Trainingscamp für Mond-Roboter

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An der Universität Luxemburg gibt es ein Labor, in dem es aussieht wie auf dem Mond – De Piwitsch konnte einen Blick hineinwerfen.

Etwas mulmig ist dem Piwitsch-Reporter schon, als er das Mond-Labor betritt. Forscher haben dort eine Mondlandschaft nachgebaut. Fühlt man sich hier wie auf dem Mond? Kann man meterhoch springen? Auf dem Mond ist alles leichter – und zwar sechsmal so leicht. Wer auf der Erde 60 Kilogramm wiegt, wiegt auf dem Mond gerade mal zehn Kilo. Kann man in dem Labor überhaupt atmen? Auf dem Mond gibt es bekanntlich keinen Sauerstoff. Miguel Olivares-Mendez öffnet die Tür des Labors. Obwohl es drinnen aussieht wie auf dem Mond, ist die Atmosphäre dieselbe wie auf der Erde. Ein Glück! 

Miguel ist Chef des „LunaLab“ der Universität Luxemburg. Er ist verantwortlich für eine Gruppe von Forscherinnen und Forschern. Sie programmieren die Roboter. Wenn die Mondroboter richtig programmiert sind, können sie ohne Hilfe ihren Weg finden.

Wenn es um Sekunden geht

Aber warum machen die Forscher das eigentlich? Der Mond umkreist die Erde in einer Entfernung von 384.000 Kilometern. Das ist eine gewaltige Distanz, etwa neunmal der Umfang der Erde. Für diesen Weg brauchen Funksignale eine gewisse Zeit. Und genau hier liegt das Problem. Wenn man einen Roboter auf dem Mond von der Erde aus steuern müsste, würde das Funksignal etwas mehr als eine Sekunde benötigen. Eine weitere Sekunde würde vergehen, bis der Roboter zurückfunkt: „Okay, ich habe dein Signal empfangen und werde jetzt darauf reagieren.“

Zwei Sekunden für einen Befehl, das klingt nach nicht sehr viel. Aber stell dir vor, der Roboter kommt auf dem Mond der Kante eines Abgrunds gefährlich nahe. Der Roboterpilot auf der Erde merkt das gerade noch und schreit: „Bremsen, bremsen!“ Aber der Befehl erreicht den Roboter zu spät und er stürzt kopfüber in eine tiefe Mondspalte. Ein jähes Ende für jede Mondmission!

Noch schwieriger wird es bei einer Mars-Mission. Das Funksignal zwischen Erde und Mars benötigt zwischen fünf und zwanzig Minuten – je nachdem, wie weit der Mars gerade von der Erde entfernt ist. Undenkbar!

Lernende Maschinen

Deshalb wäre es toll, wenn die Roboter selbstständig – man sagt auch „autonom” – fahren und arbeiten könnten. Genau das ist das Ziel von Miguel und seinem Team. Im „LunaLab“ probieren sie aus, ob die Roboter die Arbeiten erledigen können, die das Team einprogrammiert hat. Das „Gehirn” der Roboter ist ein Computer, der ständig hinzulernt. Für die Forschungsgruppe ist es wichtig, den Roboter dabei zu beobachten, wie er autonom Probleme löst. Welchen Weg wählt er zum Beispiel, um um einen Stein herumzufahren? Dazu benötigen die Roboter viele Informationen. Das Forscher-Team beobachtet, wie der Roboter diese Informationen verarbeitet. Das Team überlegt dann, wie der Roboter noch verbessert werden kann. Dafür ist das LunaLab mit 13 Kameras ausgestattet. Jede Kamera nimmt 240 Bilder in der Minute auf. So entgeht den den Forscherinnen und Forschern nichts.

Die Informationen erhalten die Roboter durch Sensoren, die unter anderem messen, wie der Untergrund beschaffen ist. Die Roboter müssen auch wissen, ob es bergauf oder bergab geht. Sehr wichtig sind außerdem seine „Augen“. Kameras schauen, wo sich der Roboter am besten hinbewegen soll. Ist da Schatten hinter dem Stein? „Nein, zu gefährlich, ich sehe nicht, was sich dort befindet“, versteht die Maschine, „ich fahre lieber dorthin, wo Licht ist.“ So lernen die Maschinen immer mehr dazu, damit sie sich in einer unbekannten Umgebung sicher bewegen können.

20 Tonnen Basalt im Labor

Aber weshalb muss es im Labor eigentlich aussehen wie auf dem Mond? Miguel Olivares-Mendez erklärt, dass man die Roboter am besten testen kann, wenn die grauen Steinchen und der Staub, auf denen sich die Maschinen bewegen, so beschaffen sind wie auf dem Mond. Auch die Lichtverhältnisse müssen denen auf dem Mond möglichst ähnlich sein. Im Labor kommt das Sonnenlicht aus einer riesigen, beweglichen Lampe. Nur so kann man herausfinden, ob die Sensoren funktionieren werden. Der Boden im Labor besteht natürlich nicht aus echtem Mondstaub, dem Regolith. Der ist viel zu selten und zu wertvoll! Stattdessen wird Basalt verwendet. Das ist ein Stein, der dem Regolith gleicht. Miguel braucht 20 Tonnen Steine für das „LunaLab“. Das entspricht einer großen Lastwagenladung. 

Der Traum von Miguel und seinem Team ist, dass irgendwann Roboter, die zum Teil in Luxemburg entwickelt wurden, tatsächlich auf dem Mond und auf anderen Himmelskörpern arbeiten. Aber vorher müssen noch viele Probleme gelöst werden. 

Schau dir das Video unten an, um zu erfahren, wie die Forscher im Mondlabor arbeiten.