Robotik im Weltraum ESA-Mond-Mission: FZI-Team gewinnt internationalen Wettbewerb

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Ein Team um das Karlsruher Forschungszentrum Informatik (FZI) und mehrere Schweizer Hochschulen ist Sieger der „Space Resources Challenge“ der europäischen Raumfahrtorganisation ESA – und hat jetzt die Aussicht auf eine echte Mission zum Mond.

Ziel des von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem Europäischen Innovationszentrum für Weltraumressourcen (ESRIC) ausgerichteten Robotikwettbewerbs „Space Resources Challenge“ war es, innovative Ansätze und Lösungen für die Suche und Gewinnung von Ressourcen auf dem Mond zu finden. Gewonnen hat den Wettbewerb das vom Karlsruher FZI Forschungszentrum Informatik angeführte Konsortium ARISE – ein Zusammenschluss von Robotik-, Geologie und Weltraum-Expertinnen und -Experten des FZI, der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, Universität Zürich, Universität Basel sowie der Universität Bern.

Als Sieger erhält das Konsortium 500.000 Euro für die weitere Forschung und die Aussicht, Teil einer echten ESA-ESRIC-Mond-Mission zu werden. „Wir sind unglaublich stolz auf unsere talentierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. All die Zeit und Mühe, die sie in diese Herausforderung gesteckt haben, wird nun mit diesem tollen Preis belohnt“, freut sich FZI-Vorstand Jan Wiesenberger.

Herausforderung: Zeitverzögerte und instabile Kommunikation

Der mehrstufige Wettbewerb beinhaltete verschiedene, zum Teil unbekannte Herausforderungen, die mittels mobiler Roboter aus der Ferne, wie später auch auf dem Mond, gelöst werden müssen.

Besonders herausfordernd war die zeitverzögerte und teilweise instabile Kommunikationsverbindung zwischen Mission Control und den Robotern: eine simulierte Einschränkung, wie sie auch bei der Überbrückung der knapp 384.000 Kilometer zwischen Erde und Mond bestehen würde. Ansonsten gab es keinen Sichtkontakt oder Zugriff auf die Robotersysteme.

Die Teams hatten die Aufgabe, eine zuvor unbekannte Mondlandschaft (genauer eine mondähnliche Umgebung in den Niederlanden) autonom zu explorieren, zu kartographieren und in ihr mit mobilen Robotern zu navigieren. Die Roboter sollten dabei potenzielle Ressourcen lokalisieren und genauer untersuchen.

Drei mobile Roboter interagieren autonom

Von den zwölf Teams, die in der ersten Phase des Wettbewerbs gegeneinander antraten, gingen fünf Teams ins Finale. Dort stellte sich das FZI den Herausforderungen mit einem Team aus drei mobilen Robotern: den beiden Laufrobotern Spot und Anymal sowie dem vierrädrigen Roboter Husky mit instrumentiertem Roboterarm. Das Alleinstellungsmerkmal war die vom FZI entwickelte Software, die es dem Dreiergespann ermöglichte, die Aufgaben größtenteils autonom und kooperativ im Team durchzuführen.

Dabei teilten sich die drei Roboter die Aufgaben je nach Fähigkeiten geschickt selbst untereinander auf. Die zwei Laufroboter haben schnell das gesamte Gelände exploriert und interessante Ziele für die detaillierte Ressourcen-Analyse für Husky erstellt. Husky konnte dann mittels mitgeführter Geräte Röntgenfluoreszenzanalysen sowie detaillierte Nahaufnahmen durchführen.

Echte Mond-Mission rückt näher

In einem letzten Schritt in Richtung Weltraum mussten die Teams nach dem Feldtest ein Proposal zur weiteren Steigerung der Weltraumtauglichkeit bei der ESA einreichen. Auf Basis des Feldtests und des Proposals wurde das vom FZI angeführte Konsortium als Sieger gekürt. „Ich freue mich, dass wir zusammen mit den Robotik-Kolleginnen und -Kollegen von der ETH Zürich sowie den weiteren schweizerischen Partnern ein spannendes Konzept entwickeln konnten, bei dem ein Team aus autonomen Laufrobotern die zentrale Rolle spielt. Noch mehr freue ich mich, dass wir jetzt die Chance bekommen, gemeinsam daran zu arbeiten, diese Technologien ein Stück näher zum Mond zu bringen!“ so der Abteilungsleiter Dr. Arne Rönnau.(cg)

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