Ein Mondrover auf dem Ätna

Es sieht ganz einfach aus: Der Rover fährt zielstrebig zur Lande­fähre, entnimmt dort mit einem Greif­arm eine Sensor­box aus der Lade­bucht und bringt diese zügig zum verein­barten Ablage­ort. Dort beginnen dann die seis­mischen Messungen. Alles läuft ohne mensch­liches Ein­greifen ab, denn Rover, Lander und Sensor­box arbeiten autonom und effektiv ihren Auf­trag ab. Dahinter steckt jedoch die Arbeit von fünf Jahren, in denen das Team der Helm­holtz-Allianz ROBEX – Robo­tische Explo­ration unter Extrem­bedin­gungen – intensiv daran gear­beitet hat, die Vision der auto­nomen Planeten­erkun­dung Wirk­lich­keit werden zu lassen. Auf dem sizi­lia­nischen Vulkan Ätna ist das in der mond­ähn­lichen Lava-Land­schaft gelungen. „Wir konnten unter Beweis stellen, dass diese Techno­logien auch für zukünf­tige Explo­rations­missionen einge­setzt werden können", sagt der stell­vertre­tende Sprecher der ROBEX-Allianz, Armin Wedler vom DLR.

Der Vulkan Ätna diente als irdischer Ersatz für den Mond. Mit einer körnig-krümeligen Ober­fläche, regel­mäßigen Beben in einer Tiefe bis zu sechs­hundert Kilo­metern und Lava­schichten unter­schied­licher Dicke ähnelt die Vulkan­land­schaft dem Erd­trabanten. Insge­samt vier Wochen verbrachte das Team aus fünf DLR-Instituten auf dem Ätna und brachte ihre Experi­mente aus dem Labor in die teil­weise sehr raue Wirk­lich­keit mit Wind­böen, Stein­schlag und einem schnellen Wechsel zwischen Sonne und Nebel. „Wir haben uns Tag für Tag an die komplette Demon­stration unseres Ziels heran­gear­beitet“, beschreibt die wissen­schaft­liche ROBEX-Koordi­na­torin Martina Wilde vom Alfred-Wegener-Institut die Test­kampagne.

Entscheidend für den Erfolg der Mission war die Autonomie, mit der Rover, Lander und Sensor­box funktio­nieren sollten. „Wenn wir in schwer erreich­baren Gebieten mit extremen Umwelt­bedin­gungen wie beispiels­weise auf dem Mond forschen wollen, kann der Mensch nicht in Echt­zeit aus dem Kontroll­zentrum oder vor Ort ein­greifen“, erläutert Armin Wedler vom Robotik- und Mecha­tronik­zentrum des DLR. „Deshalb war unser Ziel, dass der Rover mit Kamera-Augen seine Umgebung wahr­nimmt und seinen Weg selbst­ständig plant.“ Der Lander RODIN ist in diesem Szenario die statio­näre Einheit, die für die Energie­ver­sorgung sowie für den Daten­aus­tausch zwischen Kontroll­zentrum, Rover und Sensor­boxen zuständig ist. Mit der Instal­lation von vier Sensor­boxen, die im Inneren mit Seismo­metern ausge­stattet sind, könnten in Zukunft erstmals die innere Struktur des Mondes und die Zusammen­setzung der oberen Schichten des Rego­liths bestimmt werden.

Erstmals kooperierten bei ROBEX Wissenschaftler und Ingenieure aus den Bereichen Tiefsee und Raum­fahrt mitein­ander. „Beide treffen bei ihrer Forschung auf Gebiete, die nur schwer zugäng­lich sind und extreme Bedin­gungen auf­weisen“, sagt Wilde. „In der Tief­see sind dies zum Beispiel die Dunkel­heit und das Element Wasser, in der Raum­fahrt die Schwere­losig­keit und die Strahlung.“ Gemein­sam ist aber beiden Regionen, dass Navi­gation, Energie­versor­gung und Daten­aus­tausch große Heraus­forde­rungen sind. Insge­samt 16 Institu­tionen forschten daher in Koope­ration, um für jeden der beiden Bereiche eine Demo-Mission umzu­setzen, die den erfolg­reichen Einsatz der neu entwickelten Techno­logien im jeweiligen Gebiet belegt. Neben der Ätna-Kampagne der Raum­fahrer wird daher auch eine Mission der Tief­see­forscher am 22. August starten, die in der Arktis vor Spitz­bergen mehrere robo­tische Systeme testet.

DLR / RK