9. November 2022
Rover-Technologie für Mars, Mond und Erde

Höh­len­trai­ning für DLR-Ro­ver Scout

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Vorbereitung des Scout-Rover auf Erkundungstour
Vor­be­rei­tung zur Er­kun­dungs­tour des Ro­vers
Bild 1/6, Credit: Sarah Lichtenheldt

Vorbereitung zur Erkundungstour des Rovers

Das Team be­rei­tet den DLR-Ro­ver-Scout auf sei­ne Er­kun­dungs­fahrt vor.
Der Scout-Rover überwindet viele Hindernisse
DLR-Ro­ver Scout über­win­det Hin­der­nis­se
Bild 2/6, Credit: Sarah Lichtenheldt

DLR-Rover Scout überwindet Hindernisse

Auf sei­nem Weg hat­te der Scout grö­ße­re und klei­ne­re Hin­der­nis­se zu über­win­den.
Höhlenplan und Teststrecke
Höh­len­plan und Test­stre­cke
Bild 3/6, Credit: Roy Lichtenheldt

Höhlenplan und Teststrecke

Dar­stel­lung der Fahr­stre­cke des Scout Ro­vers und La­ge des Ope­ra­tors im Plan der Höh­le.
Onboard-Sicht des Rovers
On­board-Sicht des Ro­vers
Bild 4/6, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Onboard-Sicht des Rovers

On­board-Sicht des DLR-Ro­vers Scout für den Ope­ra­tor via Te­le­prä­senz.
Forschende transportieren den Scout-Rover in die Höhle
For­schen­de trans­por­tie­ren Scout in die Höh­le
Bild 5/6, Credit: Sarah Lichtenheldt

Forschende transportieren Scout in die Höhle

Auf dem Weg zu sei­nem Ein­satzord wur­de Scout von den For­schen­den trans­por­tiert, um die Höh­len­fau­na nicht zu be­ein­träch­ti­gen.
Scout wird über Schachtstufen transportiert
Scout wird über Schacht­stu­fen trans­por­tiert
Bild 6/6, Credit: Sarah Lichtenheldt

Scout wird über Schachtstufen transportiert

Der Scout-Ro­ver wird von For­schen­den über die Schacht­stu­fen in der Höh­le trans­por­tiert.
  • Forschende aus Oberpfaffenhofen haben den DLR-Rover Scout in bayerischen Höhlen getestet.
  • Mithilfe des Rovers werden Erkundungstechnologien für künftige Einsätze in Lavahöhlen auf Mond und Mars entwickelt.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Robotik, Exploration

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 unzugänglich. Mithilfe von „Scout“ wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Erkundungstechnologien für diese Lavahöhlen entwickeln. Um den Rover für künftige Einsätze in Lavahöhlen auf dem Mars und Mond vorzubereiten, führte das DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik mit dem Scout-Rover nun einen Test in einer irdischen Höhle in Bayern durch.

Der Einsatz von Rovern in Höhlen ist bisher noch selten und eine äußerst herausfordernde Aufgabe für mobile Roboter. Mit ihrer Formenvielfalt bieten diese natürlichen Hohlräume eine sehr anspruchsvolle Umgebung. In der Höhle wurde der Rover auf Verbesserungspotenzial untersucht, das in den nächsten Prototypen einfließen wird. Im Test musste Scout eine 50 Meter Horizontaldistanz zurücklegen und dabei Steine, Stufen, Engstellen sowie einen kalten Bach überwinden. „Was an der Oberfläche nur ein Katzensprung ist, ist in Höhlen oft eine lange und beschwerliche Distanz“, berichtet Projektleiter Dr. Roy Lichtenheldt vom DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik.

Teleoperiert durch die Höhle

Der akkubetriebene und per Funk gesteuerte Scout benötigt keinerlei Kabel für den Betrieb, wodurch Außentests einfach umzusetzen sind. „Der Transport zum Testbereich in der Höhle hat dem Rover jedoch einiges abverlangt und ist vergleichbar mit mehreren, kurzen Stürzen auf hartem Gestein. Belastungen dieser Art können auch im realen Einsatz eintreten“, weiß Lichtenheldt. Um die Höhlenfauna nicht zu beeinträchtigen, wurde Scout auf dem Weg zu seinem Einsatzort von den Forschenden transportiert.

Am Einsatzort angelangt wurde der Rover von einem Kontrollstand, der mehrere Höhlenkammern entfernt war, gesteuert. Anhand der vom Rover erzeugten Bilder konnte der Operator Scout durch die enge und hindernisreiche Höhle manövrieren. „Trotz Hindernisse ist die Funkverbindung innerhalb der Höhle sehr stabil gewesen. Zukünftig werden wir diese noch zusätzlich mit Repeatern verbessern“, erklärt Lichtenheldt. Die spezielle Ansteuerung der Räder, die am DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik entwickelt wurde, half den Rover sicher durch die Höhle zu bewegen.

Die aus dem Versuch gewonnenen Ergebnisse nutzen die Forschenden, um neue Anforderungen an das System abzuleiten und wertvolle Informationen für die zukünftige Autonomie zu sammeln. Unter anderem wird Scout mit einer innovativen und stromsparenden Matrix-LED-Beleuchtung nachgerüstet. Im Höhlentest musste der Rover mit der gleichen Beleuchtung wie seine menschliche Begleitung „auskommen“.

Die abenteuerliche Anreise zum Einsatzort sowie den Test unter Realbedingungen hat Scout sehr gut bestanden. Da bei der Prototyp-Entwicklung die hohe Robustheit des Systems im Fokus lag, konnten dem Rover weder die Schläge beim Transport noch die hohe Feuchtigkeit in der Höhle etwas anhaben. Nach dem anspruchsvollen Versuch wies die Aluminium-Umhüllung des Rovers lediglich einige Kratzer und kleine Dellen auf. „Um die Stärken und Schwächen eines Systems auch aus konstruktiver Sicht feststellen zu können, sind solche Tests unverzichtbar. Die Erfahrungen die wir dabei machen unterscheiden sich oft sehr deutlich vom Laborbetrieb“, betont der DLR-Forscher.

Der Schutz des empfindlichen Ökosystems der Höhle hatte dabei stets die höchste Priorität. Entsprechend wurden die Tests auch außerhalb der Fledermausschutzzeit durchgeführt. Ehrenamtliche Höhlenforschende unterstützten das DLR-Team zudem tatkräftig mit ihrer Ortskunde, der Bereitstellung eines detaillierten Höhlenplanes sowie beim Materialtransport. In den kommenden Jahren soll Scout weitere Testfahrten in Höhlen absolvieren, um sich Stück für Stück an die reale Mission zu nähern.

Über den DLR-Rover Scout

Durch seine Robustheit ist der DLR-Rover Scout in der Lage, sich in diesem anspruchsvollen Terrain zu bewegen. Scout hat ein neuartiges, nachgiebiges Speichenrad und verformbare Rückenelemente, um Hindernisse zu überschreiten, die andere Rover nicht überwinden können. Der Roboter kann sogar kopfüber fahren und überlebt Stürze aus mehr als 2 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.

  • Eigenschaften: Größe 105 x 51 Zentimeter, Gewicht 18 Kilogramm, Nutzlast bis 6 Kilogramm bei 5 Liter Volumen, Geschwindigkeit 7,2 Kilometer pro Stunde.
  • Besonderheiten: Stürze bis aus 2 Meter Höhe, Kopfüber-Fahrten und Selbstaufrichten möglich, überwindet Hindernisse bis 40 Zentimeter.

Weitere Informationen finden Sie hier.

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  • Bernadette Jung
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