Der Mond liegt gleich um die Ecke – KLUB DIALOG

Der Mond liegt gleich um die Ecke

Erkundung einer Weltraum-Explorationshalle

Bis zum Mond ist es nicht weit. Eigentlich liegt er gleich um die Ecke. Etwa fünf Minuten zu Fuß sind es dorthin, wenn man an der Straßenbahn-Endhaltestelle bei der Universität aussteigt. Durch eine schwere Tür gelangt der Besucher dort auf die Rückseite des Mondes.

Die Robotersysteme Rover SherpaTT und Coyote III. Foto: DFKI GmbH, Florian Cordes

An seinem Bremer Standort hat das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) 2010 eine Weltraum-Explorationshalle anbauen lassen. Es sind keine unendlichen Weiten, aber die Halle hat eine beeindruckende Größe: 24 Meter Länge, zwölf Meter Breite und zehn Meter Höhe. In der 288 Quadratmeter großen Testanlage können Weltraumroboter und andere Systeme unter realistischen Bedingungen erprobt werden. Hier wird erkundet, was später einmal ganz autonom den Weltraum erkunden soll.

 

Die Anlage ist einem Krater am Südpol des Mondes nachempfunden. Mattgrau glitzernd steigt der Hang steil vor einem auf. Der Boden sieht aus, als bestünde er aus feinstem Sand, ist tatsächlich aber eine feste Schicht aus harzvergossenen Basaltsplittern. Die Wände der Halle sind pechschwarz gehalten und scheinen jegliches Licht zu schlucken. Auch dies dient der Simulation. Die Lichtbedingungen auf dem Mond sind schwierig: Auf der Sonnenseite ist es gleißend hell, auf der von der Sonne abgewandten Seite kann es sehr dunkel sein. „Das ist eine Herausforderung für die optischen Systeme“, erklärt Dr.-Ing. Florian Cordes, Teamleiter Terrestrische Robotik und Projektleiter Weltraumrobotik am DFKI. Sechs Theaterscheinwerfer sorgen im Testlabor dafür, dass auch dies in der Testanlage simuliert werden kann. So kann hier getestet werden, ob ein Roboter auch bei wechselnden Lichtverhältnissen mit seinen optischen Systemen selbstständig ein Areal erfassen und eine Aufgabe erledigen kann.

Für die Experimente können Steigungen von 15 bis 45 Grad genutzt werden. So lassen sich die Untersuchungsparameter klar definieren – und vergleichbar machen. Auch schwere Systeme können an dem Hang erforscht werden. Auf dem oberen Kraterplateau befindet sich zudem eine Rampe, die verändert werden kann: Die Steigung kann angepasst, Bodenplatten für unterschiedliche Untergründe können eingebracht, und die Rampe kann auch mit Sediment befüllt werden. Aber nicht nur auf dem Boden wird geforscht. Auch autonom andockende Satelliten oder Landesysteme können hier in Simulationen getestet werden. Dazu ist die Halle mit Seilen ausgestattet.

Doch nicht nur direkt in der Halle können die Wissenschaftler dabei sein, sondern auch vom Leitstand aus. Der befindet sich oberhalb des Steilhangs in sieben Metern Höhe. Von dort lassen sich die Systeme steuern und lichtempfindliche Überwachungskameras in der Halle ermöglichen auch dort einen Überblick über die Experimente. Ein Trackingsystem verfolgt alles in der Halle genau. Dessen Kameras haben dabei alles im Blick. So können viele Parameter einer Weltraummission simuliert, erfasst und anschließend ausgewertet werden.

Foto: DFKI GmbH, Studio Banck

Etwa 600.000 Euro haben Bau und Ausstattung der Weltraum-Explorationshalle gekostet. Die Kosten tragen der DFKI-Gesellschafter Astrium GmbH, die WFB Wirtschaftsförderung Bremen GmbH und das DFKI zu gleichen Teilen. Die Halle wird nicht nur von DFKI-Wissenschaftlern genutzt. Auch Kooperationspartner haben die Möglichkeit, hier zu forschen.

Erschlafft hängt Mantis in einem Gestell am Fuße des Steilhangs. Das mehrbeinige System kann laufen und durch seine verschiedenen Gangarten Hindernisse überwinden. Außerdem kann es mit den vorderen zwei Extremitäten Handgriffe ausführen. Mantis ist aber nur eines der vielen Robotersysteme, die am DFKI entwickelt und erforscht werden. Noch werden Roboter meist im Weltraum als Beobachter eingesetzt oder von Menschen von der Erde aus gesteuert. Diese neuen Roboter wie Mantis sollen hingegen eigenständig und über lange Zeit hinweg arbeiten.

 

Die Robotersysteme Rover SherpaTT und Coyote III. Foto: DFKI GmbH, Florian Cordes

Sie heißen Charlie, Mantis, Rover SherpaTT oder Coyote III, um nur ein paar der Robotersysteme zu nennen, deren Fähigkeiten in der Mondlandschaft am DFKI erkundet werden oder wurden. Sie können vor allem dort eingesetzt werden, wo es für Menschen lebensgefährlich wird: beispielsweise in Katastrophengebieten, Trümmerfeldern oder auf dem Mond. Und ihr Einsatz ist außerdem nicht so teuer.

 

Fragen denen die Wissenschaftler bei ihren Tests nachgehen: Wo denkt jeder der Roboter, dass er ist? Und wo denkt er, sind die anderen Roboter? Erst wenn die Systeme sich hier in der Weltraum-Explorationshalle bewiesen haben, folgt der nächste Schritt. „Man fängt hier in der Halle an und geht dann ins Feld“, sagt Florian Cordes. In Feldversuchen, zum Beispiel in Utah oder der marokkanischen Wüste, erkunden die Wissenschaftler unter realitätsnahen Bedingungen, wie sich ihre Entwicklungen außerhalb der klar definierten Parameter des Labors verhalten.

Was fehlt dem DFKI-Mond, um Mond zu sein? Die extremen Temperaturunterschiede auf jeden Fall – vor allem aber das Vakuum. Wie sich die hier erforschten Systeme im Vakuum verhalten, soll gar nicht Ziel der Forschung sein. Florian Cordes weiß, dass nicht alle eingesetzten Materialien einem Einsatz im Weltraum standhalten würden. Die Wissenschaftler erarbeiten hier nicht das eine fertige System, das im Weltraum eingesetzt wird. Sie erforschen vielmehr die Grundlagen, also das, was machbar, was möglich ist. Etwas, mit dem andere weiterarbeiten können, aus dem Kooperationen entstehen, mit dem sie Teil der Lösung werden können. Das Ziel ist klar definiert: „Man erarbeitet Konzepte, die genommen werden, um Teil der Lösung zu sein“, sagt Florian Cordes.

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