23. Dezember 2021
Neues Testfeld für planetare Rover in Betrieb

DLR-Ro­ver Scout trai­niert für Mars und Mond

Scout Rover Testfeld
Test­feld für pla­ne­ta­re Ro­ver am DLR-Ober­pfaf­fen­ho­fen
Bild 1/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Testfeld für planetare Rover am DLR-Oberpfaffenhofen

An­gren­zend an die TechLab-For­schungs­la­bo­re hat das DLR-In­sti­tut für Sys­tem­dy­na­mik und Re­ge­lungs­tech­nik ein pla­ne­ta­res Test­ge­län­de auf­ge­baut. Der am In­sti­tut ent­wi­ckel­te Ro­ver "Scout" wird dort für Missio­nen im All und auf der Er­de trai­niert.
DLR-Rover Scout
DLR-Ro­ver Scout
Bild 2/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Rover Scout

Der DLR-Ro­ver Scout wur­de für pla­ne­ta­re Ex­plo­ra­tio­nen und Ein­sät­ze in schwer zu­gäng­li­chen Ge­bie­ten auf der Er­de ent­wi­ckelt. Da­zu muss er ex­trem be­weg­lich und ro­bust sein. Das Sys­tem ist feh­ler­to­le­rant ge­gen­über Mo­to­r­aus­fäl­len oder me­cha­ni­schem Ver­sa­gen. Scout kann auch Kopf­über fah­ren und über­lebt Stür­ze aus mehr als 1,5 Me­ter Hö­he.
DLR Scout Testfeld - Tunnel
Tun­nel und Höh­len er­kun­den
Bild 3/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Tunnel und Höhlen erkunden

Tun­nel- und Höh­len­sys­te­me sind wich­ti­ge Er­kun­dungs­räu­me auf dem Mond und frem­den Pla­ne­ten, da dort Spu­ren von eins­ti­gem oder so­gar vor­han­de­nem Le­ben ge­fun­den wer­den könn­ten. Der DLR-Ro­ver Scout wird auf dem Test­feld trai­niert, da­mit er hel­fen kann sol­che La­vahöh­len zu er­schlie­ßen.
Scout Testfeld - Hang
Steil­hang mit be­son­de­ren Schwie­rig­keits­gra­den
Bild 4/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Steilhang mit besonderen Schwierigkeitsgraden

Die Stei­gun­gen des Scout Ro­ver-Test­ge­län­de wei­sen Win­kel von mehr als 30 Grad auf. Ver­schie­de­ne Un­ter­grün­de stel­len den pla­ne­ta­ren Ro­ver vor be­son­de­re Her­aus­for­de­run­gen.
Frohe Weihnachten
DLR-Ro­ver Scout mit ei­nem Weih­nacht­gruß
Bild 5/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Rover Scout mit einem Weihnachtgruß

Der DLR-Ro­ver Scout kann Nutz­las­ten von bis zu sechs Ki­lo­gramm mit ei­nem Vo­lu­men von mehr als fünf Li­ter tra­gen - nicht nur an Weih­nach­ten.

Was auf den ersten Blick wie ein überdimensionaler Zen-Garten wirkt, ist eine wissenschaftliche Anlage. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat ein Outdoor-Testfeld für planetare Rover errichtet. Auf dem Gelände in Oberpfaffenhofen präsentiert sich ein "Vulkankrater" umringt von Feldern mit Kies, großen und kleinen Felsbrocken sowie ein Steilhang mit verschiedenen Untergründen. Die Beschaffenheiten spiegeln die Vulkan- und Höhlenlandschaft von Mars und auch Mond wieder. Forschende des DLR-Instituts für Systemdynamik und Regelungstechnik haben das neue 630 Quadratmeter große Testfeld nun in Betrieb genommen. Insbesondere der Explorationsroboter "Scout" wird hier für künftige Missionen vorbereitet.

Auf dem Mond und Mars werden gewaltige, kilometerlange Lavahöhlen vermutet, die sich vor Milliarden von Jahren durch vulkanische Aktivitäten gebildet haben. Diese Tunnel- und Höhlensysteme sind, speziell auf dem Mars, für die Wissenschaft von großer Bedeutung. Denn dort könnten sich Spuren von einstigem oder sogar vorhandenem Leben befinden. Für herkömmliche Rover sind die steilen, unwegsamen Kraterwände jedoch bislang nicht zugänglich. Mithilfe von Scout wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DLR diese Lavahöhlen erschließen.

Ätna Vulkan als Mond-Vorlage

Als irdisches Vorbild für das planetare Testfeld diente der Vulkan Ätna in Italien. Mond und Ätna weisen ähnlich extreme Bedingungen auf. Für den Bau in Oberpfaffenhofen nutzte das Scout-Team die Daten einer Ätna-Vermessung. Sie identifizierten häufig vorkommende Hindernistypen und berücksichtigten die Beschaffenheit der Materialien, etwa die Dichte und Oberfläche. Speziell die Steigungen passten sie den realen Herausforderungen in Lavahöhlen an.

"Unser Testfeld weist Steigungen mit spitzen Winkeln von mehr als 30 Grad auf, verfügt über loses Gestein, tiefen Sand und zusätzliche Hindernisse. Das geht weit über die Anforderungen bisheriger Rover hinaus", erklärt Projektleiter Dr. Roy Lichtenheldt vom DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik. In seiner Freizeit erforscht und vermisst er unbekannte, alpine Höhlen. "So kann ich mein Know-how in der Höhlenforschung und in der Robotik auf einzigartige Weise verbinden", ergänzt der Wissenschaftler.

Der Scout-Rover startete den Geländebetrieb mit ersten Fahrten für das vom Robotik und Mechatronik Zentrum des DLR koordinierten Helmholtz-Zukunftsprojekt ARCHES (Autonomous Robotic Networks to Help Modern Societies). Im Rahmen dieses Projekts werden heterogene, autonome vernetzte robotische Systeme entwickelt, um eine Basis zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen zu schaffen. Eine Demonstration der weltraumbasierten Technologien ist für das kommende Jahr 2022 auf dem Ätna geplant – analog zu einer planetaren Exploration. Das neue Testfeld in Oberpfaffenhofen wird daher auch zu dieser Vorbereitung genutzt.

Rover für unwegsames Terrain

Der DLR-Rover ist ein Meter lang, einen halben Meter breit und setzt sich aus drei verformbaren Rückenelementen zusammen. Wie ein Tausendfüßler erkrabbelt er Steilhänge, überwindet Felsbrocken und schaufelt sich mit seinen sechs nachgiebigen Speichenrädern durch Kies oder sandigen Untergrund. Dabei verfügt er lediglich über einen Motorantrieb pro Rad. Der Roboter kann sogar kopfüber fahren und überlebt Stürze aus mehr als 1,5 Meter Höhe. Das macht ihn ideal für Explorationen auf Mars und Mond. Auf der Erde kann das robuste System bei der Rettung von Verschütteten oder in der Agrarrobotik eingesetzt werden.

Das Team rund um Roy Lichtenheldt setzt bei Scout auf eine möglichst zuverlässige und energieeffiziente sowie eine umwelt- und naturschonende Fortbewegung. Am DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik nutzen sie nun das neue Testfeld, um den Explorationsrover für reale Einsätze zu optimieren und neue Technologien zu erproben.

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