Wie Drohnen Wissenschaftlern helfen, Meteoriten zu finden.

Meteoriten bieten faszinierende Hinweise darauf, wie das frühe Sonnensystem aussah. Aber sie zu finden ist weit entfernt von Raketenwissenschaft. Oft durchstreifen Forscher einfach eine Landschaft und laufen stundenlang und starren auf den Boden. Jetzt setzen einige Wissenschaftler Drohnen und maschinelles Lernen ein, um frisch gefallene Meteoriten wesentlich effizienter zu entdecken.

Ein Team von sechs Personen auf einer Meteoritenjagdexpedition kann pro Tag etwa 200.000 Quadratmeter absuchen, sagt Seamus Anderson, ein Planetenwissenschaftler an der Curtin University in Perth, Australien. Da der Bereich, über den ein Cluster von Meteoriten fällt, in der Regel nicht genauer als auf wenige Millionen Quadratmeter eingegrenzt werden kann, kann die Suche eine Weile dauern, sagt er. "Es ist ziemlich langsam."

Um das Jahr 2016 begann Anderson mit dem Konzept, Drohnen zu nutzen, um Fotos vom Boden aufzunehmen und nach Meteoriten zu suchen. Diese Idee entwickelte sich zu einem Promotionsprojekt. Im Jahr 2022 berichtete er und seine Kollegen über die erste erfolgreiche Bergung eines mit einer Drohne entdeckten Meteoriten. Seitdem haben sie an einem anderen Ort vier weitere Meteoriten gefunden, berichtete das Team am 17. August in Los Angeles bei einem Treffen der Meteoritical Society.

Drohnengestützte Suchen sind viel schneller als die herkömmliche Vorgehensweise, sagt Anderson. "Sie reduzieren den menschlichen Aufwand von etwa 300 Tagen auf etwa ein Dutzend oder so." Es ist auch eine interessante und aufregende Arbeit, sagt er, aber es gibt auch Herausforderungen.

Anderson und seine Mitarbeiter haben Drohnen eingesetzt, um nach Meteoriten in entlegenen Teilen von Westaustralien und Südaustralien zu suchen. Das Team wird durch Netzwerke von bodengestützten Kameras über einen Fallort informiert, die Meteoriten kartieren, die durch die Atmosphäre der Erde fliegen. Dann beginnt die Suche.

Die Forscher packen ein Allradfahrzeug mit Drone- und Computerausrüstung, Batterieladestationen, Generatoren, Treibstoff, Lebensmitteln, Campingausrüstung, Tischen, Stühlen und mehr. Die Fahrt zum Fallort kann mehr als einen Tag dauern, oft auf rauen oder nichtexistenten Straßen, sagt Anderson. "Man hofft, dass man keinen Reifen platzen lässt."

Nach der Ankunft lässt das Team seine Hauptdrohne in einer Höhe von etwa 20 Metern fliegen. Ihre Kamera macht einmal pro Sekunde ein Bild vom Boden, und die Forscher laden die Daten etwa alle 40 Minuten herunter, wenn die Drohne landet, um frische Batterien zu erhalten.

Ein typischer Tag des Fliegens kann über 10.000 Bilder ergeben, die dann digital in etwa 100 Millionen kleinere Abschnitte unterteilt werden. Diese "Kacheln", jeweils 2 Meter auf jeder Seite, werden in einen maschinellen Lernalgorithmus eingespeist, der darauf trainiert wurde, Meteoriten anhand von Bildern der realen Sache oder terrestrischen, schwarz besprühten Steinen zu erkennen. Letztere sind überzeugende Stellvertreter für echte Meteoriten, sagt Anderson.

Der Algorithmus ist gut, aber nicht perfekt. Er wirft automatisch die meisten Kacheln weg - normalerweise mehr als 99 Prozent -, die keine meteoritenähnlichen Objekte enthalten. Doch das lässt immer noch etwa 50.000 Kacheln nach einem Tag Flug übrig, die von einem Menschen manuell überprüft werden müssen, sagt Anderson.

Die meiste Zeit enthalten diese Kacheln Dinge, die eindeutig keine Meteoriten sind: Tierkot, Konservendosen, Schlangen oder schlafende Kängurus zum Beispiel. Diese Objekte werden einfach als potenzielle Meteoriten markiert, weil der Algorithmus nicht mit ihnen vertraut ist, sagt Anderson, und es liegt an dem Team, diese falsch positiven Fälle auszusortieren.

Für Objekte, die immer noch überzeugend aussehen, schickt das Team eine kleinere Drohne, die viel niedriger fliegt - etwa einen Meter über dem Boden -, um sie zu untersuchen. Schließlich geht das Team persönlich raus, um vielversprechende Kandidaten zu begutachten.

Die Forscher planen, ihren Algorithmus besser zu trainieren, um Dinge wie Kot und Kängurus nicht als Meteoriten einzustufen. Und das Team arbeitet daran, den Computer-Code Open Source zu machen, damit ihn andere Forscher frei nutzen können.

Anderson hofft auch, Drohnen in der Antarktis einzusetzen, einem Zentrum der Meteoritenentdeckung (SN: 26.1.22). Aber die eisige Umgebung wird Anderson zufolge eine ganze Reihe neuer Herausforderungen mit sich bringen, wie zum Beispiel dafür zu sorgen, dass feinfühlige elektronische Geräte in den eisigen Bedingungen gut zurechtkommen und die Logistik einer Arbeit an einem so abgelegenen Ort zu bewältigen. "Die Antarktis ist ein ganz anderes Biest."

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