Autonome Robotik für die Raumfahrt

Seit über zwei Jahrzehnten entwickelt das DFKI Robotics Innovation Center in Bremen mobile Systeme, die fremde Planeten selbstständig erkunden und komplexe Aufgaben ausführen können – von der Identifikation wissenschaftlich relevanter Orte über die Probenentnahme und Analyse bis hin zur Errichtung von extraterrestrischen Infrastrukturen. Diese Systeme agieren allein oder im Team mit anderen Robotern und Menschen und bilden die Grundlage für sogenannte In-Situ Resource Utilization, also die Nutzung lokaler Ressourcen für zukünftige Missionen. Neben landgestützten Rovern erforscht das Bremer Team auch autonome Unterwasserfahrzeuge, die in flüssigen Habitaten navigieren können – etwa unter den kilometerdicken Eisschichten des Jupitermondes Europa. 

Auch im erdnahen Orbit gewinnt autonome Robotik zunehmend an Bedeutung. Satelliten, Raumstationen und andere Plattformen müssen regelmäßig inspiziert, gewartet und repariert werden – eine Aufgabe, die angesichts der stetig wachsenden Zahl aktiver Satelliten und der zunehmenden Mengen an Weltraummüll immer anspruchsvoller wird. Für diese Herausforderungen entwickelt der Forschungsbereich modulare und rekonfigurierbare Robotersysteme, die flexibel einsetzbar sind. Im Mittelpunkt stehen dabei robotische Manipulatoren, also ferngesteuerte oder autonome Roboterarme, die Aufgaben im Bereich „In-Orbit Assembly and Manufacturing“ (ISAM) übernehmen, etwa die Montage großer orbitaler Strukturen oder Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an Satelliten und Raumstationen. Auch die aktive Beseitigung von Weltraumschrott, das sogenannte Active Space Debris Removal, zählt zu den Forschungsfeldern.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung vielseitiger Roboterplattformen für unterschiedliche Missionsanforderungen – von robusten Rovern über hochmobile Laufroboter bis hin zu hybriden Systemen für die planetare Exploration. Für den orbitalen Einsatz stehen die Entwicklung neuartiger Manipulatoren, robotischer Module und standardisierter Schnittstellen im Vordergrund. Die Systeme werden zunehmend modular gestaltet: Komponenten, Sensoren und Werkzeuge lassen sich flexibel austauschen oder kombinieren, sodass dieselbe Basisplattform für vielfältige Aufgaben genutzt werden kann – von der Probenentnahme über die Manipulation bis hin zum Aufbau komplexer Strukturen, auf Planeten ebenso wie im Orbit. Diese modulare Bauweise verkürzt Entwicklungszeiten, senkt Kosten und ermöglicht eine schnelle Anpassung an neue Missionsszenarien.