LROC - Das Kamera-Experiment

Oben: Eine der beiden hochauflösenden Kameras (NAC) - zum Größenvergleich sind ein 88,9 mm großes Taschenmesser und ein Hammer abgebildet.
Unten: Die Weitwinkelkamera (WAC) mit demselben Taschenmesser.

© Malin Space Science Systems, Inc.

Die Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) besteht insgesamt aus drei Kameraköpfen: zwei hochauflösenden Kameras (Narrow Angle Cameras, NACs) und einer Weitwinkelkamera (Wide Angle Camera, WAC).

Die beiden baugleichen NACs bestehen jeweils aus einem 700-mm-Objektiv, das Motive auf je eine CCD-Zeile mit 5.000 Pixel abbildet. Die beiden CCD-Zeilen sind quer zur Flugrichtung des Orbiters so angeordnet, dass die aufgenommenen Bilder sich leicht überlappen. Die Bildaufnahme der NACs erfolgt nach dem Scanner-Prinzip (auch als Push-Broom Verfahren bekannt): Während der Vorwärtsbewegung der Raumsonde auf ihrer polaren, vergleichsweise niedrigen (50 km) Umlaufbahn wird die Mondoberfläche zeilenweise abgetastet. Das  Zusammenfügen der einzelnen Bildstreifen der beiden NACs resultiert dann in panchromatischen (schwarz-weißen) Bildern von 5 km breiten und 25 km langen Geländestreifen. Die NACs werden auf diese Weise im ersten Jahr etwa 10 % der Mondoberfläche mit einer noch nie dagewesenen Auflösung von 0,5 m pro Pixel erfassen.

Die WAC Bilder haben bei einem 50 km Orbit eine Auflösung von etwa 100 m pro Pixel und bilden Geländestreifen von maximal 100 km Breite ab. Die Mondoberfläche wird dabei in fünf verschiedenen Farbbereichen (Wellenlängen von 310-680 nm) und zusätzlich in UV aufgenommen. Dies wird ermöglicht durch zwei Weitwinkelobjektive (sichtbares Spektrum: 6 mm Brennweite und UV: 4,7 mm Brennweite), die beide auf denselben 1.000 x 1.000 Pixel großen CCD-Flächensensor abbilden. Mit den fünf Farb- und zwei UV-Filtern, die direkt über dem CCD-Flächensensor montiert sind, wird der Bildsensor in verschiedene Bildbereiche unterteilt. Die fertigen Aufnahmestreifen entstehen letztendlich nach dem sogenannten "Push-Frame-Verfahren", einer Kombination aus herkömmlicher Fotografie und dem Scanner-Prinzip. Um am Ende zusammenhängende Bilder getrennt nach Spektralbereich zu erhalten, wird die Mondoberfläche während des Überflugs des Orbiters so schnell hintereinander fotografiert, dass die Bildausschnitte der einzelnen Farbbereiche sich mit den jeweils folgenden überlappen und so zusammengefügt werden können.
Darüberhinaus gehört zur Ausstattung der LROC noch ein Sequenz- und Kompressions-Modul (SCS - Sequence and Compressor System), das für die richtige Reihenfolge der Bilderfassungen aller Kameraköpfe und die Komprimierung der gewonnenen Bilddaten sorgt, bevor sie an die Raumsonde übergeben werden.

Das LROC-Experiment steht unter der wissenschaftlichen Leitung von Principal Investigator (PI) Prof. Mark Robinson von der Arizona State University. Gebaut wurde die Kamera am Malin Space Science Systems (MSSS) in San Diego, Kalifornien. Es handelt sich um eine modifizierte Version zweier Instrumente der Mars Reconnaissance Orbiter Mission: der ConTeXt Camera (CTX) und des MARs Color Imager (MARCI). Verantwortlich für sowohl den Betrieb der Kamera als auch die Prozessierung der Daten während der gesamten Mission ist das an der Arizona State University eingerichtete Science Operations Center (SOC).

Quellen: NASA und Arizona State University