Zusammenfassung:
Laut der offiziellen Website der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und den offiziellen sozialen Medien von IBM Research haben die beiden Institutionen das erste Mondmodell veröffentlicht und als Open Source bereitgestellt. Die Modellgewichte und der Code stehen Forschern auf der ganzen Welt zum Herunterladen, Feinabstimmen und Testen zur Verfügung. Dies ist eines der ersten öffentlich verfügbaren intelligenten Analysetools speziell für die Mondforschung. Ziel ist es, jahrzehntelange verstreute Mondbeobachtungsdaten in wiederverwendbare Analysewerkzeuge für die Kartierung von Kratern, die Identifizierung vulkanischer Landformen und die Bewertung des Potenzials von polarem Wassereis umzuwandeln.
Das „NASA-IBM-Modell“ reproduziert das Muster der Mondeiserkennung (von blau nach gelb) und behält viele der feinen Erkundungsmuster in den Referenzdaten bei. Bildquelle: NASA/IBM Research Institute
Die Mondforschung ist seit langem mit dem Widerspruch zwischen großen Datenmengen und Schwierigkeiten bei der Integration konfrontiert. Die Trainingsdaten für dieses Modell stammen hauptsächlich vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA. LRO befindet sich seit etwa 17 Jahren im Orbit und deckt den größten Teil der Mondoberfläche ab. Sein Datenumfang übertrifft den der anderen Planetenmissionen der NASA zusammen. Das Modell verwendet etwa 2 Millionen Mondbildschnitte, darunter mehr als 1 Million Schmalwinkelkamerabilder mit einer Auflösung von 1 Meter und fast 964.000 Multispektralbilder mit einer Auflösung von 100 Metern, und integriert Gelände- und Fernerkundungsdaten von GRAIL Gravity, Lunar Prospector und Japans JAXA SELENE-Missionen. In Verbindung mit dem veröffentlichten Datensatz werden 9 Instrumente, 4 Aufgaben und mehr als 30 räumlich ausgerichtete Datenschichten integriert, um das Problem zu lösen, dass unterschiedliche Auflösungen und Lasten nur schwer einheitlich aufgerufen werden können.
Dieses Modell ist für die Erforschung der Mondressourcen von großer Bedeutung. Die Temperatur der permanenten Schattenkrater des Mondes ist extrem niedrig und kann Wassereis für Millionen von Jahren konservieren, was eine direkte Beobachtung mit optischen Mitteln erschwert. Das Modell integriert Beobachtungen mit mehreren Auflösungen und mehreren Modalitäten, um das Vorkommen und die Stabilität von Polareis abzuschätzen, und hilft Forschern, den Umfang der Feldverifizierung einzugrenzen. Wassereis ist nicht nur mit Trinkwasser und Atemsauerstoff der Mondbasis verbunden, sondern kann durch Elektrolyse auch Sauerstoff und Wasserstoff produzieren, um Treibstoffrohstoffe für Weltraummissionen bereitzustellen. Dies ist der Ausgangspunkt für langfristige bemannte Missionen zum Mond und anschließende Missionen zum Mars.
Gleichzeitig kann das neue Modell im Hinblick auf die sichere Landung zukünftiger Raumfahrzeuge und das geologische Verständnis von Landeplätzen bei der schnellen Extraktion und Klassifizierung von Kratern helfen und so den Arbeitsaufwand für die manuelle Interpretation verringern.
Dieses Modell ist in die Strategie „Wissenschaftliche künstliche Intelligenz“ des Chief Scientific Data Office der NASA integriert und wird von mehreren Zentren, Universitäten und Forschungsinstituten gemeinsam vervollständigt. Für die akademische Gemeinschaft ist ein einheitlicher und reproduzierbarer Monddatensatz weitaus wichtiger als ein einzelner Algorithmus-Indikator. Zukünftige Monderkundungsmissionen werden weiterhin neue Bilder produzieren, und Forscher können dasselbe Modell verfeinern, um Beobachtungen aus mehreren Missionen und Zeiträumen zu einem konsistenten Verständnis zu verbinden, anstatt das Rad jedes Mal neu zu erfinden.
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