Der Mars ist bereits seit den frühen 1960er Jahren Ziel verschiedener Raumfahrtmissionen. Viele Sonden, die der Erkundung dienen sollten, wurden zu unserem äußeren Nachbarplaneten geschickt. Von diesen absolvierten jedoch nur ca. ein Drittel die geplanten Missionen erfolgreich. Nach Projekten von Russland, Japan und den USA ist Mars Express die erste europäische Mission zum Mars. Sie erreichte nach halbjährigem Flug den Planeten am 25. Dezember 2003. Die Mission, die anfangs lediglich ein Marsjahr (ca. 23 Erdmonate) dauern sollte, wurde durch ihren Erfolg bis heute mehrmals verlängert. Sie sucht nach Spuren von Wasser und geht so auch der Frage nach, ob es einmal Leben auf dem Mars gegeben haben kann.
HRSC – High Resolution Stereo Camera. Bild: DLR (CC-BY 3.0)
An Bord von Mars Express befindet sich eine im DLR Berlin entwickelte hochauflösende Stereokamera. Sie heißt HRSC (High Resolution Stereo Camera) und stellt Deutschlands wichtigsten Beitrag zu dieser Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA dar. Zum ersten Mal in der Geschichte der Raumfahrt bildet eine Spezialkamera eine Planetenoberfläche systematisch dreidimensional und in Farbe ab. Die räumliche Auflösung der Stereobilder übertrifft die aller bis dahin aufgezeichneten topographischen Daten der Marsoberfläche deutlich und ermöglicht den Wissenschaftlern, Details mit einer Größe von 10 bis 30 Metern dreidimensional zu analysieren.
Darstellung der Generierung eines Rot-Cyan-Anaglyphenbildes. Bild: www.wikipedia.de
An unserer Experimentstation zum Thema Mars werden unterschiedliche 3D-Verfahren vorgestellt. Die Jugendlichen bauen ihre 3D-Brille zum Mitnehmen und erfahren, wie eigene 3D-Aufnahmen erstellt werden können. Außerdem werden hier mehrere 3D-Verfahren vorgestellt: die Anaglyphen- und Polarisationstechnik, die Shuttermethode und die Autostereoskopie.
Voraussetzung für die leicht nachnutzbare Anaglyphentechnik sind zwei „Halbbilder“, die jeweils in komplementäre Farben gemischt werden. Für das „Einfärben“ der Bilder wird ein Bildbearbeitungsprogramm wie Photoshop oder GIMP genutzt. Mit diesem im Schülerlabor angewendeten Verfahren erstellen die Jugendlichen ihr eigenes 3D-Bild mit Hilfe einer handelsüblichen Digitalkamera.
Funktionsprinzip des autostereoskopischen Displays. Bild: www.seereal.com
Mit der neusten Technik, der Autostereoskopie, ist der 3D-Effekt ohne Verwendung einer 3D-Brille realisierbar. Das Verfahren bei dem das ausgesendete Licht der Bildpixel durch speziell angeordnete kleine bewegliche Prismen in die Augen geleitet wird, erinnert an das Prinzip der „Wackelbilder“. Diesen Sachverhalt sollen die Jugendlichen an der Experimentierstation erkennen und eine eigene Erklärung des Verfahrens erarbeiten.