MINERVA

Ausgangssituation / Motivation

Die ExoMars-Rover-Mission wird durch verschiedene Instrumente heterogene Datensätze von der Oberfläche des Mars liefern. Bilddaten werden für Aufgaben wie Auswahl wissenschaftlicher Ziele, Navigation, oder detaillierte mikroskopische visuelle Analyse für die Geologie erfasst.

Die Bilddaten werden durch georeferenzierte Sensordaten wie zum Beispiel aus dem WISDOM Instrument ergänzt, das einen Blick unter die Marsoberfläche mittels Radar erlaubt. Punktuelle Beobachtungen werden mittels Probebohrungen vom Analytic Labor Drawer (ALD) im Inneren des Rovers gemacht. Multispektrale Bilder vom Orbiter sind eine weitere wichtige Datenquelle.

Eine umfassende und effiziente Analyse dieser Fülle von Planetendaten erfordert einen ausgefeilten Workflow, der die Heterogenität berücksichtigt und einen Blick auf Daten-Zusammenhänge erlaubt.

Auch wenn die Instrumentendaten und ihre PDS4 Archiv-Schnittstellen bereits in den jeweiligen ROCC-to-Instrument ICDs (ROCC…Rover Operations Control Centre; ICD…Interface Control Document) festgelegt sind, fehlen derzeit Konzepte, um eine ganzheitliche Analyse aller vielfältigen wissenschaftlichen Daten einer ganzen Rover Mission zu unterstützen.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel des MINERVA Projekts ist es daher, zum ersten Mal eine ganzheitliche visuelle und analytische Unterstützung für Planetenforscher zu ermöglichen. Dadurch soll die Analyse nicht nur einfach beschleunigt werden, sondern die enge Integration heterogener Analysen in Echtzeit soll zusätzliche wissenschaftliche Erkenntnisse ermöglichen, die in bisher isolierten Analyseschritten schwer oder gar nicht erzielbar gewesen wären.

Wesentliche Herausforderungen umfassen dabei neben dem Datenumfang auch die Erforschung neuer interaktiver Darstellungsmethoden basierend auf, z.B., semantischen Annotationen, Meta-Informationen und Datenmodalitäten.

Methodische Vorgehensweise

Zur Evaluierung wird ein Softwareprototyp aus drei eng integrierten Komponenten erstellt:

1. Einer Datenbank für wissenschaftliche Datenprodukte, die auch Analyseergebnisse enthält.
2. Eine 3D Visualization Engine, um durch 3D-Produkte (Rekonstruktionen) der Marsoberfläche zu navigieren und darauf geologische Interpretationen mit einer Vielzahl von interaktiven Messwerkzeugen durchzuführen. Der Viewer bietet auch die wichtigsten GIS-Funktionalitäten, wie eine orthografische Ansicht, das Einblenden von Rover-Pfaden und Aufnahmepositionen.
3. Nicht-räumliche Visualisierungen zur Untersuchung von Daten, zur Entdeckung von versteckten Beziehungen, Eigenschaften und Zusammenhängen.

Neben dem wissenschaftlichen Anspruch in der Mission selbst bezieht sich die Forschung im Projekt auf das ganzheitliche Workflow-Problem und auf spezielle Anforderungen der ExoMars-Mission, sowie die Nutzung des Systems für künftige Missionen und ähnliche, terrestrische Anwendungen.

Erwartete Ergebnisse

Das Projekt fällt in die unmittelbare Vorbereitungs- und Trainingsphase der ExoMars-Mission 2020. Das MINERVA Ergebnis kann dabei von mehreren Instrumentengruppen in gemeinsamer Zusammenarbeit getestet werden.

Interesse wurde bereits in Form von Letters-of-Support bekundet, inklusive vom ROCC-Prime Thales Alenia Space Italy. Das innovative Konzept wird einen entscheidenden Fortschritt auf dem Gebiet der Datenexploration für die Planetenforschung erzielen.

Projektleitung

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH

Projektpartner:innen

• EOX IT Services GMBH
• VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Dipl.-Ing. Gerhard Paar
Steyrergasse 17
A-8010 Graz