Ein europäisches Forschungsteam hat ein innovatives Missionskonzept zur Erkundung unzugänglicher Bereiche auf dem Mond und anderen Himmelskörpern entwickelt. Dieses Konzept, das kürzlich im Fachjournal Science Robotics vorgestellt wurde, umfasst die Zusammenarbeit von drei autonomen Robotern, die extreme Umgebungen kartieren und untersuchen sollen.
Die Zielstandorte für diese Missionen sind unterirdische Lavaröhren, die durch vulkanische Aktivitäten entstanden sind. Diese Lavaröhren bieten einen natürlichen Schutz vor gefährlicher Strahlung und Meteoriteneinschlägen, sind aber aufgrund ihrer schwer zugänglichen Natur eine Herausforderung für die Erkundung. Das Missionskonzept ist in vier Phasen gegliedert, die es ermöglichen, die komplexe Umgebung effizient zu kartieren und zu analysieren:
- Kooperative Kartierung der Skylight-Umgebung.
- Einbringen eines Sensorkubus zur Datenerfassung in die Höhle.
- Abseilen eines Erkundungsrovers durch das Skylight.
- Autonome Erkundung und detaillierte 3D-Kartierung.
Technische Details der Mission
Der erste Feldtest dieser Mission fand im Februar 2023 auf der Vulkaninsel Lanzarote statt, wobei mehrere DFKI-Robotersysteme zum Einsatz kamen, darunter SherpaTT, Coyote III und LUVMI-X von Space Applications Services aus Belgien. In der ersten Phase der Mission kartierten die drei Roboter zunächst die Umgebung und das Skylight. Anschließend platzierte LUVMI-X den Sensorkubus in der Einsturzöffnung zur Datenerfassung.
In der dritten Phase seilte SherpaTT den Erkundungsroboter Coyote III kontrolliert in die dunklen Weiten der Höhle ab. Abschließend konnte Coyote III die unterirdischen Strukturen erforschen und ein 3D-Modell der Umgebung erstellen. Die Ergebnisse des Tests bestätigten die technische Machbarkeit des Konzepts sowie das Potenzial kooperierender Robotersysteme.
Der Kontext robotergestützter Raumfahrt
Roboter spielen eine immer größere Rolle in der Raumfahrt, speziell bei der Erkundung extraterrestrischer Planetenoberflächen. Unbemannte mobile Erkundungsrover wurden bereits erfolgreich auf dem Mond und Mars eingesetzt, und zukünftige Missionen, wie beispielsweise die ExoMars-Mission der ESA, stehen bereits in den Startlöchern. Diese technologiegestützten Erkundungen bieten ein vielversprechendes Verhältnis von wissenschaftlichem Ertrag zu Kosten, insbesondere in einer Zeit, in der menschliche Raumfahrt zunehmend teuer wird. Robotersysteme wie die im Rahmen des CoRob-X-Projekts entwickelten Modelle sollen dazu in der Lage sein, schwer zugängliche Bereiche auf diesen Planeten zu erreichen und die Voraussetzungen für zukünftige bemannte Missionen zu schaffen.
Das CoRob-X-Projekt, das seit 2021 mit neun europäischen Partnern koordiniert wird, hat den Fokus auf die Entwicklung eines Advanced Robotic Exploration Systems (ADRES). Durch die Verbesserung bestehender Technologien in Bereichen wie Lokomotion, Wahrnehmung und Entscheidungsfindung soll ein effektives System zur Erforschung extremen Umgebungen etabliert werden. Dies geschieht auch im Rahmen des strategischen Forschungsclusters „Space Robotics Technologies“, das Teil von Horizon 2020 und der PERASPERA-Initiative ist.
Durch die laufenden Entwicklungen und die Planung weiterer Tests bis 2025 wird die Bedeutung robotergestützter Technologien für die Raumfahrt deutlich. Das gesamte Projekt team wird die kritischen Technologien identifizieren und den aktuellen Stand der Technik evaluieren, um Wissenslücken zu schließen und bessere Lösungen für die Zukunft zu finden.
