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Verborgene Mondhöhlen erforschen: Europäisches Team stellt innovatives Missionskonzept in renommiertem Fachjournal vor

| Robotik | Robotics Innovation Center | Bremen

Unterirdische Lavaröhren auf dem Mond oder anderen erdnahen Himmelskörpern gelten als vielversprechende Standorte für zukünftige Basislager. Sie bieten natürlichen Schutz vor Strahlung und Meteoriteneinschlägen, sind jedoch nur schwer zugänglich und zu erforschen. Ein europäisches Forschungsteam, dem auch mehrere Wissenschaftler des Robotics Innovation Centers am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) angehören, präsentiert nun im renommierten Fachjournal Science Robotics ein innovatives Missionskonzept. Im Zentrum steht ein Team aus drei heterogenen Robotern, die autonom zusammenarbeiten, um extreme Umgebungen effizient zu erkunden und zu kartieren.

© DFKI, Tobias Stark
Das Missionskonzept wurde im Februar 2023 bei Feldtests auf Lanzarote erfolgreich auf die Probe gestellt. Zum Einsatz kamen die DFKI-Rover SherpaTT (links) und Coyote III (mittig) sowie LUVMI-X (rechts) von Space Applications Services NV/SA.

Kern des Missionskonzepts ist die schrittweise Erkundung eines sogenannten „Skylights“ – einer Einsturzöffnung, die Zugang zu einer unterirdischen Lavaröhre bietet. Das Konzept gliedert sich in vier Phasen: die kooperative Kartierung der Skylight-Umgebung (Phase 1), das Einbringen eines Sensorkubus in die Höhle zur Erfassung erster Daten (Phase 2), das Abseilen eines Erkundungsrovers durch das Skylight (Phase 3) sowie die autonome Erkundung einschließlich einer detaillierten 3D-Kartierung (Phase 4).

© DFKI, Tom Becker
Coyote III seilt sich mithilfe eines von SherpaTT bereitgestellten Abseil- und Dockingsystems in die Höhle ab.

Wie erfolgreich das Konzept funktioniert, zeigte ein Feldtest im Februar 2023 auf der Vulkaninsel Lanzarote. Zum Einsatz kamen die beiden DFKI-Systeme SherpaTT und Coyote III sowie der kompakte Rover LUVMI-X von Space Applications Services (Belgien). Zunächst kartierten die drei gemeinsam die Umgebung und das Skylight (Phase 1). Anschließend platzierte LUVMI-X einen Sensorkubus in der Einsturzöffnung (Phase 2), um erste Messdaten aus dem Inneren der Höhle zu gewinnen. Diese lieferten die Grundlage für die Wahl des optimalen Abseilpunkts für den Coyote-Rover. Im nächsten Schritt seilte SherpaTT den wendigen Coyote III mithilfe einer Seilwinde kontrolliert in die Höhle ab (Phase 3). Dort löste er sich vom Haltesystem, erkundete den schwer zugänglichen Untergrund und erstellte ein präzises 3D-Modell der Höhle (Phase 4) – ein wichtiger Meilenstein für den zukünftigen Einsatz solcher Technologien im All.

Die Ergebnisse bestätigen nicht nur die technische Machbarkeit des Konzepts, sondern verdeutlichen auch das Potenzial kooperierender Robotersysteme für künftige Missionen zum Mond oder Mars. Sie liefern wertvolle Impulse für die Weiterentwicklung autonomer robotischer Lösungen im Kontext der planetaren Exploration.

Titel des Beitrags: Cooperative Robotic Exploration of a Planetary Skylight Surface and Lava Cave

Autoren: Raúl Domínguez (DFKI, Universität Bremen), Carlos Perez-del-Pulgar (Universidad de Malaga) Gonzalo J. Paz-Delgado (Universidad de Malaga) Fabio Polisano (Space Applications Services), Jonathan Babel (DFKI), Thierry Germa (Magellium), Iulia Dragomir (GMV), Valerie Ciarletti (LATMOS), Anne-Claire Berthet (Magellium) Leon Cedric Danter (DFKI), Frank Kirchner (DFKI, Universität Bremen)

Die Publikation ist online verfügbar unter:Cooperative robotic exploration of a planetary skylight surface and lava cave | Science Robotics

Das vorgestellte Konzept wurde im Rahmen des von der Europäischen Kommission geförderten Projekts CoRob-X („Cooperative Robots for Extreme Environments“) entwickelt, das vom Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) koordiniert wurde. Seit 2021 arbeiten neun europäische Partner an Schlüsseltechnologien für autonome Robotik in extremen Umgebungen. CoRob-X ist Teil des Strategischen Forschungsclusters „Space Robotics Technologies“, das im Rahmen des EU-Förderprogramms Horizon 2020 als Bestandteil der PERASPERA-Initiative umgesetzt wurde.
 

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Kontakt:

Raúl Domínguez, M.Sc.

Pressekontakt:

Communications & Media DFKI Bremen