Roboter sollen Höhlen auf dem Mond erkunden

josef

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Roboter sollen Nutzbarkeit von Höhlen auf dem Mond erkunden
Riesige Lavaröhren auf dem Erdtrabanten könnten eines Tages Kolonisten beherbergen. Die Esa prüft Ideen, wie man diese Strukturen erforschen könnte
Mit einer Länge von 17 Kilometern zählt die Cueva del Viento auf der Kanarischen Insel Teneriffa zu den längsten Lavaröhren der Welt. Dieses kolossale Höhlensystem entstand beim Ausbruch des Pico Viejo vor etwa 27.000 Jahren, heute beherbergt es (neben einem Touristenzentrum) an die 120 Tierarten. Lavaröhren entstehen, wenn dünnflüssige Lava mit hoher Geschwindigkeit Hänge mit geringer Steigung hinunterfließt. Temperatur und Fließgeschwindigkeit sind an den Rändern am niedrigsten – und während die Schmelze dort bereits erstarrt, strömt sie im Inneren weiter. Wenn der Strom irgendwann versiegt, bleibt am Ende ein Hohlraum zurück.


Ein Team der Europäischen Weltraumorganisation Esa in einer Lavaröhre (auf der Erde).
Foto: ESA–L. Ricci

Solche vulkanisch geformten Höhlen existieren nicht nur auf der Erde. Hinweise auf riesige Lavaröhren wurden auch auf unserem von Vulkanismus stark geprägten Nachbarplaneten Mars und auf dem Mond entdeckt. Wissenschafter sehen in diesen Strukturen ein enormes Potenzial: Höhlen könnten Raumfahrern auf Zwischenstation oder Kolonisten Schutz vor Strahlung und Mikrometeoriten bieten und vielleicht sogar Zugang zu Wasser und anderen unterirdischen Ressourcen ermöglichen.

Vielversprechende Konzepte
Raumfahrtagenturen wälzen schon seit Jahren Überlegungen für die Nutzung von Höhlensystemen auf Mond und Mars. Im Herbst 2019 rief die Europäische Weltraumagentur Esa Universitäten und Forschungsunternehmen dazu auf, Ideen für die Erkundung der Röhren auf dem Mond auszuarbeiten. Zwei der Einreichungen wurden nun für eine Machbarkeitsstudie ausgewählt: Ein Forscherteam der Universität Würzburg schlug einen kugelförmigen Roboter vor, der den Eingangsbereich von Mondkavernen untersuchen könnte. Wissenschafter der spanischen Universität Oviedo reichten wiederum ein Konzept für einen Roboterschwarm ein, der mithilfe eines Krans in eine Lavaröhre gelassen und Daten sammeln könnte.


Potenzielle Einstiegsstelle im Oceanus Procellarum, einer Region im westlichen Teil der erdzugewandten Seite des Mondes.
Foto: NASA/GSFC/Arizona State University

Der sphärische Roboter des Würzburger Teams trägt den Namen "Descent And Exploration in Deep Autonomy of Lava Underground Structures" – kurz Daedalus. Diese kompakte Kugel wäre mit 3D-LiDAR-Sensoren, Stereokameras und einer Technologie zur autonomen Bewegung ausgestattet. Durch das Erstellen eines 3D-Modells des Inneren einer Lavaröhre könnte die Sonde geologische Ressourcen identifizieren und Orte mit stabilen Strahlenwerten und Temperaturen aufspüren. Diese Daten könnten Aufschlüsse über die mögliche Nutzbarkeit dieser Strukturen geben.

Video: Projektpräsentation Daedalus.RoboticsAndTelematics

Speläologie per Roboterschwarm
Die Forscher der Universität von Oviedo konzentrierten sich indes auf das Problem des fehlenden Sonnenlichts und damit auch der fehlenden Solarenergie im Innern von Mondhöhlen. Zudem befassten sie sich mit der Frage, wie die Roboter Daten an einen Rover auf der Mondoberfläche senden könnten. Ihr Lösungsvorschlag: Ein Mondrover sollte einen Schwarm aus kleinen Robotern mit einem Kran in eine Lavaröhre hinablassen. Der mit einem Solarpanel ausgestattete Rover könnte die Roboter dann über diesen Kran mit Energie versorgen: mithilfe eines Ladekopfs am unteren Teil des Krans. Dieser würde sich in Sichtweite der Roboter befinden und könnte sie drahtlos aufladen sowie Daten übermitteln und empfangen.

Video: Projektpräsentation Robotic Crane.SciTech Daily

Ab ins Labor
Nun sollen die beiden Konzepte in den Laboren der Esa auf ihre Machbarkeit überprüft werden, um dann Roboter-Prototypen zu entwickeln. "Unseren Roboter in einigen Jahren auf dem Mond zu sehen, wäre natürlich unser großes Ziel. So eine Machbarkeitsstudie ist ein essentieller Schritt, um dies möglich zu machen", sagte die Robotik-Expertin Dorit Borrmann von der Universität Würzburg.

Dass derartige Technologien sehr viel zu erkunden hätten, berichtete im Vorjahr ein italienisches Forscherteam. In einer Studie im Fachblatt "Earth-Science Reviews" kamen die Wissenschafter nach der Auswertung umfangreicher Daten zur Mondoberfläche zu dem Schluss, dass Lavaröhren auf dem Mond erheblich größer sein dürften als vergleichbare Strukturen auf der Erde. Nach Ansicht der Forscher könnten sogar ganze Städte in den Höhlensystemen Platz finden.
(dare, 8.3.2021)

Link
Esa-Mission zur Erforschung von Mondhöhlen

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