Vierbeinige Roboter bereiten sich auf die autonome Marsforschung vor

Eines Tages könnte die Weltraumforschung Astronauten nutzen, die dauerhaft außerhalb der Erde leben, wie es sich vorgestellt hat von die Artemis-Missionen zum Mondoder von Elon Musk für den Mars.

Dennoch wird auch bei menschlicher Anwesenheit ein Großteil der im Weltraum anfallenden Arbeiten von Robotern erledigt werden, schon allein deshalb, weil diese viel leichter zu ersetzen sind als menschliche Astronauten und viel weniger anfällig für giftige Luft oder Vakuum, Strahlung, extreme Temperaturen usw. sind.

Im Idealfall sollten die meisten Rover und Roboter einfache Aufgaben selbstständig bewältigen können, wobei Menschen auf der Erde oder vor Ort nur dann hinzugezogen werden, um ihnen bei der Lösung spezifischer Probleme oder der Festlegung ihrer täglichen Missionen zu helfen.

Da die KI rasante Fortschritte macht, einschließlich Physikalische KI, ein Konzept, das heute vom KI-Marktführer NVIDIA propagiert wird.Diese Science-Fiction-Vision könnte bereits Realität sein.

Bei noch weiter entfernten Missionen, wie beispielsweise zu den Jupitermonden, macht die Kommunikationsverzögerung von bis zu einer Stunde eine direkte Steuerung noch schwieriger, wodurch autonome Entscheidungen der Sonden umso wertvoller werden.

„Rover sind auf Energieeffizienz und Sicherheit ausgelegt und bewegen sich langsam durch unwegsames Gelände. Daher beschränkt sich die Erkundung typischerweise auf einen kleinen Teil des Landeplatzes, wobei Rover in der Regel nur einige hundert Meter pro Tag zurücklegen, was die Erfassung geologisch vielfältiger Daten erschwert.“

Ein weiterer Schritt besteht darin, Weltraumrobotern mehr Bewegungsfreiheit zu geben. Räder und Ketten mögen zwar zuverlässiger sein, aber es ist ja nicht so, als ob auf dem Mond und dem Mars Straßen auf sie warten würden.

Daher konzentrierten sich die meisten robotischen Erkundungsmissionen bisher auf relativ flache, leicht befahrbare Regionen. Doch diese Gebiete sind möglicherweise nicht die geeignetsten für die zukünftige Kolonisierung des Weltraums.

Lavatunnel könnten beispielsweise perfekte, vorgefertigte Unterkünfte für zukünftige Astronauten abgeben, aber wir haben noch nie einen richtig erforscht. obwohl die KI-gestützte Erkundung von Lavatunneln geplant istDie meisten Ressourcen dürften sich in tiefen Kratern (Wasser) oder Gebirgsregionen (Metalle und andere Mineralvorkommen) befinden.

„Auf dem Mond befinden sich viele wichtige Ressourcen in schwer zugänglichem Gelände, darunter flüchtige und titanreiche pyroklastische Ablagerungen, Seltenerdmetall-haltige KREEP-Basalte und Wassereis in permanent beschatteten Regionen nahe dem Südpol. Auf dem Mars wurden ebenfalls Wassereisvorkommen und metallreicher Regolith in Hochbreiten- und Hochlandregionen identifiziert, oft an instabilen Hängen oder in geologischen Zerklüftungen.“

Daher sind fortschrittlichere Roboter erforderlich, wobei vierbeinige „Roboterhunde“ eine wahrscheinliche Option darstellen, da diese Bauart auch auf der Erde immer beliebter wird.

Diese Möglichkeit wird von Schweizer Forschern an der ETH Zürich, der Universität Zürich, dem Neuchâtel Space Exploration Institute, der Universität Basel und der Universität Bern getestet.

Sie nutzten einen vierbeinigen Roboter, testeten dessen Fähigkeit zur halbautonomen Erkundung und Probenentnahme in einer nachgebildeten Weltraumumgebung und veröffentlichten ihre Ergebnisse in Frontiers In Space Technologies.¹, unter dem Titel "Halbautonome Erkundung von Mars- und Mondanaloga mit einem Laufroboter unter Verwendung eines mit einem Raman-Spektrometer ausgestatteten Roboterarms und mikroskopischer Bilder".

Den Mars auf der Erde nachbilden

Die Forscher verwendeten die Marslabor-Anlage an der Universität Basel, die planetare Oberflächenbedingungen mit Hilfe von Analoggesteinen, Regolith (planetarem Staub) und analogen Lichtverhältnissen simuliert, um eine Umgebung nachzubilden, die mit der des Mars identisch ist, außer der Schwerkraft.

Marslabor umfasst einen 80 m² großen Raum mit einer 40 m² großen Testfläche, die mit marsianischen Analogmaterialien bestückt ist. Dazu gehören Gesteine ​​mit hohem Potenzial zur Erhaltung von Biosignaturen, wie Gips oder Karbonatgestein, die für eine reale Marsmission zur Erforschung vergangener biologischer Aktivitäten auf dem Roten Planeten von großem Interesse wären.

Quelle: Grenzen der Weltraumtechnologien

Darüber hinaus wurden auch Gesteinsarten berücksichtigt, die auf früheres fließendes Wasser hinweisen, wie siliziklastisches Karbonatgestein und schwefelhaltiger Basalt.

Ein Teil des Raumes wurde zudem nach Mondbedingungen gestaltet, mit Gesteinsarten, die eine nützliche Quelle für Oxide, Titan, Aluminium und Silizium darstellen könnten.

Vierbeinige Entdecker

Multifunktionaler Roboter mit Sensoren

Der in dieser Studie verwendete Roboter war ein ANYmal-Roboter, der von der Schweizer Firma ANYmal gebaut wurde. AnyboticsANYmal ist auf industrielle Inspektionen in explosionsgefährdeten Bereichen spezialisiert. Zur Kartierung und Lokalisierung ist das System mit einem VLP-16 Puck LITE LiDAR von Velodyne, sechs aktiven Stereosensoren RealSense D435 von Intel für die Höhenkartierung und zwei FLIR Blackfly Weitwinkelkameras zur Bereitstellung von RGB-Bilddaten ausgestattet.

Quelle: Grenzen der Weltraumtechnologien

Der Roboter war mit einem Mikroskop-Bildgeber (MICRO) und einem MIRA RTX Raman-Spektrometer Die Sensoren wurden von der Schweizer Firma Metrohm hergestellt und an einem von der ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule – Schweizerische Eidgenössische Technische Hochschule) selbst entwickelten Roboterarm installiert.

Die Fernsteuerung erfolgte durch einen Bediener mittels einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI), die eine digitale Höhenkarte und Kamerabilder anzeigte, über die Befehle und Aufgaben übertragen wurden.

Quelle: Grenzen der Weltraumtechnologien

Das Ziel des MICRO-Bildgebungssystems ist die Aufnahme von Nahaufnahmen der Textur, Körnung und Farbe von Gesteinsproben – entscheidende Daten zur Bestimmung der Gesteinsart und ihrer Zusammensetzung. Es besteht aus einem USB-Mikroskop, einem Ring mit 48 RGB-LEDs, einem Flugzeitsensor (ToF) und der zugehörigen Steuerelektronik. Ein Schaumstoffring verhindert das Eindringen von Streulicht, wenn MICRO mit dem Messobjekt in Kontakt ist.

Das Raman-Spektrometer verfügte über einen Infrarot-Anregungslaser mit einer Wellenlänge von 785 nm und einer maximalen Leistung von 100 mW. Der Messbereich erstreckte sich von 400 bis 2,300 cm⁻¹ bei einer Auflösung von 8–10 cm⁻¹. Die Daten ergänzen die MICRO-Beobachtungen und geben Aufschluss über die chemische Zusammensetzung der untersuchten Gesteine.

Quelle: Grenzen der Weltraumtechnologien

Untersuchung mit und ohne Menschen

Zwei Betriebskonzepte für robotische wissenschaftliche Vermessung: eines mit klassischer menschlicher Steuerung und das andere mit mehrzieliger, halbautonomer Probenahme bei minimalem menschlichem Eingriff.

Im Methode mit menschlicher UnterstützungDer Bediener identifizierte ein Ziel im Kamerabild und wählte einen Navigationspunkt in der grafischen Benutzeroberfläche. Anschließend konnte er die eingehenden Daten sofort überprüfen und entscheiden, ob weitere Messungen erforderlich waren. Er legte außerdem die Anzahl der durchzuführenden Raman-Messungen und deren genaue Positionen auf dem Gestein fest.

Im halbautonome MethodeDem Roboter wurden im Voraus vordefinierte Befehle übermittelt, darunter für Fortbewegung, Wegpunktnavigation, Instrumenteneinsatz und Datenrückgabe. Nach dem Hochladen der Anweisungen führte der Roboter alle Aufgaben autonom aus, von der Bewegung über den Einsatz des Roboterarms bis hin zu wissenschaftlichen Messungen.

Nach Abschluss der Messsequenz an jedem Zielort setzte der Roboter seinen Ausführungszyklus autonom fort, fuhr zum nächsten Zielort und speicherte die Daten nach jeder Messung. Erst nachdem die Messungen für alle Zielorte abgeschlossen waren, übertrug der Roboter die gesammelten Daten an die Basisstation.

Quelle: Grenzen der Weltraumtechnologien

Die Ergebnisse der Analyse bestätigten die Nützlichkeit der Kombination verschiedener Instrumente, wobei die Kombination von Raman- und Mikroanalyse die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Identifizierung eines bestimmten Gesteins erhöhte.

Das halbautonome Verfahren identifizierte mindestens ein Drittel der Ziele pro Zyklus korrekt und erreichte in einer von vier Analogmissionen eine 100%ige Zielidentifizierung. Missionen mit mehreren Zielen dauerten zwischen 12 und 23 Minuten, während eine von einem Piloten gesteuerte Mission für vergleichbare Analysen 41 Minuten benötigte.

Obwohl die Ergebnisse also nicht perfekt waren, konnten pro Minute deutlich mehr Analysen durchgeführt werden, was insgesamt zu einer höheren Effizienz führte. Diese Erfahrung bestätigte somit, dass autonomere Roboter große Bereiche von Planetenoberflächen schnell erfassen können.

Darüber hinaus kann eine interessante Probe, sobald sie identifiziert ist, von den Wissenschaftlern im Rahmen weiterer Untersuchungen manuell analysiert werden.

„Anstatt sich ausschließlich auf große und komplexe Instrumentensysteme zu verlassen, könnten zukünftige Missionen agile Roboter einsetzen, die die Umgebung schnell abtasten und vielversprechende Ziele für eine detaillierte Untersuchung markieren.“

Verbesserung der robotischen Erkundung

Die Forscher stellten außerdem fest, dass die eingesetzten Werkzeuge allesamt für die direkte menschliche Steuerung entwickelt wurden. Dies bedeutet, dass der halbautonome Roboter mitunter ungenaue Armpositionierungen aufwies, was zu unscharfen MICRO-Bildern oder zu verrauschten Raman-Daten führte.

Ein verbessertes System könnte den Test stattdessen mit leichten automatischen Armkorrekturen wiederholen, falls die Bilder unscharf oder die Spektrometriedaten ungenau sind. Weitere Automatisierungsprogramme könnten ebenfalls hilfreich sein.

„Um ein noch höheres Maß an Autonomie zu erreichen, könnten die Roboter interessante Objekte selbstständig anhand von Form, Farbe und Textur erkennen. In Szenarien mit sehr langsamer Datenübertragung (z. B. im äußeren Sonnensystem) könnte der Roboter dann selbstständig Messungen dieser Objekte vornehmen.“

Dieses System nutzte auch nicht die jüngsten Fortschritte im Bereich der KI, die den Robotern in Zukunft eine deutlich größere Autonomie verleihen könnten, wie wir in „Weltraum 2.0: Der Aufstieg autonomer Roboter und KI„Noch fortschrittlichere Detektions- und Scanprotokolle könnten also effizientere und autonome Messungen ermöglichen. Darauf aufbauend könnte das Training eines spezialisierten KI-Modells mit realen Daten von Robotern auf dem Mars oder dem Mond zukünftige Sondengenerationen noch effizienter machen.“

IInvestitionen in Weltraumrobotik

Intuitive Maschinen

Die Entsendung autonomer Sonden zu interstellaren Objekten erfordert umfassende Expertise im Bau großer Raumsonden und deren sichere Ankunft am Zielort. Bislang liegt dies hauptsächlich im Aufgabenbereich öffentlicher Institutionen wie der NASA, der ESA und angeschlossener Universitäten.

Dies ändert sich, da wir uns dem Punkt nähern, an dem private Unternehmen automatisierte oder bemannte Missionen zum Abbau von Asteroiden, insbesondere erdnahen Objekten, starten könnten. Solche Projekte werden voraussichtlich der nächste Schritt sein oder parallel zur Rückkehr bemannter Mondmissionen durchgeführt, die für die kommenden Jahre geplant ist.

Intuitive Machines wurde 2013 in Houston, Texas, gegründet und ist, wie der Börsenkürzel LUNR zeigt, derzeit ein sehr auf den Mond fokussiertes Unternehmen und hat bereits wurde für 4 NASA-Mondmissionen ausgewähltund beschäftigt über 400 Mitarbeiter.

Quelle: Intuitive Maschinen

Es war das erste kommerzielle Unternehmen, dem eine erfolgreiche Landung auf dem Mond und die Übermittlung wissenschaftlicher Daten gelang. Zudem führte es die erste Zündung eines LOx/LCH4-Triebwerks (flüssiger Sauerstoff, flüssiges Methan) im Weltraum durch. Das Unternehmen arbeitet an zahlreichen Projekten, die die Grundlage für eine Mondinfrastruktur zur Erforschung und Besiedlung bilden sollen.

Das erste ist das „Datenübertragungsdienst“, wobei die Technologie getestet wird und letztendlich eine Konstellation zur Datenübertragung auf der Mondumlaufbahn entstehen soll.

Quelle: Intuitive Maschinen

Der zweite Teil ist die „Infrastruktur als Dienstleistung“. Sie sollte Telekommunikationsdienste, GPS-Lokalisierungsdienste und ein Mondoberflächenfahrzeug (LTV) umfassen, das zu autonomen Operationen fähig ist.

Quelle: Intuitive Maschinen

Der letzte Abschnitt ist die Lieferung von Material zur Mondoberfläche. Bisher hat das Unternehmen wissenschaftliche Nutzlasten mit dem Nova-C-Landegerät, ein 4.3 Meter (14 Fuß) hoher Lander, der 130 kg Nutzlast zum Mond bringen kann.

Der nächste Schritt erfolgt mit der Nova-D-Landeeinheit, die 1,500 bis 2,500 kg Material zum Mond transportieren kann. Diese Nutzlastkapazität und -größe sind erforderlich, um das Mondfahrzeug (LTV) sowie den 40-kW-Oberflächenreaktor für Kernspaltung, der die Mondbasis mit Strom versorgen soll, zu transportieren.

Quelle: Intuitive Maschinen

Das Unternehmen hat zahlreiche lukrative Verträge mit der NASA abgeschlossen, beispielsweise den Vertrag für das Nahbereichsnetzwerk (Near Space Network) mit einem potenziellen Maximalwert von 4.82 Milliarden US-Dollar. Die endgültige Entscheidung der NASA über den LTV-Vertrag zwischen den drei potenziellen Anbietern wird für Ende 2025 erwartet und dürfte ebenfalls einen Wert von bis zu 4.6 Milliarden US-Dollar haben.

Neben der NASA versucht das Unternehmen, seinen Kundenstamm zu diversifizieren, nachdem es im April 2025 von der Texas Space Commission für einen Zuschuss von bis zu 10 Millionen Dollar ausgewählt wurde.

Dies wird die Entwicklung eines Wiedereintrittsfahrzeugs und eines orbitalen Fertigungslabors unterstützen, das die Bioproduktion unter Mikrogravitation ermöglichen soll. Das Wiedereintrittsfahrzeug dient zudem als Ausweichoption und reduziert die Risiken für zukünftige Mondprobenrückholmissionen des Unternehmens.

Ein weiteres Projekt ist die Entwicklung von nuklearen Stealth-Satelliten mit geringer Leistung für einen JETSON-Vertrag des Forschungslabors der Air Force.

Da das Unternehmen im ersten Quartal 1 einen positiven freien Cashflow-Punkt erreicht und den Vertrag zur Mondtelekommunikation abgeschlossen hat, ist es nun für Investoren deutlich sicherer und entwickelt sich von einem kapitalverbrennenden Startup zu einem etablierten Dienstleister für die wachsende Weltraumwirtschaft.

Und es könnte den Grundstein für die weitere Erforschung des Weltraums und die Nutzung von Weltraumressourcen bilden, insbesondere wenn es sich zu einem vertrauenswürdigen Partner der NASA auf Augenhöhe mit SpaceX entwickelt (Nach der Fusion mit xAI steht der Börsengang kurz bevor.oder Raketenlabor (RKLB ).

(Du kannst Lesen Sie mehr über Intuitive Machines in unserem dem Unternehmen gewidmeten Investitionsbericht..)

Neueste Intuitive Maschinen (LUR) Aktiennachrichten und Entwicklungen

Zitierte Studie

^{1Gabriela Ligeza, Philip Arm u. a. Halbautonome Erkundung von Mars- und Mondanaloga mit einem Laufroboter unter Verwendung eines mit einem Raman-Spektrometer ausgestatteten Roboterarms und eines Mikroskop-Bildgebers. Frontier Space Technologies, 31. März 2026. Band 7 – 2026 | https://doi.org/10.3389/frspt.2026.1741757}