18. Januar 2018
Mission Mars Express

Der Einschlagskrater Neukum: Marskrater nach deutschem Planetenforscher benannt

Perspektivische Ansicht des Kraters Neukum auf dem Mars
Bild 1/5, Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.

Perspektivische Ansicht des Kraters Neukum auf dem Mars

Die aus HRSC-Stereobilddaten abgeleiteten digitalen Geländemodelle ermöglichen die Berechnung von perspektivischen Ansichten der Marslandschaft. Damit lassen sich geologische Phänomene und Prozesse oft sehr viel besser als in einer Draufsicht visuell erfassen. In dieser Ansicht erkennt man gut den verwitterten Kraterrand und die Spuren verschiedener Meteoriteneinschläge.

Blick auf den Krater Neukum mit Dünenfeld
Bild 2/5, Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.

Blick auf den Krater Neukum mit Dünenfeld

Die vom DLR betriebene, hochauflösende Stereokamera HRSC auf Mars Express nimmt die Marsoberfläche gleichzeitig in hoher Auflösung, in 3D und mit vier Farbfiltern im sichtbaren Licht für die Farben Blau, Grün und Rot sowie in Wellenlängen des nahen Infrarots auf. Diese aus dem senkrecht auf den Mars gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen erzeugte, kontrastverstärkte Echtfarbendarstellung lässt gut Materialunterschiede in der sonst meist sehr eintönigen Marsoberfläche erkennen. Auffallend sind insbesondere das dunkle Dünenfeld innerhalb des Kraters sowie helle Ablagerungen am Kraterboden westlich des Dünenfeldes. Die Entstehung dieser Ablagerungen ist noch nicht geklärt.

Topographische Übersichtskarte der Region Noachis Terra
Bild 3/5, Quelle: NASA/JPL/MOLA, FU Berlin.

Topographische Übersichtskarte der Region Noachis Terra

Diese aktuellen HRSC-Bilder zeigen den Einschlagskraters "Neukum", der sich in der Region Noachis Terra befindet. Die Region liegt im dicht mit Kratern übersäten südlichen Marshochland und ist ungefähr 800 Kilometer vom östlichen Rand der Hellas Planitia entfernt - dem größten Einschlagsbecken auf dem Mars. Die im Artikel beschriebenen Aufnahmen entstammen dem kleinen Rechteck innerhalb der größeren HRSC-Bildstreifen.

3D-Ansicht des Kraters Neukum
Bild 4/5, Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.

3D-Ansicht des Kraters Neukum

Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal des vom DLR betriebenen Kamerasystems HRSC auf der ESA-Sonde Mars Express und einem der vier schrägblickenden Stereokanälen lassen sich sogenannte Anaglyphenbilder erzeugen. Sie ermöglichen bei der Verwendung einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen realistischen, dreidimensionalen Blick auf die Landschaft. Die räumliche Betrachtung lässt gut das Besondere am Krater Neukum erkennen: Er hat eine komplexe innere Struktur mit einem großen dunklen Dünenfeld sowie zwei flachen Gruben im Kraterboden.

Falschfarbendarstellung der Topographie des Kraters Neukum
Bild 5/5, Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.

Falschfarbendarstellung der Topographie des Kraters Neukum

Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Stereokanälen der Kamera HRSC lassen sich digitale Geländemodelle der Marsoberfläche in einer Genauigkeit von bis zu zehn Metern pro Bildpunkt (Pixel) ableiten. In diesen farbkodierten Darstellungen lassen sich gut die absoluten Höhen über einem Bezugsniveau, dem Areoiden (vom griechischen Wort für den Mars, Ares, abgeleitet) darstellen. Anhand der Farbskala oben rechts im Bild können diese Höhenwerte abgelesen werden.

  • Marskrater nach dem 2014 verstorbenen deutschen Physiker und Planetenforscher Gerhard Neukum benannt, der die HRSC entwickelte.
  • Der Krater hat eine komplexe Struktur und besitzt ein großes dunkles Dünenfeld.
  • Schwerpunkt(e): Raumfahrt, Planetenforschung

Am 29. September 2017 wurde von der Internationalen Astronomischen Vereinigung (IAU) ein 102 Kilometer großer Einschlagskrater im südlichen Hochland des Mars nach dem 2014 verstorbenen deutschen Physiker und Planetenforscher Gerhard Neukum benannt.

Am 29. September 2017 wurde von der Internationalen Astronomischen Vereinigung (IAU) ein Mars-Krater nach dem 2014 verstorbenen deutschen Physiker und Planetenforscher Gerhard Neukum benannt. Neukum entwickelte während seiner Zeit als Wissenschaftler an den DLR-Standorten Oberpfaffenhofen und Berlin-Adlershof zwischen 1988 und 1996 die High Resolution Stereo Camera (HRSC) und war bis 2013 Principal Investigator (PI) dieses Kameraexperiments. Ein kürzer Rückblick auf sein Wirken.

Der Physiker und Planetenforscher Gerhard Neukum leistete maßgebliche Beiträge zur Erforschung des Sonnensystems. Nach seiner Dissertation im Jahr 1971 in Heidelberg verbrachte Neukum im Zuge seiner Tätigkeit am Max-Planck-Institut für Nuklearphysik unter anderem ein halbes Jahr bei der NASA am berühmten "Lunar Receiving Lab" in Houston. Dort untersuchte er Proben von Mondgestein, die von den Astronauten der Apollo-Missionen zur Erde gebracht wurden. Dabei wurde sein Interesse für die Altersbestimmung der Oberflächen von festen Körpern im Sonnensystem geweckt.

Über die Methode der statistischen Untersuchung der Häufigkeiten von Einschlagskratern unterschiedlicher Größe auf einer geologisch gebildeten Oberfläche gelang es Neukum, seit den 1970er-Jahren Standards bei der Altersbestimmung der Landschaften vor allem auf dem Mond, aber auch dem Mars, dem Merkur, der Jupitermonde und sogar den ersten aus der Nähe fotografierten Asteroiden zu setzen. Im Laufe der Jahre entwickelte Neukum ein Modell der Chronologie des Asteroidenbombardements der Körper im inneren Sonnensystem während ihrer viereinhalb Milliarden Jahre langen Entwicklung.

Nach weiteren fünf Jahren an der Ludwig-Maximilian-Universität in München, wo er habilitiert wurde, kam Gerhard Neukum 1981 zum Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Dort leitete er zunächst die Abteilung für Planetenfernerkundung am damaligen Institut für Optoelektronik. Am DLR-Standort Oberpfaffenhofen begannen Neukum und ein kleines Team von Geowissenschaftlern und Ingenieuren gegen Ende der 1980er-Jahre mit der Entwicklung einer Stereokamera für die systematische topographische Kartierung des Mars - die High Resolution Stereo Camera (HRSC). Mit der HRSC wurde eine völlig neue Methode der fotografischen Erfassung und Kartierung einer Planetenoberfläche eingeführt: Einem Scanner gleich tasten neun quer zur Flugrichtung des Satelliten angeordnete lichtempfindliche Sensoren die unter der Raumsonde vorbeiziehende Landschaft unter verschiedenen Winkeln ab. Aus den simultan aufgezeichneten Daten der vier Stereo- und den vier Farbkanälen sowie dem senkrecht nach unten blickenden Nadirkanal lassen sich digitale Geländemodelle in Echtfarben erzeugen. Das Ziel des Experiments war die globale topographische Kartierung des Mars in der für damalige Verhältnisse bahnbrechenden Auflösung von 10 bis 20 Metern pro Bildpunkt (Pixel).

Das erste weltraumtaugliche Exemplar der HRSC wurde für den russischen Marsorbiter Mars 96 gebaut. Auf Mars 96 startete auch eine zweite DLR-Kamera, der "Wide-Angle Optoelectronic Stereo Scanner" (WAOSS), der ursprünglich am Institut für Kosmosforschung (IKF) der Akademie der Wissenschaften der ehemaligen DDR entwickelt wurde. Von1993 bis 2003 war Professor Neukum Direktor des neugegründeten DLR-Instituts für Planetenerkundung in Berlin-Adlershof. Ab 1997 lehrte er als Professor für Planetologie an der Freien Universität Berlin, wo er nach seinem Ausscheiden beim DLR ab 2002 bis zu seinem Ruhestand 2014 wirkte.

Die Europäische Weltraumorganisation ESA beschloss 1998 den Bau der Raumsonde Mars Express als Ersatz für die 1996 fehlgeschlagenen russische Mission Mars 96. Der Zusatz 'Express' begründete sich in dem Umstand, das ein günstiges "Startfenster" 2003 (als sich Erde und Mars mit 54 Millionen Kilometer Entfernung kurzzeitig so nahe standen wie nur ganz selten) eine einmalige Chance bot, günstig zum Mars zu kommen. Mars Express startete am 2. Juni 2003 mit einem zweiten für den Einsatz im Weltraum umfangreich getesteten HRSC-Experiment. Dieses Mal ging alles gut: Seit dem Weihnachtstag 2003 befindet sich Mars Express in einer Marsumlaufbahn. Am 10. Januar 2004 trafen die ersten Bilddaten der HRSC beim Kamerateam des DLR in Berlin-Adlershof und bei Professor Neukum und seinem Team an der FU Berlin ein. Für die Planetenforschung war dies ein großer Moment. Mars Express ist noch heute als Mission aktiv und hat fast 18.000 Umläufe um den Mars absolviert. Die HRSC funktioniert nach wie vor fehlerfrei. Das DLR und die FU Berlin verarbeiten die HRSC-Rohdaten gemeinsam zu wissenschaftlich nutzbaren Bilddaten und digitalen Geländemodellen. Die HRSC ist das umfangreichste deutsche Experiment der Planetenforschung.

Gerhard Neukum war auch an einigen weiteren Experimenten von bedeutenden Planetenmissionen beteiligt, so an den Kameras der großen NASA-Missionen Galileo zum Jupiter und Cassini zum Saturn, wie auch an der am DLR-Institut für Planetenforschung und dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen gebauten Kamerasystem für die NASA-Asteroidensonde Dawn. Neukum war ein Universalist, der stets versuchte zu verstehen, wie alles mit allem im Sonnensystem zusammenhängt. Durch seine "Schule" gingen zahlreiche junge Planetenforscher, die von seinem Enthusiasmus und seiner Begeisterungsfähigkeit angesteckt wurden und heute seine Forschung weiter entwickeln.

entwickelte während seiner Zeit als Wissenschaftler an den DLR-Standorten Oberpfaffenhofen und Berlin-Adlershof zwischen 1988 und 1996 die High Resolution Stereo Camera (HRSC) und war bis 2013 Principal Investigator (PI) dieses Kameraexperiments. Die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt betriebene, hochauflösende Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express sendete am 10. Januar 2004 die ersten Bilddaten zur Erde und liefert auch heute noch Bilder in höchster Qualität von der Marsoberfläche.

Diese aktuellen HRSC-Bilder zeigen den Einschlagskraters "Neukum", der sich in der Region Noachis Terra befindet. Die Region liegt im dicht mit Kratern übersäten südlichen Marshochland und ist ungefähr 800 Kilometer vom östlichen Rand der Hellas Planitia entfernt - dem größten Einschlagsbecken auf dem Mars. Noachis Terra ist für zahlreiche Dünenfelder bekannt, die sich am Boden großer Einschlagskrater sammeln.

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Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Komplexer Krater mit dunklen Dünen

Das Besondere am Krater Neukum ist seine komplexe innere Struktur: Ins Auge fallen sofort ein großes dunkles Dünenfeld sowie zwei flache Gruben im Kraterboden. Am inneren Kraterrand sind außerdem Ablagerungen von Hangrutschungen und mögliche gletscherartige Strukturen zu sehen. Trotz seines Durchmessers von etwas mehr als 100 Kilometern ist der Krater nur eineinhalb Kilometer tief. Der flache Boden ist ein Hinweis darauf, dass der Krater nach seiner Entstehung vor etwa vier Milliarden Jahren mehrfach von sedimentären Ablagerungen überdeckt und verfüllt wurde. Das bestätigen auch die Alter der geologischen Einheiten im Kraterinneren, von denen die jüngsten nur etwa 66 Millionen Jahre alt sind. Der Rand und das Auswurfmaterial des Kraters Neukum sind stark verwittert, da sie über Millionen von Jahren von unzähligen Meteoriten getroffen, und von Wasser und Wind überprägt und dadurch immer mehr erodiert wurden.

Das Dünenfeld im Krater misst circa 12 Mal 17 Kilometer. Anders als auf der Erde sind die meisten Dünenfelder des Mars dunkel, weil sie aus vulkanischem, dunklem, meist aus Asche gebildetem Material bestehen. Die Dünen haben eine längliche Form und sind senkrecht zur vorherrschenden Windrichtung orientiert, weshalb sie auch als Transversaldünen bezeichnet werden. Vor allem am nördlichen Rand des Dünenfeldes sind außerdem einzelne Sicheldünen, sogenannte Bachane, zu erkennen. An den Rändern dieses dunklen Dünenfeldes wachsen diese seitlich ineinander. Innerhalb des Dünenfeldes sind die steil abfallenden Seiten der Dünen meist nach Westen orientiert, was eine vorherrschende Windrichtung aus Osten anzeigt. Zusätzlich haben Winde aus östlicher und südlicher Richtung den feinen dunklen Sand ausgeblasen, der sich anschließend in Form von dünnen Sanddecken nördlich und westlich des Dünenfeldes wieder ablagerte. Bei der detaillierten Betrachtung der Dünenfronten sind mehrere kleine, hangabwärts gerichtete Sandlawinen zu sehen. Diese deuten darauf hin, dass diese Dünen noch aktiv bewegbar sind und ihre Oberflächen nicht verfestigt wurden.

Auffällig sind außerdem helle Ablagerungen am Kraterboden westlich des Dünenfeldes. Die Entstehung dieser Ablagerungen ist noch nicht geklärt. Möglicherweise handelt es sich dabei um verwitterungsresistentes, offen zutage liegendes Gesteinsmaterial oder chemisch veränderte Sedimente.

  • Bildverarbeitung

    Das Mosaik wurde aus drei Orbitstreifen zusammengesetzt (2529, 4346, 4357). Der Bildausschnitt liegt etwa bei 26 Grad bis 31 Grad östlicher Länge und 42 Grad bis 47 Grad südlicher Breite. Das Farbmosaik wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt, die perspektivische Schrägansicht wurde aus den Stereokanälen der HRSC berechnet. Die in Regenbogenfarben kodierte Aufsicht beruht auf einem digitalen Geländemodell der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt. Der Referenzkörper für das HRSC-DTM ist eine Äquipotentialfläche des Mars (Areoid).

  • Das HRSC-Experiment auf Mars Express

    Die High Resolution Stereo Camera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 51 Co-Investigatoren, die aus 35 Institutionen und 11 Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben.

Kontakt
  • Elke Heinemann
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Politikbeziehungen und Kommunikation
    Telefon: +49 2203 601-2867
    Telefax: +49 2203 601-3249
    Linder Höhe
    51147 Köln
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  • Prof. Dr. Ralf Jaumann
    Abteilungsleitung
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Planetenforschung
    Telefon: +49 30 67055-400
    Telefax: +49 30 67055-402
    Rutherfordstraße  2
    12489 Berlin
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  • Dr. Daniela Tirsch
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Planetenforschung
    Telefon: +49 30 67055-488
    Telefax: +49 30 67055-402
    Rutherfordstraße  2
    12489 Berlin
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  • Ulrich Köhler
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Planetenforschung
    Telefon: +49 30 67055-215
    Telefax: +49 30 67055-303
    Rutherfordstraße  2
    12489 Berlin
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Bilder zum Thema
  • Perspektivische Ansicht des Kraters Neukum auf dem Mars

    Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.  |  Download
    Die aus HRSC-Stereobilddaten abgeleiteten digitalen Geländemodelle ermöglichen die Berechnung von perspektivischen Ansichten der Marslandschaft. Damit lassen sich geologische Phänomene und Prozesse oft sehr viel besser als in einer Draufsicht visuell erfassen. In dieser Ansicht erkennt man gut den verwitterten Kraterrand und die Spuren verschiedener Meteoriteneinschläge.
  • Blick auf den Krater Neukum mit Dünenfeld

    Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.  |  Download
    Die vom DLR betriebene, hochauflösende Stereokamera HRSC auf Mars Express nimmt die Marsoberfläche gleichzeitig in hoher Auflösung, in 3D und mit vier Farbfiltern im sichtbaren Licht für die Farben Blau, Grün und Rot sowie in Wellenlängen des nahen Infrarots auf. Diese aus dem senkrecht auf den Mars gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen erzeugte, kontrastverstärkte Echtfarbendarstellung lässt gut Materialunterschiede in der sonst meist sehr eintönigen Marsoberfläche erkennen. Auffallend sind insbesondere das dunkle Dünenfeld innerhalb des Kraters sowie helle Ablagerungen am Kraterboden westlich des Dünenfeldes. Die Entstehung dieser Ablagerungen ist noch nicht geklärt.
  • Topographische Übersichtskarte der Region Noachis Terra

    Quelle: NASA/JPL/MOLA, FU Berlin.  |  Download
    Diese aktuellen HRSC-Bilder zeigen den Einschlagskraters "Neukum", der sich in der Region Noachis Terra befindet. Die Region liegt im dicht mit Kratern übersäten südlichen Marshochland und ist ungefähr 800 Kilometer vom östlichen Rand der Hellas Planitia entfernt - dem größten Einschlagsbecken auf dem Mars. Die im Artikel beschriebenen Aufnahmen entstammen dem kleinen Rechteck innerhalb der größeren HRSC-Bildstreifen.
  • 3D-Ansicht des Kraters Neukum

    Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.  |  Download
    Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal des vom DLR betriebenen Kamerasystems HRSC auf der ESA-Sonde Mars Express und einem der vier schrägblickenden Stereokanälen lassen sich sogenannte Anaglyphenbilder erzeugen. Sie ermöglichen bei der Verwendung einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen realistischen, dreidimensionalen Blick auf die Landschaft. Die räumliche Betrachtung lässt gut das Besondere am Krater Neukum erkennen: Er hat eine komplexe innere Struktur mit einem großen dunklen Dünenfeld sowie zwei flachen Gruben im Kraterboden.
  • Falschfarbendarstellung der Topographie des Kraters Neukum

    Quelle: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.  |  Download
    Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Stereokanälen der Kamera HRSC lassen sich digitale Geländemodelle der Marsoberfläche in einer Genauigkeit von bis zu zehn Metern pro Bildpunkt (Pixel) ableiten. In diesen farbkodierten Darstellungen lassen sich gut die absoluten Höhen über einem Bezugsniveau, dem Areoiden (vom griechischen Wort für den Mars, Ares, abgeleitet) darstellen. Anhand der Farbskala oben rechts im Bild können diese Höhenwerte abgelesen werden.

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