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Weltraum

Die Demonstrationsmission wird zwischen dem 14. Juni und dem 10. Juli 2021 auf dem Ätna (Sizilien, Italien) durchgeführt. Die analoge Mission besteht aus drei Teilen, die sich wissenschaftlich auf die geologische Forschung und die Radioastronomie konzentrieren, welche relevante Szenarien für zukünftige Explorationsaktivitäten darstellen.

In den ersten beiden Szenarien werden technische und operationelle Aspekte der geologischen In-Situ-Analyse und der Probenrückgabe untersucht. Das erste Szenario konzentriert sich auf ein kooperatives, heterogenes Team von zwei Rädern (LRU1 und LRU2) und einer fliegenden Drohne (ARDEA), das völlig autonom interessante Orte erkundet und wissenschaftlich ausgelöste spektrale Fernaufnahmen, LIBS-Spektroskopie sowie Probenauswahl, Analysen und Sammelaufgaben durchführt.

Im zweiten Szenario wird ein weiterer Roboter, der Interact-Rover, die Standorte unter Aufsicht eines Kontrollraums im ESOC (Europäisches Raumfahrtkontrollzentrum) in Darmstadt, Deutschland, überwachen. Der Schwerpunkt liegt auf der Interaktion eines ausgebildeten Astronauten mit den Betriebs- und Wissenschaftsteams in einem Kontrollraum auf der Erde, während ein hochgeschickter Rover mit einem Roboterarm ferngesteuert wird. Die geteilte Autonomie mit visuellem und haptischem Feedback wird genutzt, um die Fähigkeiten des Astronauten bei der Bedienung des Rovers zu verbessern. Darüber hinaus wird ein zweiter Scout-Rover die Kommunikationsverbindungen bereitstellen, die für das haptische Feedback des Interact-Rovers während der Teleoperation erforderlich sind.

Im dritten Szenario wird die Installation und Wartung eines Niederfrequenz-Funkantennenfeldes mit den LRU-Rovern und der ARDEA-Drohne demonstriert. Das Array besteht aus vier Antennenelementen und beinhaltet eine neuartige Technik zur präzisen Positionierung auf der Basis von Funkkommunikation.

Video: Integrationstests zur Demomission Space

Kooperativer Kartenerstellung im heterogenen Roboterteam und autonomer Probennahme auf dem International Astronautical Congress (IAC) 2019 sowie Lokalisierung und Kartenerstellung mit drei Agenten in der mondanalogen Umgebung des Vulkans Ätna.

Publikation zum Video:

Schuster, Martin J. und Müller, Marcus G. und Brunner, Sebastian G. und Lehner, Hannah und Lehner, Peter und Sakagami, Ryo und Dömel, Andreas und Meyer, Lukas und Vodermayer, Bernhard und Giubilato, Riccardo und Vayugundla, Mallikarjuna und Reill, Josef und Steidle, Florian und von Bargen, Ingo und Bussmann, Kristin und Belder, Rico und Lutz, Philipp und Stürzl, Wolfgang und Smisek, Michal und Maier, Moritz und Stoneman, Samantha und Fonseca Prince, Andre und Rebele, Bernhard und Durner, Maximilian und Staudinger, Emanuel und Zhang, Siwei und Pöhlmann, Robert und Bischoff, Esther und Braun, Christian und Schröder, Susanne und Dietz, Enrico und Frohmann, Sven und Börner, Anko und Hübers, Heinz-Wilhelm und Foing, Bernard und Triebel, Rudolph und Albu-Schäffer, Alin O. und Wedler, Armin (2020) The ARCHES Space-Analogue Demonstration Mission: Towards Heterogeneous Teams of Autonomous Robots for Collaborative Scientific Sampling in Planetary Exploration. IEEE Robotics and Automation Letters, 5 (4), Seiten 5315-5322. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. DOI: 10.1109/LRA.2020.3007468 ISSN 2377-3766