Ein Roboter im BB-8-Stil zur Erkundung von Lavahöhlen auf dem Mond

„Wählen Sie einen Job, den Sie lieben, und Sie werden nie wieder einen Tag in Ihrem Leben arbeiten müssen.“ Das apokryphisch Konfuzius zugeschriebene Zitat erscheint in der E-Mail-Signatur von Andreas Nüchter, Professor für Robotik und Telematik an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in Deutschland.

Nuechter leitet ein Projekt zum Bau eines rollenden Roboters, mit dem er hoffentlich ein System versteckter Lavahöhlen auf dem Mond erkunden kann. Der kugelförmige Roboter, der ein wenig an BB-8 aus den neuen Star Wars-Filmen erinnert, heißt Daedalus, ein Akronym, das für Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lunar Underground Structures steht.

Nüchter liebt seinen Job. Aber der Bau eines völlig neuen Robotertyps, der mithilfe von Lasern halbautonom einen bisher unerforschten Teil des Mondes kartieren soll, ist definitiv harte Arbeit, was auch immer jemand sagt. Dank Forschern der JMU, der Jacobs University Bremen GmbH, der Universität Padua und dem INAF-Astronomischen Observatorium Padua könnte es jedoch durchaus möglich sein.

Erkundung des unterirdischen Höhlensystems des Mondes

„Die Europäische Weltraumorganisation ist sehr daran interessiert, die Lavaröhren auf dem Mond zu erforschen“, sagte Nüchter gegenüber Digital Trends.

Vor etwas mehr als einem Jahrzehnt, im Jahr 2009, die japanische Raumsonde Kaguya entdeckte etwas Interessantes während eines Überflugs über die Marius Hills-Region des Mondes. Was zunächst wie ein tiefer Krater aussah, entpuppte sich bei näherer Betrachtung als Loch. Es wird angenommen, dass es sich bei diesem Hohlraum, bei dem es sich nach Schätzungen von Nuechter um eine mehr als 30 Meter tiefe Grube handelt, um eine Lavaröhre handelt, die vor Milliarden von Jahren durch Lava entstanden ist und heute leer ist. Am Boden dieses Lochs, so die Theorie, befindet sich ein Tunnelsystem, das ein Höhlennetz unter der Mondoberfläche bildet. Ähnliche Lavaröhren mit einem Durchmesser von etwa 32 Fuß wurden auf der Erde unter anderem auf Lanzarote, Island und Hawaii gefunden. „Die Leute können dort auf jeden Fall aufstehen und gehen“, sagte Nüchter. „Im Grunde sieht es aus wie eine große Höhle.“

Das Höhlennetz unter dem Oberlicht der Marius Hills zu erkunden, ist das Ziel von DAEDALUS. „Lavaröhren sind besonders interessant, da sie den Menschen in ferner Zukunft tatsächlich Schutz vor Strahlung und all den schlimmen Auswirkungen bieten könnten, die sie auf den Mond hat“, erklärte Nüchter. „Wenn man plant, auf dem Mond zu leben, wäre es sinnvoll, die vorhandenen geologischen Strukturen zu nutzen, um in den Untergrund zu gelangen.“

Anstatt a zu verwenden konventioneller RoverFür DAEDALUS ist geplant, einen 46 Zentimeter großen, transparenten Kugelroboter einzusetzen, in dem die wissenschaftlichen Arbeiten stattfinden Instrumente wie die Sensoren und die Stromversorgung sind in einer Schutzkugel aus einem Material wie … enthalten Plexiglas. Es würde sich durch Rollen bewegen, mit motorisierten Komponenten im Inneren, die in der Lage wären, den Massenschwerpunkt zu verschieben. Alternativ oder möglicherweise zusätzlich erforschen die Forscher eine Reihe von „Stöcken“, die dies könnten Sie ragen aus der Hülle des Roboters heraus, um ihn zu schieben, so wie ein Ruderboot ihn mit Rudern vom Roboter wegtreiben könnte Ufer. Diese könnten auch wie ein Stativ verwendet werden, um den Roboter bei Bedarf an einem Ort zu verankern.

Die Idee ist, dass der Roboter zusammen mit einem WLAN-Empfänger mithilfe eines leichten Krans, der ebenfalls im Rahmen eines Projekts der Europäischen Weltraumorganisation entwickelt wird, in die Lavaröhrengrube abgesenkt werden könnte. Unten angekommen würde es dann Kameras und Kameras geben Lidar-Sensoren seine Umgebung scannen, um eine dreidimensionale Karte zu erstellen. „Der Nachteil von Kameras besteht darin, dass man ein externes Licht benötigt“, sagte Nüchter. „Entweder du brauchst die Sonne, oder du brauchst eine Glühbirne. Aber Lidar ist von [dieser Anforderung] völlig unabhängig.“

DAEDALUS kontrollieren

Nüchter sagte, er sei sich nicht sicher, wie umfangreich das Höhlennetz sein könnte. „Wir wissen es nicht“, sagte er. „Wir sind sehr neugierig. Ich kann nur sagen, dass wir mit diesen Laserscannern eine Sichtweite von bis zu 650 Fuß planen. Das wäre die Sichtweite der DAEDALUS. Wir planen auch, die Umgebung erkunden zu können.“

Lavaröhren auf der Erde können beträchtlich sein. Einer in Island ist 100 Fuß breit, 33 Fuß hoch und erstreckt sich über fast 4.500 Fuß, wobei allein der Haupttunnel den größten Teil der 3.000 Fuß Länge ausmacht. Im Sachbuch des Wissenschaftsjournalisten David Whitehouse Weltraum 2069Er schreibt, dass Mondlavaröhren möglicherweise „groß genug sein könnten, um Städte zu beherbergen“. Solche Röhren könnten Schutz für eine zukünftige Mondbasis bieten.“

DAEDALUS wird in seinem Betrieb teilweise autonom sein. Aufgrund der Zeit, die ein Funksignal benötigt, um von der Erde zum Mond zu gelangen, kommt die Idee einer direkten Überwachung nicht in Frage. „Wenn Sie aufgrund der Verzögerungen keine direkte Überwachung durchführen können und es zu einer Verzögerung von mehr als 300 Millisekunden kommt, müssen Sie sich etwas anderes einfallen lassen“, sagte Nüchter. Dieses „etwas anderes“ wird ein hybrides Steuerungssystem sein, bei dem der menschliche Bediener umfassende Befehle vorgibt („gehe zu“. X Koordinaten und nehmen j Bilder“), und dann kann der Roboter bestimmte autonome Aktionen ausführen, um die Zwischenschritte herauszufinden.

Das DAEDALUS-Projekt ist noch in Arbeit und muss noch von der Europäischen Weltraumorganisation offiziell genehmigt werden. Es ist wahrscheinlich, dass es erst in einem weiteren Jahrzehnt zum Einsatz kommt. Nüchter sagte jedoch, er sei zuversichtlich, dass die Technologie viel früher einsatzbereit sein werde.

„Wir glauben, dass dies mit den heutigen Technologien realisierbar ist und wir nicht etwa 10 bis 15 Jahre warten müssen“, bemerkte er. „Ich arbeite seit etwa 20 Jahren in diesem Bereich und forsche hauptsächlich im Bereich Robotik und Laserscanning. In den letzten 20 Jahren haben sich Robotik und Laserscanning so weit weiterentwickelt, dass die Art von Mission, die wir vorschlagen, realisierbar geworden ist.“

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