Mond-Mars-Testgelände für robotische Missionen
Mond und Mars sind erklärte Ziele der europäischen und internationalen Raumfahrt. Doch bevor Menschen die Reise antreten, sollen Roboter das menschenfeindliche Terrain erkunden, lokale Ressourcen erschließen und die Landung von Astronautinnen und Astronauten so umfassend wie möglich vorbereiten. Explorationsmissionen mit autonomen mobilen Robotern werden in den kommenden Jahren daher deutlich zunehmen. Dazu hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am 26. September 2023 in Oberpfaffenhofen eine besondere Forschungsanlage eröffnet: Das Mond-Mars-Testgelände des Robotik und Mechatronik Zentrums (RMC) bietet ideale Bedingungen, um Roboter für planetare Erkundungsaufgaben fit zu machen.
Bisher fanden Erprobungen nur im Labor statt oder weit entfernt in unwirtlichen Umgebungen wie dem Ätna-Vulkan. Nun können die Forschenden direkt neben dem Institutsgebäude ihre Roboter testen und jederzeit „der Realität aussetzen“. Neben der effizienteren Entwicklung ermöglicht die Anlage, die Zusammenarbeit von verschiedenartigen Robotern und komplexe Missionsszenarien zu testen. Die wissenschaftliche Anlage wird künftig auch Partnern aus Industrie und Forschung zur Verfügung stehen. Mit dem neuen Testgelände baut das DLR seine langjährige Erfahrung in der Explorationsrobotik aus, um Deutschlands führende Rolle im internationalen Wettbewerb weiterhin zu stärken.
„Ich bin überzeugt, dass das RMC Mond-Mars-Testgelände der Explorationsrobotik einen starken Schub geben wird. Besonders freue ich mich darauf, mit unseren Robotern in Zukunft Orte zu explorieren, die bisher für die Menschheit unerreichbar sind“, erklärt Prof. Alin Albu-Schäffer, Direktor des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik. Den Anfang macht hier der DLR-Rover IDEFIX, gebaut zusammen mit der französischen Raumfahrtagentur CNES, der nächstes Jahr zur Erkundung des Marsmondes Phobos im Rahmen der japanischen MMX Mission startet. Diese raumfahrtqualifizierte Technologie stellt die Grundlage für die Flugmodelle weiterer fahrender, gehender oder krabbelnder Roboter dar, die das RMC derzeit auf der neuen Anlage testet.
1.500 Quadratmeter mit Link ins All
Auf 1.500 Quadratmetern spiegeln sich die Vulkan- und Höhlenlandschaften von Mars und Mond wider: Ein Tunnel, ein Krater, unterschiedliche Hügel, Felsen, Gräben und Sandkuhlen bilden zu zwei Dritteln den Mond und zu einem Drittel den Mars ab. Das Gelände erfüllt damit alle relevanten geologischen Vorgaben und ist mit verschiedenen Untergründen wie etwa Basalt, Lavasteinen, feinen Kies und Suevit aus dem Nördlinger Ries ausgestattet. Darüber hinaus ist die neue Anlage mit dem bereits bestehenden „Testfeld für planetare Rover“ verbunden. Das zum RMC gehörende DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik hatte 2021 eine Testumgebung errichtet, um den DLR-Rover Scout für besonders unwegsames Gelände zu trainieren. Die einander gegenüberliegenden Anlagen sind nun durch einen Pfad verbunden und werden von den RMC-Schwesterinstituten gemeinsam genutzt.
Dies eröffnet vielfältige Testmöglichkeiten für die rad- und beinbasierte Fortbewegung von Robotern, autonome Navigation, multimodale Objekterkennung oder der mobilen Manipulation (bei der ein Roboter sich zu einem Ziel bewegt und dort mit seiner Hand etwas ausführt). In Kollaborations-Experimenten könnten die Forschenden testen, wie Roboter mit unterschiedlichen Fähigkeiten gemeinsam eine Karte erstellen oder andere komplexe Aufgaben selbständig lösen. Ein optisches Trackingsystem erlaubt Referenzmessungen, die gemeinsame Standards auch für externe Nutzenden schaffen.
Das Außenlabor ist außerdem mit der IT-Infrastruktur des RMC verbunden. So besteht ein Link zum Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum und zur Internationalen Raumstation ISS. Künftig sind Telerobotik-Experimente denkbar, in denen ein Besatzungsmitglied von der ISS aus die Roboter auf dem Testfeld kommandiert. Für besondere Nähe zum Mond sorgt die Zusammenarbeit mit der Mondsimulationsanlage LUNA in Köln, einem Gemeinschaftsprojekt des DLR mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Das Institut für Robotik und Mechatronik entwickelt derzeit zwei baugleiche Rover für Tests in Oberpfaffenhofen und in Köln.
Mit Technologien für die Raumfahrt und die Exploration von Mars und Mond hat das DLR stets auch die Erde im Blick. So nutzt das RMC beispielsweise im Projekt AHEAD Weltraumrobotik, um ferngesteuerte Offroad-Fahrzeuge für humanitäre Hilfstransporte zu entwickeln. Auf dem RMC Mond-Mars-Testgelände werden die Forschenden die Technolgieentwicklungen in der Robotik weiter vorantreiben. Das DLR erweitert dabei sein technologisches sowie operationelles Know-How für zukünftige Missionen und Anwendungen.
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