AR­CHES – Ro­bo­ter er­kun­den „Qua­si-Mond“ Ät­na

Der Rover LRU 2 des DLR bei der ARCHES-Weltraumsimulation auf dem Ätna
Der Ro­ver LRU 2 des DLR bei der AR­CHES-Welt­raum­si­mu­la­ti­on auf dem Ät­na
Bild 1/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Der Rover LRU 2 des DLR bei der ARCHES-Weltraumsimulation auf dem Ätna

Der Ro­ver LRU (Light­weight Ro­ver Unit) bei ei­nem ganz un­ge­wöhn­li­chen Au­ßen­test auf dem Ät­na. Um Missi­onss­ze­na­ri­en zur ro­bo­ti­schen Ex­plo­ra­ti­on vor dem Auf­bruch zu Mond oder Mars auf der Er­de zu er­pro­ben, su­chen Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler Or­te, die den Be­din­gun­gen auf ei­nem frem­den Him­mels­kör­per mög­lichst na­he­kom­men. Vom 13. Ju­ni bis 9. Ju­li 2022 wird der Ät­na auf der ita­lie­ni­schen In­sel Si­zi­li­en zum „Qua­si-Mond“, denn die Vulk­an­land­schaft mit ih­rer gra­nu­la­ren Ober­flä­che und er­starr­ten La­va­schich­ten äh­nelt der geo­lo­gi­schen Be­schaf­fen­heit des Erdtra­ban­ten. AR­CHES steht für „Au­to­no­mous Ro­bo­tic Net­works to Help Mo­dern So­cie­ties“. For­schen­de nut­zen die un­wirt­li­che Um­ge­bung des Ät­na als „Mond-Ana­log“. Meh­re­re Ro­ver, ein Lan­der und ei­ne Droh­ne ar­bei­ten zu­sam­men, er­kun­den ih­re Um­ge­bung und er­fül­len Auf­ga­ben.
Lander Rodin und Rover LRU1 am Ätna
Lan­der Ro­din und Ro­ver LRU1 am Ät­na
Bild 2/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Lander Rodin und Rover LRU1 am Ätna

Ro­ver LRU (Light­weight Ro­ver Unit) und Lan­der Ro­din wäh­rend der "De­mo­mis­si­on Welt­raum" auf dem Ät­na. Um Missi­onss­ze­na­ri­en zur ro­bo­ti­schen Ex­plo­ra­ti­on vor dem Auf­bruch zu Mond oder Mars auf der Er­de zu er­pro­ben, su­chen Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler Or­te, die den Be­din­gun­gen auf ei­nem frem­den Him­mels­kör­per mög­lichst na­he­kom­men. Vom 13. Ju­ni bis 9. Ju­li 2022 wird der Ät­na auf der ita­lie­ni­schen In­sel Si­zi­li­en zum „Qua­si-Mond“, denn die Vulk­an­land­schaft mit ih­rer gra­nu­la­ren Ober­flä­che und er­starr­ten La­va­schich­ten äh­nelt der geo­lo­gi­schen Be­schaf­fen­heit des Erdtra­ban­ten. AR­CHES steht für „Au­to­no­mous Ro­bo­tic Net­works to Help Mo­dern So­cie­ties“. For­schen­de nut­zen die un­wirt­li­che Um­ge­bung des Ät­na als „Mond-Ana­log“. Meh­re­re Ro­ver, ein Lan­der und ei­ne Droh­ne ar­bei­ten zu­sam­men, er­kun­den ih­re Um­ge­bung und er­fül­len Auf­ga­ben.
Scout-Rover auf dem Ätna
Scout-Ro­ver auf dem Ät­na
Bild 3/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Scout-Rover auf dem Ätna

Der Scout-Ro­ver des DLR ver­fügt über ei­nen WLAN-Re­pea­ter und stellt da­mit si­cher, dass ei­ne kon­ti­nu­ier­li­che In­ter­net­ver­bin­dung zwi­schen In­ter­act-Ro­ver der ESA und dem Kon­troll­zen­trum be­steht.
Interact-Rover auf dem Ätna
In­ter­act-Ro­ver auf dem Ät­na
Bild 4/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Interact-Rover auf dem Ätna

Der In­ter­act-Ro­ver der ESA wäh­rend der De­mo­mis­si­on Welt­raum auf dem Ät­na. Um Missi­onss­ze­na­ri­en zur ro­bo­ti­schen Ex­plo­ra­ti­on vor dem Auf­bruch zu Mond oder Mars auf der Er­de zu er­pro­ben, su­chen Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler Or­te, die den Be­din­gun­gen auf ei­nem frem­den Him­mels­kör­per mög­lichst na­he­kom­men. Vom 13. Ju­ni bis 9. Ju­li 2022 wird der Ät­na auf der ita­lie­ni­schen In­sel Si­zi­li­en zum „Qua­si-Mond“, denn die Vulk­an­land­schaft mit ih­rer gra­nu­la­ren Ober­flä­che und er­starr­ten La­va­schich­ten äh­nelt der geo­lo­gi­schen Be­schaf­fen­heit des Erdtra­ban­ten. AR­CHES steht für „Au­to­no­mous Ro­bo­tic Net­works to Help Mo­dern So­cie­ties“. For­schen­de nut­zen die un­wirt­li­che Um­ge­bung des Ät­na als „Mond-Ana­log“. Meh­re­re Ro­ver, ein Lan­der und ei­ne Droh­ne ar­bei­ten zu­sam­men, er­kun­den ih­re Um­ge­bung und er­fül­len Auf­ga­ben.
Zeichnung: ARCHES
AR­CHES (Au­to­no­mous Ro­bo­tic Net­works to Help Mo­dern So­cie­ties)
Bild 5/5, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

ARCHES (Autonomous Robotic Networks to Help Modern Societies)

He­te­ro­ge­ne Ro­bo­ter­teams kön­nen ge­mein­sam Auf­ga­ben be­wäl­ti­gen, z.B. die Ex­plo­ra­ti­on von un­zu­gäng­li­chen Um­ge­bun­gen und frem­den Pla­ne­ten. Die Ro­bo­ter die­nen als "ver­län­ger­ter Arm" und "ver­län­ger­tes Au­ge" des Men­schen.

Ein autonomes robotisches Netzwerk zur Unterstützung moderner Gesellschaften – hierfür die technischen Grundlagen zu schaffen, ist Ziel des Helmholtz-Projektes ARCHES (Autonomous Robotic Networks to Help Modern Societies), an dem sich das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt. Im Fokus steht die Umweltüberwachung der Ozeane, die Erforschung des Sonnensystems und die technische Krisenintervention an Orten, an denen es für menschliche Einsatzkräfte zu gefährlich wäre. Dies kann zum Beispiel bei dem Rückbau von Atomkraftwerken der Fall sein oder bei der Prüfung beschädigter Gebäude nach einem Katastrophenfall.

Weitere mögliche Anwendungsbereiche finden sich überall dort, wo ein direktes Eingreifen als verlängerter Arm des Menschen sinnvoll ist: Für den autonomen Straßen- und Bahnverkehr der Zukunft bieten sich kooperierende mobile robotische Systeme an, speziell innerstädtisch bei der Organisation eines bedarfsgerechten öffentlichen Personenverkehrs oder bei der Belieferung von Geschäften. Darüber hinaus können vernetzte robotische Helfer bei der medizinischen bzw. therapeutischen Versorgung älterer beziehungsweise in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkter Menschen wertvolle Dienste leisten.

Was müssen autonome mobile Roboter können?

Alle genannten Anwendungsfelder stellen höchste Anforderungen an Robustheit und Zuverlässigkeit. Sowohl am Boden als auch in der Luft – als Rover oder als Drohne – müssen mobile Robotersysteme in der Lage sein, ihre Umgebung großräumig und möglichst genau zu erfassen und auf dieser Basis geeignete Wege zu finden. Dabei müssen sie selbstständig darauf achten, dass ihre Energieversorgung gesichert ist. Sie müssen Objekte manipulieren können, was konkret bedeutet, Proben zu nehmen und vor Ort zu untersuchen. Und sie müssen in der Lage sein, gewonnene Daten untereinander auszutauschen und mit der Missionszentrale zu kommunizieren. All dies wird im Projekt ARCHES in zwei Szenarien erprobt: Vom 13. Juni bis zum 9. Juli 2022 findet am sizilianischen Vulkan Ätna die Demomission „Space“ statt, in einer Umgebung, welche von der Bodenbeschaffenheit her dem Mond ähnelt.

Im Projekt ARCHES arbeiten das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen an der Weltraum-Analogmission. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist hier Partner. An der Tiefsee-Analogmission in Regie der Helmholtz-Zentren für Polar- und Meeresforschung (Alfred-Wegener-Institut , AWI) sowie für Ozeanforschung (GEOMAR ) ist das DLR ebenfalls beteiligt. Die Erkenntnisse werden unter allen Partnern ausgetauscht und sollen unabhängig vom jeweiligen Einsatzszenario nutzbar gemacht werden. Dies gilt sowohl für die Hardware als auch für die gemeinsame Analyse und Interpretation von Daten durch die Roboter des Netzwerks sowie deren Interaktion mit dem Menschen.

An ARCHES beteiligte DLR-Institute und Einrichtungen

Institut für Robotik und MechatronikKoordination; Lander, ARDEA-Drohne, LRU-Rover
Institut für Systemdynamik und RegelungstechnikScout-Rover
Institut für Kommunikation und NavigationExperiment LOFAR
Institut für Optische SensorsystemeExperiment LIBS
Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Mobile Raketenbasis (MORABA)Datenlink zwischen DLR-Robotern und Kontrollzentrum
Institut für PlanetenforschungWissenschaftliche Beratung

Hier der Link zur Live-Schalte von der ARCHES-Demomission am Ätna zum DLR-Stand auf der ILA Berlin Air Show 2022 am Samstag 25. Juni um 12:30 Uhr.

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