Neues Rover-System kann eigene Entscheidungen treffen und weiß sich zu helfen
Rover zeugen von großartigen Ingenieursleistungen, die auch unter den rauesten Umgebungsbedingungen funktionieren sollen. Doch während die neuesten Versionen dieser wissenschaftlichen Labore auf Rädern in der Lage sind, einige Operationen autonom durchzuführen, können sie nach wie vor viele Situationen nicht alleine bewältigen. Angenommen, ein Rover muss eine sehr lange Strecke auf der Oberfläche des Mondes oder des Mars zurücklegen. Unterwegs stößt er womöglich auf unvorhergesehene Umweltgefahren oder entdeckt sogar interessante Merkmale, die seine wissenschaftliche Neugierde wecken. Derzeit bestehen zwei Möglichkeiten, mit solchen Situationen umzugehen: mittels Fernsteuerung oder mit Sequenzer-Plänen an Bord, die von einem Heer von Sachverständigen aus den Bereichen Missionsbetrieb und Wissenschaft von der Erde aus geleitet und begleitet werden. Das Konsortium des Projekts ADE (Autonomous decision making in very long traverses) schlägt jedoch eine Alternative vor: einen Demonstrator, der sich ausschließlich auf die autonome Entscheidungsfindung durch den Rover selbst verlässt. „Wir haben ein Planungssystem an Bord vorgeschlagen und dieses erfolgreich erprobt. Es ist in der Lage, übergeordnete Ziele – wie das Bewegen einer Probe von Position A nach B oder das Aufnehmen eines Bildes an einer vorgegebenen Position – in Einzelaktionen aufzuteilen, deren Ausführung völlig unabhängig von menschlicher Steuerung gelingt“, sagt Mariella Graziano, Exekutivdirektorin im Bereich Flugsysteme und Robotik bei GMV. „Diesen Erfolg verdanken wir einer autonomen Navigationsfähigkeit, einem wissenschaftlichen Agenten, der nach bemerkenswerten Mustern sucht und diese analysiert, einem neuartigen System zur Fehlererkennung, -isolierung und -beseitigung, einer Analyse der Bodenbefahrbarkeit sowie vielen weiteren anspruchsvollen Funktionen.“ Der neue Rover ist ein beeindruckendes und komplexes übergeordnetes System, aber was wirklich heraussticht – und von Projektkoordinator Jorge Ocon sogar als revolutionär beschrieben wird – ist sein Missionsplanungssystem. „Der Ansatz, ein dynamisches Planungssystem an Bord hinzuzunehmen und es mit den anderen Untersystemen des Rovers zu kombinieren, stellt einen eindeutigen Durchbruch dar. Es handelt sich um eine völlig neue Art der Steuerung und des Managements von Weltraummissionen. Sie wird die Missionsleistung, die Zuverlässigkeit sowie die Optimierung der Ressourcen an Bord in unbekannten und kritischen Umgebungen erhöhen“, merkt er an. Einfach ausgedrückt, treibt ADE einen Paradigmenwechsel voran: Die Menschen, welche die Bodenstation betreiben, tragen dem Roboter eine Aufgabe auf, lassen ihn aber entscheiden, auf welche Weise er sie ausführt. Es wird erwartet, dass dies die Ausführungszeit von Rover-Expeditionen auf dem Mars oder dem Mond verringert, den wissenschaftlichen Gewinn erhöht und die Widerstandsfähigkeit des Rovers verbessert.
Ziel: „Unendliche Weiten“ … und darüber hinaus
Mit seiner autonomen Entscheidungsfindung könnte sich das ADE-System als Schlüssel zum Erfolg bei der zukünftigen Erkundung von Mars und Mond durch den Menschen erweisen. Die Astronautinnen und Astronauten, welche diese betreten werden, müssen ein unendliches Maß an Intelligenz mitbringen, um ihr Überleben zu sichern. Dazu gehört eine genaue Kenntnis der planetarischen Umgebung, der Lage von Ressourcen und sogar von Orten, an denen Siedlungen errichtet werden können. Aber auch auf der Erde kann das System zum Einsatz kommen. „Die Fähigkeiten von ADE können in Nuklear- oder Bergbauumgebungen, bei Such- und Rettungseinsätzen oder bei Unterwasseroperationen eingesetzt werden. Dieses Potenzial unter Beweis zu stellen, war ein Nebenziel des Projekts“, fügt Graziano hinzu. GMV hat erfolgreich einen Demonstrator entwickelt, der in der Lage ist, ein Gebiet eigenständig zu charakterisieren, Bereiche mit hoher Radioaktivität innerhalb eines Kernkraftwerks zu erkennen und sie einzugrenzen sowie Undichtigkeiten ausfindig zu machen, die ein menschliches Eingreifen erfordern könnten. Da das Projekt nun abgeschlossen ist, wird GMV seine neue Technologie zur Reife bringen. Das Team hofft, dass diese sowohl bei zukünftigen Weltraummissionen als auch bei sensiblen Missionen hier auf der Erde zum Einsatz kommen wird.
Schlüsselbegriffe
ADE, Mond, Mars, Weltraumforschung, Rover, autonom, Bergbau, nuklear