Wissenschaftliche Ziele
ROLIS ist eine miniaturisierte CCD-Kamera, die vom Lander-Balkon aus nach unten schaut. Von dort kann ROLIS ca. 40 x 40 cm der Kometenoberfläche unterhalb des Landers mit einer Auflösung von 0,4 mm/Pixel beobachten. Um das Blickfeld zu beleuchten, ist eine LED-Beleuchtungseinheit integriert, die alternativ in den Farben Rot, Blau, Grün und im nahen Infrarot leuchtet.
Kurz vor der Landung wird ROLIS hochauflösende Bilder vom Landeplatz und dessen Umgebung aufnehmen. Von den Bildern der Kometenoberfläche wird Auskunft über einen möglicherweise vorhandenen Staubmantel, einer Kometenkruste und freiliegendem Eis erwartet.
Die Bilder in vier Spektralkanälen erlauben es, die räumliche Information mit Spektraldaten zu ergänzen. Zwar lassen der begrenzte Spektralbereich und die Spektralauflösung keine exakte Mineralogie zu, jedoch kann aus den ROLIS-Bilder eine grobe Klassifikation der festen Bestandteile der Kometenoberfläche zwischen karbonischen und organischen Materialen bzw. Silikaten abgeleitet werden.
Von den Bildern kurz vor und nach der Landung werden Erkenntnisse über die Oberflächeneigenschaften des Kometen erwartet, sowie eine Informationen über die Vielfalt von Oberflächenstrukturen. Somit ist ROLIS eine ideale Verknüpfung zwischen den wissenschaftlichen Beobachtungen des Rosetta Orbiters und den Analysen der verschiedenen Landerinstrumente.
Instrumentbeschreibung
Das ROLIS-Instrument wurde im DLR Institut für Planetenforschung entwickelt und gebaut. Die allergrößte Herausforderung waren die strengen Masse- und Energieanforderungen des Landers.
Die ROLIS-Elektronik besteht aus zwei Einheiten: dem Kamerakopf (CHE) sowie der Hauptelektronik (IME).
Der ROLIS Kamerakopf
Der Kamerakopf beinhaltet den CCD-Sensor mit entsprechender Ausleseelektronik, sowie die Steuerelektronik für den Linesenmotor und die Beleuchtung in einem sehr kompakten Aufbau. Er funktioniert bei Temperaturen bis zu 120 K (-150°C) mit minimalem Leistungsverbrauch. Die CCD ist ein Thomson Frame-Transfer-Sensor mit 1024 × 1024 Bildpunkten und elektronischem Verschluß von 1 Millisekunde bis zu 60 Sekunden. Die Auslesezeit des Sensors beträgt 1,6 Sekunden. Die Daten werden mit 14-Bit Genauigkeit digitalisiert über eine schnelle serielle Verbindung zur IME übertragen.
ROLIS Hauptelektronik (IME)
Die ROLIS-IME befindet sich innerhalb des Wärmeschutzes des Landers, zusammen mit vielen andere wissenschaftlichen Geräten. Sie basiert auf der Rosetta Lander Common-DPU, die vom ROLIS-Team entwickelt wurde, ergänzt um ein Speicher- und Kamera-Interface-Modul sowie einer notwendigen Spannungsaufbereitung.
Die Aufgaben der ROLIS-IME sind die Kommandoverbindung zum Lander, die Zwischenspeicherung der ROLIS-Bilder, Bildbearbeitung und Kompression sowie die Weiterleitung der Daten zum Lander. Zusätzlich dient die ROLIS-IME auch als Zwischenspeicher für Kommandos und vor allem von Daten für das ÇIVA-Experiment (siehe unten).
Wavelet Bilddatenkompression
Eine Region-Of-Interest (ROI) Kodierung erlaubt es, interessante Bildteile mit besserer Auflösung zu übertragen, als den Rest des Bildes und somit sehr flexibel auf alle vorstellbaren Missionsbedingungen zu reagieren. Die komprimierten Daten werden in Blöcken von 64 x 64 Waveletkoeffizienten übertragen, um ROLIS robust gegenüber möglichen Übertragungsfehlern und Datenverlust zu machen.