Höhlen auf dem Mond erforschen

Erst kürzlich ist der Mars-Rover „Perseverance“ der US-Raumfahrtbehörde NASA auf unserem Nachbarplaneten gelandet. Der kleine Roboter soll die weitere Erforschung des Mars entscheidend vorantreiben. Entsprechend groß ist das Interesse der Wissenschaft an der NASA-Mission. Doch auch die Europäische Weltraumorganisation (ESA) nutzt das Prinzip, mit Robotern entfernte Himmelskörper zu erkunden. An einem solchen neuen Projekt ist auch die Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg beteiligt.

Ein besonderer Fokus der ESA sind Mondhöhlen. Die Mondoberfläche ist von Millionen von Kratern bedeckt. Einige Bilder deuten jedoch darauf hin, dass es auf dem Mond ausgedehnte Lavatunnel gibt, die sich vermutlich vor Milliarden von Jahren gebildet haben, als der Mond noch geologisch aktiv war. Diese Mondhöhlen könnten zukünftig von entscheidender Bedeutung sein: Sie könnten nicht nur menschlichen Besuchern Schutz bieten, Astronauten vor Strahlung und Mikrometeoriten abschirmen, sondern auch Zugang zu Wasser und anderen unterirdischen Ressourcen bieten.

Vielversprechende Aussichten

Im Herbst 2019 hat die JMU unter Leitung von Dorit Borrmann und Professor Andreas Nüchter (beide Lehrstuhl für Informatik VII – Robotik und Telematik der JMU) bei der bei der ESA einen Vorschlag eingereicht, um die Höhlen auf dem Mond zu entdecken, zu erkunden und zu kartieren. Partner bei diesem Vorhaben sind die Jacobs University Bremen, die Universität Padua (Italien), das Astronomische Observatorium Padua und die italienische Firma VIGEA. Der Projektname: DAEDALUS. Die Bezeichnung steht für „Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lava Underground Structures“.

Konkret geht es um autonome Systeme Künstlicher Intelligenz (KI) auf dem Mond. Der Forschungsansatz besteht darin, einen kugelförmigen Roboter zu entwickeln, der sicher auf dem Mond rollen kann und in dem sämtliche Sensoren und Messinstrumente vor der rauen Mondumgebung geschützt sind.

Machbarkeit wird geprüft

Das JMU-Konzept mit einem sphärischen Roboter, der mittels KI Daten sammelt, wurde bereits als eine von insgesamt fünf Ideen von der ESA in einer Studie evaluiert. Das Ergebnis: Das Konzept überzeugte derart, dass die JMU und ihre Partner von der ESA für eine Folgestudie ausgewählt worden sind.

In der jetzt gestarteten CDF-Studie (Concurrent Design Facility) wird das Konzept auf Machbarkeit in den ESA-Laboren überprüft, um dann einen Roboter-Prototypen zu entwickeln. Dabei wird das Team der ESA durch das Würzburger Konsortium und von Fachleuten der Universität Oviedo (Spanien) unterstützt. „Es ist eine große Ehre für uns, unsere Ideen mit Expertinnen und Experten der ESA zu diskutieren und weiter zu entwickeln. Unseren Roboter in einigen Jahren auf dem Mond zu sehen wäre natürlich unser großes Ziel und so eine Machbarkeitsstudie ist ein essenzieller Schritt um dies möglich zu machen“, erklärt Dorit Borrmann, Expertin für Robotik und Telematik an der JMU und
Postdoc im Elitestudiengang Satellite Technology.

Die Würzburger Forscherinnen und Forscher beschäftigen sich schon länger mit der Kartierung planetarer Umgebungen. Borrmann hat bereits im Rahmen eines Weltraumtrainings auf Lanzarote Technologien zum 3D-Kartieren von Höhlen weiterentwickelt. 2017 hat der Astronaut Matthias Maurer mit Würzburger Technik im Rahmen eines AGPA-Projektes (Augmented Field Geology und Geophysics for Planetary Analogues) ein detailliertes 3D-Modell der "La Corona"-Lavaröhre unter Verwendung von Laser- und Kamerabildern erstellt. Solche Umgebungen wie auf Lanzarote werden häufig von Astronautinnen und Astronauten verwendet, um sich auf ihre Weltraummissionen vorzubereiten.

Eine Präsentation zum Würzburger Konzept gibt es auf Youtube zu sehen.

Kontakt

Prof. Dr. Andreas Nüchter, Lehrstuhl für Informatik VII – Robotik und Telematik, Universität Würzburg, T. +49 931 – 31 88790, andreas.nuechter@uni-wuerzburg.de