometerdaten des französischenInstruments OMEGA engagiert, weiteredeutsche Forscher sind an anderen Experi-menten beteiligt.

year mission phase motivated ESA to ex-tend the mission for another Martian year,preliminarily at least until the end of 2007,and now until May 2009. The robust de-sign of the instruments as well as the levelof fuel still available for orbital correctionmaneuvers would allow for an extension ofthe mission well into the next decade.

The landing of Beagle 2 on the surface ofMars failed, though. The loss of Beagle 2 isvery regrettable for science. The lander hadbeen able to detect traces left by ancient oractual life forms. At DLR, a drilling devicenamed PLUTO had been designed, builtand integrated in the versatile experimentpackage on Beagle 2 to dig up to two meters deep. Therefore ESA is planning tomake use of the technology developed forthe lander on future laboratory missions tothe surface of Mars. For the principal scien-tific goals that should be accomplishedwith the orbiter experiments of Mars Express the failure of Beagle 2 did nothave any negative impact.

Besides scientists from the ESA memberstates, researchers from the USA, Russia,Taiwan and Japan are participating in MarsExpress. The European Space OperationsCentre (ESOC) in Darmstadt, Germany, iscontroll-ing the spacecraft. The principal industrial contractor for the “MEX“ bus hasbeen EADS Astrium in France and Germany.The lander has been designed and built bya British consortium. At DLR’s Institute of Planetary Research in Berlin the HRSC experiment team is located, managing and running the experiment that gets thebiggest share in science data, from the stereo camera HRSC. In addition, severalDLR scientists are involved in the evaluation of the HRSC image data as well as of theFrench OMEGA spectrometer; several other German planetary scientists are participating in other experiments.

Auf dem schnellsten Weg zum MarsOn a Fast Track to Mars

Ursprung von Ares Vallis.Source region of Ares Vallis.


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Der Mars in 3D – Die Stereokamera HRSC | Mars in 3D – the HRSC Stereo Camera

Mars Express Orbiter über den Tharsis-Vulkanen (Montage).Mars Express orbiter above the Tharsisvolcanoes (montage).


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Der Mars in 3D – Die Stereokamera HRSCMars in 3D – the HRSC Stereo Camera

Die High Resolution Stereo Camera(HRSC) ist eine hoch auflösende Stereo-und Farbkamera. Sie wurde am DeutschenZentrum für Luft- und Raumfahrt entwickeltund zusammen mit deutschen Industrie-partnern (EADS Astrium, Lewicki Micro-electronic GmbH und Jena-Optronik GmbH)gebaut. Das Instrument stellt ein in dieserForm bislang einmaliges Experiment dar:Zum ersten Mal bildet ein Kamerasystemeine Planetenoberfläche systematisch indrei Dimensionen und in Farbe ab.

Dazu wird im Routinebetrieb die Kameradurch Schwenken des Raumschiffes senk-recht zur Marsoberfläche ausgerichtet. An-geschaltet tastet die HRSC nacheinanderund zeilenweise mit ihren neun lichtemp-findlichen Detektoren die Oberfläche unterneun verschiedenen Beobachtungswinkelnin und gegen die Flugrichtung des Orbitersab – in vier Stereo- und vier Farbkanälen,sowie dem senkrecht nach unten blicken-den Nadirkanal.

Zum einen entsteht durch die Aufzeich-nung nicht nur ein Farbbild der Oberflä-che, sondern gleichzeitig können über dieStereokanäle auch die Höhen und Tiefenexakt ermittelt werden – am Ende stehtein neuer, globaler Satz an hoch auflösen-den und vor allem topographischen Bild-karten des Planeten. Zum anderen ermög-lichen die Ergebnisse die Beantwortungfundamentaler Fragen zur geologischenund klimatischen Geschichte unseresNachbarplaneten.

The High Resolution Stereo Camera(HRSC) is a stereo and color imaging sys-tem. It has been developed at the GermanAerospace Center (DLR), which built it together with German industrial partners(EADS Astrium, Lewicki MicroelectronicGmbH and Jena-Optronic GmbH). The instrument is performing a unique experi-ment never run before: For the first time a camera system is imaging a planetarysurface systematically in high resolution, in three dimensions and in colors.

To achieve this, the camera routinely is pointed perpendicular towards the surfaceof Mars by tilting the orbiter. When turnedon, the HRSC is scanning the surface con-tinuously, line by line, with its nine light-sensitive detectors in and against flight direction. Nine different data sets are recorded this way almost simultaneously,imaged under nine different viewing angles – four stereo channels and fourmore oblique-viewing color channels –plus the nadir channel that is pointed perpendicular to the surface.

At one hand, this leads to a planar colorimage of the surface, but in addition, thestereo-angle data recording allows a pre-cise mapping of highs and lows, yielding a new global set of high-resolution-, topo-graphical image maps of the planet. Thesedata are the base to answering fundamen-tal questions of the geological and climatichistory of our neighboring planet.

Links: HRSC (oben, mit Streulichtblende)und SRC (unten) mit Digitaleinheit.Left: HRSC (top, with baffle) and SRC (below) with digital unit.

Rechts: HRSC Funktionsprinzip.Right: HRSC function principle.


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The spatial resolution of the stereo imagesby far surpasses existing data sets. This resolution enables geoscientists to analyzetopographical details with a height-preci-sion of up to 10 meters, at an identicalplanar resolution of 10 meters. In addi-tion, the camera is equipped with an in-tegrated very-high resolution telescopelens. This Super Resolution Channel(SRC), coupled to the electronic signalchain, is able to image objects with di-mensions of only a few meters embeddedin the HRSC stereo data, like rocks, smallimpact craters, or erosion gullies.

Kerndaten der MissionStarttermin: 2. Juni 2003

Startort: Baikonur, Kasachstan

Trägerrakete: Sojus mit Fregat-Oberstufe

(Hersteller: Starsem, Rußland)

Ankunft am Mars: 25. Dezember 2003; 5 Tage

zuvor erfolgte Ablösung des Landers Beagle 2

Hauptbodenstation: New Norcia (ESA,

Australien), Cebreros (ESA, Spanien), mit

Unterstützung des NASA Deep Space Network

(Australien/Spanien/Kalifornien)

Bodenempfangszeit: 8 bis 9 Stunden pro Tag

Bodenkontrollstation: European Space

Operations Centre (ESOC, Darmstadt)

Missionsdauer: Bis Mai 2009 (zweite Verlän-

gerungsphase)

Umlaufbahn: Ellipse mit marsnächstem Punkt

(Perizentrum) bei ca. 250 km und marsfern-

stem Punkt (Apozentrum) bei ca. 11.100 Kilo-

meter; Inklination: 86-87 Grad („quasi-polarer

Orbit“); Orbitperiode: 6 Stunden 43 Minuten

Core Data of the MissionStart: 2 June 2003

Location: Baikonur, Kazakhstan

Launcher: Sojuz, with Fregat upper stage (built by Starsem, Russia)

Arrival: 25 December 2003; 5 days earlier, Beagle 2 had been released

Ground station: New Norcia (ESA, Australia),Cebreros (ESA, Spain), with support of NASA’sDeep Space Network (Australia/Spain/California)

Receiving time: 8-9 hours per day

Spacecraft operations: European Space Operations Centre (ESOC, Darmstadt, Germany)

Mission duration: Until May 2009 (secondextension phase)

Orbit: Ellipse with closest approach to Mars(pericenter) at approx. 250 km and farthestdistance to Mars (apocenter) at approx. 11,100 km; inclination 86-87 deg. (“quasi-polarorbit“); orbital period: 6 hours 43 minutes.

Die räumliche Auflösung der Stereobilderübertrifft bisherige topographische Datenbei weitem. Sie erlaubt es den Geowissen-schaftlern, Details mit einer Höhengenauig-keit von bis zu zehn Metern zu analysieren,bei einer Bildauflösung in der Ebene vonebenfalls bis zu zehn Metern pro Pixel. Da-rüber hinaus verfügt die Kamera über einzusätzliches, besonders hoch auflösendesTeleobjektiv. Mit diesem elektronisch in dasHRSC-System integrierten Super Resolu-tion Channel (SRC) können wenige Metergroße Objekte abgebildet und in den Kon-text der farbigen Stereodaten der HRSC ein-gebettet werden, beispielsweise Felsbrocken,kleine Einschlagskrater oder Erosionsrinnen.

Oben: HRSC-Abdeckung der Marsoberfläche 2004-2008.Above: HRSC coverage of the Mars surface2004-2008.

Links: Der Mars gilt aufgrund geomorpholo-gischer Merkmale als der Planet, der unsererErde am ähnlichsten ist. Außerdem verfügt erüber eine dünne Atmosphäre, deren Kohlen-dioxidmoleküle zu Wolken kondensieren.Left: Mars frequently is called the mostEarth-like planet, with respect to some geo-morphologic features. A thin atmospheresurrounds the planet, from which carbon dioxide molecules condensate to form clouds.


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Mars Express – sieben wissenschaftliche Experimente

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat sich außer an der HRSC und dem Bohrer PLUTO auf Beagle 2 an weiteren fünf Instrumenten und Experimenten beteiligt. Drei Experimente und Beteiligungen auf demOrbiter wurden aus Mitteln der Raumfahrt-Agentur des DLR gefördert: MaRS, MARSIS und ASPERA. Außerdemunterstützte das DLR zwei Experimente auf dem Lander.

HRSC (High Resolution Stereo Camera): Experiment zur globalen Kartierung der Marsoberfläche mit hochauflösenden,dreidimensionalen Farbbilddaten, die zur Beantwortung fundamentaler Fragen bezüglich der geologischen Entwick-lung des Mars dienen.

ASPERA (Analyser of Space Plasmas and Energetic Atoms): Messung von energiereichen Neutralteilchen, Ionen undElektronen aus der Mars-Atmosphäre zur Untersuchung der Wechselwirkung des Sonnenwinds mit der Marsatmo-sphäre.

MaRS (Mars Radio Science): Analyse der Radiosignale des Datentransfers vom Satelliten zur Antenne auf der Erdehinsichtlich feinster Veränderungen durch die Marsatmosphäre und das Gravitationsfeld des Mars.

MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding): Radarexperiment, das im Radio-Freqenz-bereich (1,3-5,5 Megahertz) auf der Nachtseite die Schichten der Planetenoberfläche bis zu mehreren KilometernTiefe, auf der Tagseite dagegen die Ionosphäre des Mars analysiert.

OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité): Beobachtung der Marsoberfläche mit 352Spektralkanälen im visuellen Licht (0,35 bis 1,0 µm), dem reflektierenden Infrarot (1,0 bis 2,5 µm) und dem thermalenInfrarot (2,5 bis 5,1 µm) zur Bestimmung der Mineralogie und der molekularen Zusammensetzung der Atmosphäre.

PFS (Planetary Fourier Spectrometer): Untersuchung des infraroten Wellenlängenspektrums für atmosphärische Fragestellungen. Ziel ist ein besseres Verständnis der Entwicklung des Klimas und der Atmosphäre, insbesondere unter Berücksichtigung der Rolle von Wasser.

SPICAM (SPectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars): Aufzeichnung ultra-violetter bzw. infraroter Wellenlängen mit zwei Spektrometern zur Untersuchung der Atmosphäre und Ionosphäre.

Mars Express – Seven Scientific Experiments

Besides the funding of the HRSC imaging system and the PLUTO soil-penetrator on the Beagle 2 landing module,the German Aerospace Center (DLR) contributed to five more experiments on Mars Express. Three experiments andparticipations on the orbiter are supported by money from DLR’s Space Agency: MaRS, MARSIS, and ASPERA. In addition, DLR funded two experiments on the lander.

HRSC (High Resolution Stereo Camera): Experiment for the global mapping of the Martian surface with high-resolution three-dimensional color-image data to answer fundamental questions regarding the geologicalevolution of planet Mars.

ASPERA (Analyser of Space Plasmas and Energetic Atoms): Measuring of energetic neutral particles, ions and electrons from the atmosphere of Mars to investigate the mutual effects of the solar wind with Mars’ atmosphere.

MaRS (Mars Radio Science): Analysis of downlink radio signals between satellite and the ground station for minutechanges from the transfer through the Martian atmosphere and the gravitational field.

MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding): Radar experiment emitting radio frequencies (1.3-5.5 Megahertz), penetrating the surface of the planet several kilometers on the nightside, and analyzing the ionosphere on the dayside.

OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité): Observation of the surface with 352 spectral channels in the visual light (0.35-1.0 µm), the reflecting infrared (1.0-2.5 µm) and the thermal infrared (2.5-5.1 µm) to map the mineralogy of the surface and the molecular composition of the atmosphere.

PFS (Planetary Fourier Spectrometer): Analysis of the infrared wavelengths for atmospheric research, in order to better explaining the climatic and atmospheric evolution with respect to the role of water.

SPICAM (SPectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars): Recording signals in the ultraviolet, respectively infrared wavelength spectrum with two spectrometers to analyze the atmosphere andionosphere.

Iani Chaos.Iani Chaos.


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Mars Express Orbiter – Wissenschaftliche Ziele

-Hochauflösende topographische und morphologische Kartierung des Mars mit HRSC:50 Prozent der Marsoberfläche in einer Auflösung von 10 bis 20 Metern pro Pixel.100 Prozent der Oberfläche besser als 40 Meter pro Pixel.Gezielte Beobachtungen mit dem Super Resolution Channel.

-Geologische und mineralogische Kartierung durch Multispektral- und abbildende Spektrometerdaten.

-Analyse der atmosphärischen Vorgänge und Zusammensetzung.-Untersuchung der Untergrundstruktur (insb. Permafrost).-Wechselwirkung der Planetenoberfläche mit der Atmosphäre.-Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem interplanetaren Medium.

Mars Express Orbiter – Scientific Goals

-High-resolution topographical and morphological mapping of Mars with HRSC:50 per cent of the surface of Mars in image resolutions of 20 meters per pixel and better.100 per cent of the surface better than 40 meters per pixel.Targeted observations with the Super Resolution Channel.

-Geological and mineralogical mapping with multispectral image and spectrometer data.

-Analysis of processes in and composition of the atmosphere.-Analysis of the sub-surface structure (permafrost in particular).-Mutual effects between planetary surface and atmosphere.-Mutual effects between atmosphere and interplanetary medium.


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Olympus Mons Gipfelcaldera; Detail: SRC.Olympus Mons summit caldera; insert: SRC.


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Mars global – Neue Daten für die ForschungGlobally New Mars Data for Research

Die Gesamtleitung des HRSC-Experimentsauf Mars Express hat der „Principal Inves-tigator“ Gerhard Neukum von der FreienUniversität Berlin. Während der Missionwird die HRSC vom Experiment-ManagerRalf Jaumann und dem HRSC-Experiment-Team am DLR-Institut für Planetenfor-schung in Berlin-Adlershof kommandiertund betrieben. Dort findet auch die Auf-bereitung der Rohdaten zu wissenschaft-lich verwertbaren Bilderzeugnissen statt.

Die nur 20 Kilogramm schwere HRSC ver-fügt über zwei Kameraköpfe: zum einenden hochauflösenden Stereokopf, der ausneun CCD-Zeilensensoren besteht, die hin-ter einem Objektiv in der Brennebene pa-rallel angeordnet sind. Und zum anderenaus dem SRC-Kopf, der aus einem Spiegel-teleskop und einem CCD-Flächensensoraufgebaut ist. Der hochauflösende Stereo-kopf funktioniert nach dem Scanner-Prin-zip, das heißt: Durch die Anordnung seinerneun Zeilensensoren quer zur Flugrichtungnimmt jeder dieser Sensoren aufgrund derVorwärtsbewegung des Raumschiffs nach-einander denselben Bildstreifen von derMarsoberfläche Zeile für Zeile auf. Dabeibildet jeder der neun Sensoren dasselbeObjekt auf der Oberfläche unter einemunterschiedlichen Blickwinkel ab.

Am marsnächsten Punkt der elliptischenUmlaufbahn, dem Perizentrum, liegen zwi-schen Raumschiff und Mars nur knapp250 Kilometer. Bei dieser Höhe über demMars beträgt die höchste Auflösung deszentralen, senkrecht nach unten blicken-den Bildstreifens, dem Nadir, zehn Meterfür jedes der 5.184 Pixel. Jeder Bildstreifenist dann 52 Kilometer breit, gleichzeitigaber beliebig lang: In der Regel haben dieHRSC-Bildstreifen eine Länge von mehre-ren hundert Kilometern; sie können jedochauch bis zu 4.000 Kilometer lang sein. DieBildlänge hängt ausschließlich von der Da-

The HRSC experiment is lead by the Prin-cipal Investigator, Gerhard Neukum fromFree University Berlin. During the mission,the HRSC is commanded and managedby the HRSC experiment manager, RalfJaumann, and his HRSC experiment teamat DLR’s Institute of Planetary Research in Berlin-Adlershof. It is there where allraw data are processed to scientificallyuseable image products.

Weighing less than 20 kilograms, HRSCconsists of two separate camera heads:First, the high-resolving stereo head withnine CCD line sensors that are orientedparallel in the focal plane behind the lens.And second, the SRC head with a mirrortelescope and a CCD frame. The stereohead is operating by the scanning prin-ciple – due to the forward-movement of the spacecraft and the alignment ofthe nine line-sensors square to the flight direction, each sensor is recording subse-quently the identical area of the Martiansurface, line by line. And: each sensor isimaging the landscape under a differentviewing angle.

Only 250 kilometers lie between the spacecraft and Mars at the pericenter,the point of closest approach during theelliptical orbit. At this altitude the highestresolution is obtained by the nadir, thechannel that has a direct line of sight tothe surface: about ten meters for each ofthe 5,184 pixels of one line. Consequent-ly, every image strip is at least 52 kilome-ters wide, but infinitely long – usually theHRSC image strips of one imaging se-quence have a length of several hundredkilometers, but they can be as long as4,000 kilometers; the image length is only limited by the capacity of the massmemory and the time available for down-link. With this principle extended areas

Ophir Chasma.Ophir Chasma.

Juventae Chasma: Ablagerungsschichten.Juventae Chasma: Layered deposits.


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ungResearch

tenspeicher- und Übertragungskapazitätdes Raumschiffs ab. So lassen sich unterhomogenen Beleuchtungs- und Atmo-sphärenbedingungen große Geländeab-schnitte aufzeichnen, ein großer Fortschrittgegenüber früheren Kartierprojekten.

Der Super Resolution Channel wird wie eine Lupe eingesetzt. Er liefert im Perizen-trum pro Einschaltzyklus mehrere 2,35 mal2,35 Kilometer große Bilder in der Mitteder HRSC-Bildstreifen. Die Aufnahmen desSRC haben eine Auflösung von 2,3 Meternpro Pixel. Diese SRC-Aufnahmen erhaltenihren besonderen Wert durch den geolo-gischen Kontext der Umgebung, in den sie eingebettet sind, und der durch dengleichzeitig aufgenommenen, breitenHRSC-Streifen gegeben ist.

Vor der Datenübertragung werden die Bil-der in der HRSC-Digitaleinheit komprimiertund im Orbiter zwischengespeichert. Aufder Erde werden die Marsaufnahmen zu-nächst beim DLR systematisch prozessiertund dann zur weiteren Verarbeitung undAnalyse an das HRSC-Team, das aus 45Wissenschaftlern in elf Ländern besteht,weitergeleitet.

Das HRSC Experiment-Team des DLR erzeugt zunächst aus den Stereodatendigitale 3D-Modelle der Marsoberfläche.Mit Hilfe dieser topographischen 3D-In-formationen werden anschließend die 4 Farbbilder der HRSC so korrigiert, dasssich messtechnisch nutzbare Farbdaten derMarsoberfläche ergeben. Die präzise indas Koordinatensystem des Mars einge-paßt sind. Die Verknüpfung der Farbin-formation mit den 3D-Geländemodellenermöglicht nun detaillierte wissenschaft-liche Auswertungen sowie die Erstellungperspektivischer Farbansichten oder gar3D-Filme der Marsoberfläche.

can be recorded under the same viewinggeometry and homogeneous atmo-spheric conditions – a tremendous stepforward compared to earlier mappingprojects.

The Super Resolution Channel is used likea magnifying glass. At pericenter, theSRC images obtained per recording cyclecover an area of 2.35 by 2.35 kilometersper frame, in the very center of the HRSCimage strips. The SRC images have a resolution of 2.3 meters per pixel. Thespecific value of these images is given bythe geological context of the surround-ing HRSC strips in which the SRC framescan be embedded.

Before the data can be transmitted toEarth the images are compressed in thedigital unit in real-time and stored in themass memory of the orbiter. On groundall image data are systematically processedby DLR and then distributed to the HRSCteam, comprised of 45 scientists in 11countries, for further use and analysis.

From the stereoscopic data the HRSC Experiment Team at DLR first calculatesdigital 3D models of the Martian surface.With this topographical 3D informationthe 4 color scenes of the same imagingsequence can be corrected, so that thecolor data contain measurable and pre-cise information. Linking the color infor-mation with the three-dimensional digitalterrain model now allows for the detailedscientific evaluation and the productionof colored perspective views or even ani-mated 3D movies showing the surface of Mars.

Nanedi Valles.Nanedi Valles.

Mars global – Neue Daten für die Forschung | Globally New Mars Data for Research


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Das neue Bild vom Mars | New Views of Mars

Einschlagskrater auf einer „Insel“ in Mangala Vallis.Impact crater on an “island“ in Mangala Vallis.


Das neue Bild vom MarsNew Views of Mars

Die erste Missionsphase, in der die ESA einen reibungslosen Raumflug im Marsorbitsicherstellte und den simultanen Einsatz derwissenschaftlichen Instrumente ausgiebigtestete, wurde Mitte 2004 erfolgreich ab-geschlossen. Seit Beginn der Mission ver-laufen die Experimente mit den Kamerasund Messgeräten zur vollen Zufriedenheitder beteiligten Forscher. Insbesondere dieBilder der Stereokamera erzeugten bei Wissenschaftlern und Öffentlichkeit gleich-ermaßen großes Interesse. Auch die wissen-schaftliche Auswertung lieferte bald schonerste bedeutsame Ergebnisse.

Die komplette Kartierung des Mars in hoherAuflösung und in 3D stellt die Hauptauf-gabe des HRSC-Experiments dar. Seit ihremersten Einsatz am 10. Januar 2004 bis zurJahresmitte 2007 nahm die HRSC bereits65 Millionen Quadratkilometer unseresNachbarplaneten in einer Auflösung von50 Metern pro Bildpunkt (Pixel) auf – und50 Millionen km2 in einer Auflösung vonzehn bis 20 Metern pro Bildpunkt – unddies in Farbe und in drei Dimensionen: Das entspricht mehr als einem Drittel derMarsoberfläche, die mit 145 Millionen km2

so groß ist wie die Fläche aller Kontinenteder Erde.

Die Kamera ist für die systematische Kar-tierung des Mars ein ideales Instrument,das gleich mehrere Lücken in den Bildda-ten zur Erforschung des Planeten schließenwird. Erstmals wurde der Mars bereits Endeder 1970er-Jahre von den beiden Viking-Missionen flächendeckend kartiert – dochHRSC liefert in globaler Abdeckung einesieben- bis zwölffach bessere Auflösung.

Die Forscher des HRSC-Teams erstellten fer-ner eine Liste von über 1.500 wissenschaft-lich bedeutenden Zielen, die im Laufe derMission von der Kamera in möglichst hoherAuflösung kartiert werden sollen. Zu be-stimmten günstigen Gelegenheiten wer-den sogar die beiden Marsmonde Phobosund Deimos aus kurzer Distanz aufgenom-men. Mit den Bilddaten können aber auchbestimmte Charakteristika und dynamischePhänomene der Marsatmosphäre unter-sucht werden.

During the first phase of the mission ESA safeguarded the spacecraft early into a flaw-less orbit around Mars and extensively tested the simultaneous operation of the scientificinstruments. This “commissioning phase“was concluded in mid 2004. Since they wereturned on for the first time, all seven expe-riments performed with the suite of remote-sensing instruments are running to full satis-faction of the scientists. In particular, the images of the stereo camera were stimu-lating interest in the research community and the public. Soon the scientific evaluationyielded the first significant results.

One of the major tasks of the HRSC experi-ment is the complete mapping of Mars inhigh resolution and in 3D. Since the camerawas turned on the first time on 10 January2004 , HRSC yet has mapped 65 millionsquare kilometers of the planet until mid2007 in a resolution of at least 50 meters per pixel – and 50 million km2 in resolutionsof ten to 20 meters per pixel, in color and in 3D. This is more than one third of theMartian surface, that covers an area of 145 million km2, about as much as all continentalland mass on Earth.

The camera is perfectly suited for systemati-cally mapping Mars and will close severalgaps in the existing data sets used for the exploration of the planet. It is the first timesince the two Viking orbiters imaged the pla-net in the late 1970s that Mars is surveyedglobally. HRSC will eventually cover all Mar-tian surface, but in seven to twelve timeshigher resolution.

The scientists in the HRSC team completed a list of more than 1,500 scientifically impor-tant targets that should be mapped by thecamera in the course of the mission with thehighest-possible resolution. At favorable orbi-tal conditions even the two Martian satellites,Phobos and Deimos, can be imaged fromshort distances. The images can also be usedfor the analysis of specific characteristics anddynamical phenomena of the Martian atmo-sphere.

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Nicholson-Zentralberg.Central mountain in Nicholson.

Flußbett in den Libya Montes.River bed in the Libya Montes.


Feuer, Wasser, Eis, Methan und SulfateFire, Water, Ice, Methane and Sulfates

A priority in the scientific evaluation of theHRSC and SRC data is the geomorphologi-cal analysis of the surface relief. It could beshown that volcanism on Mars was activeover long periods of its history and even lasted until geological recent times. Thoughmost volcanism in the Martian highlands ceased about three billion years ago, it wasthen concentrated on the volcanoes of theTharsis and Elysium province. The HRSC datashow the occurrence of geologic processesyounger than 500 million years in much higher frequency than previously thought.

Besides this, signs of young, explosivevolcanism have been found, so far onlyknown from the early geologic history ofMars. The mode of volcanic eruptions is de-pendent of the composition of the lava andits content of volatiles, like vapor or carbondioxide. The most recent volcanic depositsidentified, only two million years old, havebeen seen on the western escarpment ofOlympus Mons. In geological terms this im-plies that some dormant volcanic activitycannot be ruled out for the present time.This may be supported by findings of localconcentrations of the short-lived gas me-thane (CH4), identified above volcanic provinces with the Planetary FourierSpectrometer (PFS).

The role of water, and the surface processeslinked to it during the geological evolutionof Earth’s neighboring planet is of particularinterest in Martian research. Under the pre-sent atmospheric conditions liquid watercannot exist on the surface of Mars. Only in the form of ice in high latitudes water isstable for longer periods of time. Puzzling,though, is the presence of numerous dry-fallen, dendritic valley systems and giganticoutflow channels known since the 1970s.

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Der Schwerpunkt der wissenschaftlichenArbeit mit den HRSC- und SRC-Daten liegtin der geomorphologischen Analyse desOberflächenreliefs. So zeigt z.B. die bis-herige Auswertung, dass der Vulkanismusauf dem Mars sehr langlebig gewesen seinmuss und bis in die jüngste geologischeVergangenheit andauerte. Zwar kam dievulkanische Aktivität im Hochland vor runddrei Milliarden Jahren zum Erliegen, kon-zentrierte sich danach aber auf die Vulka-ne der Tharsis- und Elysium-Region. DieHRSC-Daten legen nahe, dass geologischeProzesse vor weniger als 500 MillionenJahren viel häufiger auftraten als früherangenommen.

Außerdem wurden Hinweise auf jungen,explosiven Vulkanismus gefunden, der bisher nur für die Frühphase des Mars be-schrieben wurde. Die Art und Weise vulka-nischer Eruptionen ist abhängig von der Zu-sammensetzung der Lava und dem Anteilan leichtflüchtigen Bestandteilen wie Was-serdampf und Kohlendioxid. Die jüngstenvulkanischen Ablagerungen wurden bisheran der Westflanke des Olympus Mons ge-funden und entstanden vor etwa zwei Mil-lionen Jahren. Nach geologischem Zeitver-ständnis bedeutet dies, dass eine heutenoch andauernde vulkanische Restaktivitätauf dem Mars nicht mehr ausgeschlossenwerden kann. Darauf könnten auch lokaleKonzentrationen des kurzlebigen Gruben-gases Methan (CH4) hindeuten, die mit demFourier-Spektrometer PFS auf Mars Expressüber Vulkanprovinzen entdeckt wurden.

Besonderes Interesse der Marsforschung giltder Rolle des Wassers und der damit ver-bundenen Oberflächenprozesse im Verlaufder Entwicklungsgeschichte unseres Nach-barplaneten. Unter den heute herrschendenAtmosphärenbedingungen kann Wasser in flüssiger Form an der Oberfläche nichtexistieren und als Wassereis nur in hohenBreiten über längere Zeit stabil bleiben. Demwidersprechen jedoch zahlreiche trockengefallene, verzweigte Talsysteme und riesigeAusflußtäler, die seit den 70er-Jahren be-kannt sind.

„Eisschollen“ in Elysium Planitia.“Ice rafts“ in Elysium Planitia.


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Feuer, Wasser,Eis, Methan und Sulfate | Fire, Water, Ice, Methane and Sulfates

Geschichtete Sulfatablagerungen in HebesChasma, Valles Marineris (Falschfarbenbild).Sulfate layers in Hebes Chasma, Valles Marineris (false-color view).


Klimawandel auf dem MarsClimatic Changes on Mars

Mehrere von HRSC entdeckte Deltaabla-gerungen belegen, dass zumindest in derFrühphase des Planeten andere klimatischeBedingungen vorherrschten. Das Spektro-meter OMEGA auf Mars Express hat Sulfat-ablagerungen identifiziert, die sich nur inwäßrigem Millieu gebildet haben konnten.Episodisch gab es sowohl fließende als auchstehende Gewässer auf dem Mars. Flüsseund Seen verschwanden jedoch vor dreiMilliarden Jahren fast vollständig – jüngereErosions- und Sedimentationsspuren vonGewässern sind sehr viel seltener; heutefließt kein Wasser mehr über den Mars.

Spektakulär sind zum Teil außergewöhn-lich junge Oberflächenformen, die vonGletschern herrühren könnten und Zeug-nis über die bewegte klimatische Ge-schichte des Roten Planeten ablegen.Überraschend ist, dass diese vermutlichglazialen Formen in mittleren bis niedrigenBreiten, also unweit des Äquators auftre-ten, beispielsweise an den Flanken dergroßen Vulkane. Am Westabbruch desOlympus Mons finden sich Hinweise fürmindestens drei Episoden der Aktivität vonGletschereis innerhalb der letzten 300Millionen Jahre. Die jüngste fand vor etwavier Millionen Jahren statt und hinterließzungenförmige Ablagerungen, so genann-te „Blockgletscher“, die unter einer dickenSchuttschicht möglicherweise noch heuteGletschereis enthalten.

Es wird vermutet, dass diese jungen Spu-ren einer Eiszeit in mittleren Breiten, dieunter heutigen klimatischen Bedingungennicht erklärbar sind, auf starke Schwan-kungen der Neigung der Rotationsachsedes Mars zurückzuführen sind. Modell-rechnungen zeigen, dass die Neigung derMars-Achse, die heute etwa 25° beträgt,vor vier bis fünf Millionen Jahren etwa 10° größer war und dadurch am Äquator– und nicht nur dort – völlig andere klima-tische Verhältnisse herrschten.

Several delta-like sediment deposits showthat at least during the early phases ofMartian history different climatic condi-tions prevailed. The OMEGA spectrome-ter on Mars Express identified sulfatesthat must have formed in the presenceof water. Both running water and stand-ing bodies of water episodically existedon the surface of Mars. But this water almost completely disappeared approxi-mately three billion years ago. From mo-re recent times significantly fewer signsof surface water could be identified –and today water is no longer streamingover the surface.

Quite spectacular are extraordinarily youngsurface features that could have beenshaped by glaciers. They give proof tothe extremely changeable climatic historyof the “Red Planet“. Surprisingly, theselandforms likely formed by glaciers occurin mid and low latitudes, and are even situated close to the equator – on theflanks of the Olympus Mons volcano, for example. At the western escarpmentof Olympus Mons there are signs for at least three episodes of glacial activity during the last 300 million years. Themost recent active period happened pro-bably only four million years ago and leftarcuate, lobate-shaped deposits coveredby a thick layer of rocky debris calledrock glaciers. Possibly ice could still befound under this protecting layer.

Scientists are assuming that these veryyoung remnants of an “ice age“ in mid-latitudes – which cannot be explainedunder current atmospheric conditions –has been caused by extreme variations in the inclination of Mars’ rotational axis.Model calculations show that the inclina-tion of the polar axis, today at about 25degrees, only four to five million yearsago was probably ten degrees higher, leading to completely different climaticconditions at the equator, and all overMars.

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Tafelberge in Cydonia.Table mountains in Cydonia.


Neben der Erforschung der Marsoberflächewird HRSC auch zur Atmosphärenforschungeingesetzt. So ermöglicht der geringe Zeit-unterschied zwischen den einzelnen HRSC-Detektoren erstmals die exakte Bestim-mung der Fortbewegungsgeschwindigkeitsogenannter „Staubteufel“ (Windhosen)aus der Marsumlaufbahn. Die von HRSCgemessenen Geschwindigkeiten liegenzwischen 25 bis 30 Metern pro Sekunde,wobei einzelne, bis zu mehreren tausendMetern hohe Staubteufel innerhalb kür-zester Zeit neu entstehen, aber auch insich zusammenfallen können.

Dank der elliptischen Umlaufbahn vonMars Express kreuzt das Raumschiff dieUmlaufbahn des Marsmondes Phobos,und es kommt immer wieder zu nahenVorbeiflügen. HRSC nutzt diese Möglich-keiten, um diesen Mond näher zu unter-suchen. Die bisher größte Annäherung betrug 150 Kilometer. Auf der Basis vonHRSC-Messungen konnte das auf Viking-Daten beruhende Modell der Gestalt vonPhobos für ein Drittel seiner Oberflächeum ein Vielfaches verbessert werden. Da-rüber hinaus konnten mit HRSC-Beobach-tungen auch aus größerer Entfernung dieBahnparameter für beide Marsmonde,Phobos und Deimos, deutlich verbessertwerden.

Besides for the exploration of the surfaceof Mars, HRSC is also used for atmo-spheric research. The short time passingbetween the individual recordings ofeach single HRSC detector line allows fora precise determination of the speed of“dust devils“ moving over the Martiansurface from orbit. These atmosphericphenomena sometimes can be as high asseveral kilometers. The speeds measuredby HRSC are as high as 25 to 30 metersper second, with single dust devils form-ing in short periods of time and also disintegrating rapidly.

Due to the elliptical orbit of Mars Expressthe spacecraft is crossing the orbit ofMars’ satellite Phobos from time to timeso that close encounters can occur. HRSCis making use of these opportunities toinvestigate Phobos from short distance.The closest flyby so far was accomplishedat only 150 kilometer’s distance. Basedon HRSC measurements the model forone third of the shape of Phobos’ sur-face, known from Viking image data,could be improved manifold. In addition,the HRSC observations of Phobos and Deimos from larger distances lead to anincreased precision of the orbital para-meters of these satellites.

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Klimawandel auf dem Mars | Climatic Changes on Mars

Blockgletscher in Deuteronilus Mensae .Rock glacier in Deuteronilus Mensae.


Daten für die ZukunftData for the Future

Die Bilddaten der HRSC, wie überhaupt diegesamten Messungen der sieben Experi-mente von Mars Express, können nochüber viele Jahre ausgewertet werden. Siesind ein Grundstock für die zukünftige Erforschung des Planeten Mars, die ihreFortsetzung in der Durchführung zunächstmehrerer Landemissionen Europas (Exo-Mars) und der USA in den kommendenzehn Jahren finden wird. Die topographi-schen Daten der Stereokamera dienen beider Auswahl von wissenschaftlich vielver-sprechenden Zielen als wertvolle Grundla-ge und können zudem bei der Beurteilungder Landesicherheit von großem Nutzensein. Mars Express ist ein Meilenstein in derErkundung des inneren Sonnensystems.

Both the images from HRSC and the dataof all seven experiments of Mars Expresscan be used for scientific analysis for yearsto come. They form the foundation for future research of planet Mars that willhave its continuation with several landingmissions, both by Europe (ExoMars) andthe United States in the next ten years.The topographical data of the stereo came-ra serve as a valuable base for the selectionof scientifically promising targets and willbe of good use for the evaluation of safe-ty aspects of future landing sites. Mars Express is a milestone in the exploration of the inner solar system.

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Südlicher Arm der Kasei Valles und Mensa Sacra.Southern arm of Kasei Valles and Mensa Sacra.


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Daten für die Zukunft | Data for the Future


Deutsches Zentrumfür Luft- und Raumfahrt e.V.in der Helmholtz-Gemeinschaft

German Aerospace CenterMember of the Helmholtz Association

Institut für Planetenforschung/Institue of Planetary Research

Rutherfordstraße 2D-12489 Berlin-Adlershofwww.DLR.de/pf

Prof. Dr. Ralf Jaumann, Ulrich Köhler

ziller design, Mülheim an der Ruhr

Buch- und Offsetdruckerei Richard Thierbach GmbH, Mülheim an der Ruhr

Berlin, September 2008

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Alle Bilder: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum),

außer: Seite 10: ESA/NASA/JPL Seite 11: DLR/EADS Astrium Seite 11: DLR/E. Hauber Seite 12: DLR/F. ScholtenPage 12: (Mars global):

NASA/MSSS

All Images: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum),

except:Page 10: ESA/NASA/JPL Page 11: DLR/EADS Astrium Page 11: DLR/E. Hauber Page 12: DLR/F. ScholtenPage 12: (Mars global):

NASA/MSSS

Quellenangabe

References


Dünenfeld in einem Einschlagskrater am Argyre-Becken.Dune field in an impact crater at the Argyre basin.


German Aerospace CenterMember of the Helmholtz Association

Institute of Planetary ResearchRutherfordstraße 2D-12489 Berlin-Adlershof

www.DLR.deInst

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Das DLR im Überblick

Das DLR ist das nationale Forschungszentrum der BundesrepublikDeutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt,Verkehr und Energie sind in nationale und internationale Koope-rationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist dasDLR als Raumfahrt-Agentur im Auftrag der Bundesregierung fürdie Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitätensowie für die internationale Interessenswahrnehmung zuständig.Das DLR fungiert als Dachorganisation für den national größtenProjektträger.

In 29 Instituten und Einrichtungen an den dreizehn StandortenKöln (Sitz des Vorstandes), Berlin, Bonn, Braunschweig, Bremen,Göttingen, Hamburg, Lampoldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffen-hofen, Stuttgart, Trauen und Weilheim beschäftigt das DLR ca.5.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Das DLR unterhält Bürosin Brüssel, Paris und Washington D.C.

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