Feuertaufe bestanden: EU-Partner testen erfolgreich neue Software für Weltraumroboter in Marokko

Die Region Erfoud nahe der Grenze zu Algerien – bei Touristen auch für ihre eindrucksvollen Sanddünen bekannt – bot für die vierwöchige Feldtestkampagne ideale Bedingungen. Mit ihren fast vegetationslosen Steinwüsten und rötlichen Bergrücken ist die Landschaft der Topographie des Mars erstaunlich ähnlich. Hier konnte das europäische Forscherteam Roboter, Sensoren und Software unter Bedingungen erproben, die den realen Einsatzbedingungen zukünftiger Weltraumroboter wesentlich näherkommen als die üblichen Labore und künstlichen Testumgebungen. 

Gianfranco Visentin, Leiter der Abteilung für Automatisierung und Robotik bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und Koordinator des EU-Projekts PERASPERA: „Nur durch solche Feldtests können wir sicher sein, dass die von uns entwickelte Software und Hardware unter den rauen Umgebungsbedingungen auf Mars und Mond wie geplant funktioniert. Normalerweise testen wir die neuen Technologien in Laboren und am Computer. Dabei wird simuliert, was wir uns vorstellen, aber die Realität sorgt für unvorhergesehene Situationen. Die Variabilität, die die Natur mit sich bringt – von den Lichtverhältnissen über die Landschaftsformen bis hin zu den Strukturen von Sand und Felsen – kann nur in Feldtests zuverlässig simuliert werden.“

Im Projekt PERASPERA arbeiten die Europäische Weltraumagentur ESA, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und die nationalen Weltraumagenturen Frankreichs, Spaniens, Italiens und Großbritanniens zusammen, um die Forschungs-Roadmap des Strategic Research Clusters on Space Robotics Technologies zu erarbeiten und deren Umsetzung in mehreren Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu überwachen. Wichtiger Bestandteil des Clusters sind umfangreiche Tests und Evaluierungsmaßnahmen für die darin entwickelten Technologien. Dazu gehört die vom Robotics Innovation Center des DFKI im Rahmen des Teilprojekts FACILITATORS – das von der spanischen Firma GMV geleitet wird – koordinierte Feldtestkampagne in der marokkanischen Wüste. 

Die ersten zwei Wochen ihres Aufenthalts in Marokko nutzte das PERASPERA-Forscherteam, um in einer Werkstatt nahe des Hotels in Erfoud die Hardware- und Softwaresysteme der Projektpartner für den Einsatz im Gelände vorzubereiten. Die für die Mission in der Sahara benötigte detaillierte digitale Höhenkarte des Testareals konnte mithilfe einer Flugdrohne der ESA bis zu einer Auflösung von 4 cm angefertigt werden. Ende November schlugen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schließlich ihr Basislager in der Wüste bei Rissani, etwa 30 km südwestlich von Erfoud, auf. Dort testeten sie die im Rahmen der PERASPERA-Teilprojekte ERGO – koordiniert von GMV aus Spanien – und InFUSE – koordiniert von Space Applications aus Belgien – entwickelten Softwaretechnologien für Autonomie und Datenfusion.

Als robotische Testplattform diente der hybride Schreit- und Fahrrover SherpaTT des DFKI, der eine neue Generation von Weltraumrobotern verkörpert. Zusätzlich kamen mit dem Roboterpaar MINNI und MANNA des CNRS-LAAS (Toulouse, Frankreich) zwei „klassische“ Vierrad-Rover zum Einsatz sowie die Handheld Central Rover Unit (HCRU), ein Sensormodul des DLR Oberpfaffenhofen. Inspiriert von planetaren Erkundungsszenarien wie der NASA Mars Sample Return Mission gelang es z.B. SherpaTT mithilfe der neuen Software eine autonome Langstreckenmission zu absolvieren. Um eine Bodenprobe am Zielort zu entnehmen, legte der Rover eine Strecke von über 1,3 km in der von weiten Ebenen, aber auch steilen Hängen und Schluchten geprägten marokkanischen Wüstenlandschaft zurück. 

Zusammen mit der detaillierten Höhenkarte stellen die durch die Rover in Marokko gesammelten Daten einen umfangreichen analogen Testdatensatz dar. Somit konnten die Projektpartner im Rahmen der Feldtestkampagne nicht nur zeigen, dass die entwickelten Softwaremodule unter marsähnlichen Bedingungen funktionieren, sondern auch eine vielversprechende Datenbasis für die weitere Forschungsarbeit liefern. Die erfolgreich getesteten „Space Robotics Technologies“ sollen nun als Kernkomponenten für komplexere Robotik-Anwendungen dienen, deren Entwicklung von 2019 bis 2021 im Rahmen einer zweiten Serie von EU-geförderten Projekten geplant ist.

Kontakt:
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Robotics Innovation Center
Dr.-Ing. Thomas Vögele
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