Science
17.08.2016

Weltraumroboter: "Vor 40 Jahren waren wir weiter"

Roboterexperte Florian Cordes bedauert das Ende des Apollo-Programms in den 70ern und hofft für die Zukunft auf autonome Roboter, die Weltraumbasen bauen.

Krater überwinden oder Proben sammeln - viele der Aufgaben von Weltraumrobotern zur Erforschung von Planeten und Monden klingen recht einfach. Doch sie stellen Wissenschafter vor enorme Herausforderungen. Dabei könnte die Forschung viel weiter sein.

Robotics Innovation Center

Steil und unwirtlich liegt die Mondlandschaft vor "Sherpa TT". Felsbrocken und kleine Krater machen den Anstieg für den Weltraum-Roboter zur Herausforderung. Langsam setzt sich die Maschine in Bewegung und schiebt sich auf ihren Rädern den Hang hinauf. Gesteuert wird "Sherpa TT" von Florian Cordes vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz in Bremen ( DFKI) - und beide stehen nicht auf dem Mond, sondern in einer großen Halle des Robotics Innovation Center des DFKI.

Eine riesige, detailgetreue Mondlandschaft wurde hier nachgebaut, auf welcher der Einsatz von Robotern im Weltraum unter möglichst realen Bedingungen getestet werden soll. "So hoch wie gerade ist er noch nie geklettert", sagt Cordes etwas sorgenvoll. Der steile Anstieg auf dem harten Untergrund ist eine Belastung für die Maschine. "Sherpa TT" ist einer von vielen Robotern, mit denen am Institut Tests und Messungen für die Arbeit im Weltraum durchgeführt werden. "Viele Situationen, die im Weltall auftreten, können wir hier nahezu perfekt simulieren", sagt Frank Kirchner, der das Roboter-Zentrum leitet.

Vorbereitung auf die Praxis

Ins All wird keine der Maschinen fliegen: "Dafür sind die gar nicht gebaut. Das wäre viel zu teuer", erklärt Kirchner. Die Ergebnisse werden später auf echte Weltall-Roboter übertragen. Derzeit etwa arbeitet sein Team an einem Forschungsauftrag, bei dem es darum geht, den Abstieg von Robotern in einen steilen, bislang unerforschten Mondkrater vorzubereiten.

Dort sollen die Geräte Proben nehmen und den Krater selbstständig wieder verlassen. Klingt recht unkompliziert, ist für die Wissenschafter jedoch eine enorme Herausforderung. Schließlich muss das Gerät genau wissen, welche Glieder es wann und in welcher Höhe bewegen muss, um etwa einen sandigen Untergrund zu überwinden - und das idealerweise völlig autonom, also ohne Fernsteuerung.

Apollo-Ende schlecht für Robotik

Viele Simulationen führen die Wissenschafter am Computer durch, wo sich auch Bedingungen wie der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre oder die Gravitation nachstellen lassen. In Deutschland arbeiten Dutzende Institute an der Entwicklung von Robotersystemen. Auf Wettbewerben lassen sie ihre Maschinen gegeneinander antreten.

"Ehrlich gesagt waren wir vor 40 Jahren schon einmal deutlich weiter", sagt Kirchner und schmunzelt. Zu Beginn der 1970er-Jahre stellte die NASA ihr "Apollo"-Programm ein, bei dem 1969 der erste Mensch den Mond betreten hatte. "Das Ende des Programms bedeutete auch das Ende der Forschung in diesem Bereich", erklärt der Forscher. "Hätte man das Programm fortgesetzt, wäre all das, was wir gerade ausprobieren, schon gar kein Problem mehr."

"Alles unglaublich langsam"

"Mit den kleinen Robotern derzeit lassen sich ja keine Planeten auskundschaften", meint auch Markus Grebenstein. Er ist Abteilungsleiter am Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums. "Die Maschinen brauchen bis zu fünf Jahre, um 25 Kilometer zurückzulegen. Im Weltall geht alles unglaublich langsam." Sinnvoll wären deshalb autonome Systeme, die etwa eine Basis auf einem Planeten bauen könnten und von dort in großer Zahl Erkundungsfahrten starten. "Das sind die Dinge, an denen die Forschung gerade arbeitet", sagt Grebenstein.

Dennoch ist Kirchner überzeugt, dass die Weltraumrobotik wieder zum Innovationstreiber auch für Techniken auf der Erde werden könnte. "In der Medizin etwa lassen sich schon viele Beispiele finden, die unsere Ergebnisse anwenden oder das bald tun werden", sagt er.

"Sherpa TT" hat inzwischen seinen waghalsigen Anstieg beendet und steht wieder unten vor dem Mondmodell. In den Weltraum geht es für ihn zwar nicht. Dafür wird er in einigen Tagen zu weiteren Tests in die USA verschickt. In der Halbwüste von Utah herrschen perfekte Bedingungen, um den Einsatz von Robotern auf dem Mars zu testen.