Luft- und Raumfahrt
Fortschritte auf dem Mond – Robotik und KI für die autonome Erkundung
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KI-gesteuerte Robotik für die autonome Weltraumforschung
Eines Tages könnte die Weltraumforschung Astronauten nutzen, die dauerhaft im All leben, wie es die Artemis-Missionen zum Mond oder Elon Musks Marsmissionen vorsehen. Doch selbst mit menschlicher Präsenz wird ein Großteil der Arbeit im Weltraum von Robotern erledigt werden, schon allein deshalb, weil diese viel leichter zu ersetzen und deutlich 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.
Wissenschaftler unternehmen erste Schritte in diese Richtung, sowohl in Forschungsprojekten auf der Erde als auch mit bereits existierenden Rovern auf dem Mars. In den letzten Tagen gab es zwei Meldungen zu diesem Thema.
Das erste war, dass Die NASA hat KI-Unterstützung zur Steuerung des Marsrovers Perseverance eingesetzt..
Die zweite ist, dass Forscher der Universität Malaga (Spanien), des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), der Sorbonne Université (Frankreich) sowie privater Unternehmen GMV Aerospace and Defence SA, Magelliumund Dienste für Raumfahrtanwendungen Roboter werden in Lavatunneln auf der Erde eingesetzt, die ähnlichen Strukturen auf dem Mond und dem Mars ähneln.1.
KI-gestützte autonome Navigation des Perseverance Rover
NASAs erster KI-gesteuerter Rover fährt auf dem Mars
Der Marsrover Perseverance der NASA hat einen neuen wissenschaftlichen Meilenstein erreicht: Er absolvierte die ersten von künstlicher Intelligenz geplanten Fahrten auf einem anderen Himmelskörper. Die kürzlich bekannt gegebene Aktion fand am 8. Dezember statt.th und 10th 2025.
Bei der Demonstration wurde generative KI eingesetzt, um Wegpunkte für Perseverance zu erstellen – eine komplexe Entscheidungsaufgabe, die normalerweise manuell von den menschlichen Roverplanern der Mission durchgeführt wird.
Quelle: NASA
Dies könnte sich als bahnbrechend für die Marsforschung erweisen. Die enorme Entfernung zwischen Erde und Mars (140 Millionen Meilen / 225 Millionen Kilometer) führt zu einer Verzögerung der Lichtlaufzeit und damit zu einer Signalverzögerung. Das bedeutet, dass jede Anweisung je nach Umlaufbahn 3 bis 22 Minuten benötigt, um von der Erde zum Mars zu gelangen, und die Rückmeldung anschließend noch einmal genauso lange dauert.
Wie NASA-Wissenschaftler Sehr Um zu vermeiden, dass das Milliardenprojekt im Staub stecken bleibt oder durch einen Stein beschädigt wird, wird jede Bewegung zu einem mühsamen Kriechen.
„Die Roverrouten wurden von menschlichen Fahrern geplant und ausgeführt, die das Gelände und die Statusdaten analysieren, um mithilfe von Wegpunkten eine Route zu skizzieren. Die Wegpunkte sind in der Regel nicht weiter als 100 Meter voneinander entfernt, um mögliche Gefahren zu vermeiden.“
Dann senden sie die Pläne über das Deep Space Network der NASA an den Rover, der sie ausführt.“
Stattdessen tat Perseverance an seinen 1,707 und 1,709 Tagen auf der Marsoberfläche etwas Neues: Der Rover durfte mithilfe von KI selbst entscheiden, wohin er fahren sollte.
Wie es funktioniert hat
Es nutzte generative KI, um die hochauflösenden Orbitalbilder zu analysieren. die HiRISE-Kamera (High Resolution Imaging Science Experiment) an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA und Geländeneigungsdaten aus digitalen Höhenmodellen.
In Kombination mit Daten aus früheren Erkundungen ermöglichte dies der KI, Geländemerkmale wie Felsgrund, Felsaufschlüsse, gefährliche Geröllfelder, Sandrippeln usw. zu identifizieren.
„Die grundlegenden Elemente der generativen KI erweisen sich als vielversprechend bei der Optimierung der Säulen der autonomen Navigation für Fahrten außerhalb der Erde: Wahrnehmung (Erkennen von Felsen und Wellen), Lokalisierung (Wissen, wo wir uns befinden) sowie Planung und Steuerung (Entscheidung und Ausführung des sichersten Weges).“
Vandi Verma – Weltraumrobotikerin am JPL und Mitglied des Perseverance-Ingenieurteams.
Das verwendete KI-Modell war Claude von Anthropic, das kürzlich für Schlagzeilen sorgte. Dies könnte potenziell die gesamte SaaS- und Softwarebranche beeinträchtigen und einen kleinen Börsencrash in diesem Sektor auslösen..
Diese KI-gestützte Fahrt half Perseverance dabei, während ihrer zweieinhalbstündigen autonomen Fahrt entlang des Kraterrandes des Jezero Bilder aufzunehmen.
Künstliche Intelligenz kann auch bei der Verarbeitung der von Raumsonden erzeugten Daten und der Reduzierung der Arbeitsbelastung der Roboterbediener hilfreich sein.
Dies wird zweifellos besonders nützlich sein, wenn sich auch echte Astronauten in der Nähe des Roboters befinden, da die KI bis dahin möglicherweise leistungsfähiger sein wird.
„Wir bewegen uns auf einen Tag zu, an dem generative KI und andere intelligente Werkzeuge unseren Oberflächenrovern dabei helfen werden, kilometerlange Fahrten zu bewältigen und gleichzeitig die Arbeitsbelastung der Bediener zu minimieren, und interessante Oberflächenmerkmale für unser Wissenschaftsteam hervorheben werden, indem sie riesige Mengen an Roverbildern durchsuchen.“
Vandi Verma – Weltraumrobotikerin am JPL und Mitglied des Perseverance-Ingenieurteams.
Darüber hinaus ermöglicht die menschliche Anwesenheit und logistische Unterstützung den NASA-Operatoren, mehr Risiken einzugehen, da ein im Staub feststeckender Roboter manuell befreit werden könnte, anstatt einen katastrophalen Verlust in Milliardenhöhe und das Einfrieren jahrelanger Forschung zu verursachen.
„Diese Demonstration zeigt, wie weit unsere Fähigkeiten fortgeschritten sind und erweitert die Art und Weise, wie wir andere Welten erforschen werden.“
Autonome Technologien wie diese können dazu beitragen, dass Missionen effizienter durchgeführt werden, auf schwieriges Gelände reagieren und den wissenschaftlichen Ertrag mit zunehmender Entfernung von der Erde steigern.“
Jared isaacman - NASA-Administrator
KI-Tests in den Lavatunneln der Erde
Warum Lavatunnel
Obwohl der Einsatz von KI auf dem Mars eine bahnbrechende Premiere darstellt, gehen NASA-Forscher verständlicherweise vorsichtig vor, ein so einzigartiges Gut wie Perseverance in einem KI-Experiment zu riskieren. Selbst bei der effizientesten KI würde man beispielsweise niemals das Risiko eingehen, den Roboter über den Bereich hinaus einzusetzen, in dem ein menschlicher Teleoperator im Fehlerfall noch eingreifen könnte.
Deshalb ist es auch wichtig, mit Terrains zu experimentieren, die denen im Weltraum ähneln, bei denen aber irdische Ressourcen in der Nähe verfügbar sind.
Das wichtigste mögliche Terrain auf Mond und Mars sind Lavatunnel. Diese natürlichen Höhlen könnten den ersten Astronauten als natürliche Schutzräume vor kosmischer Strahlung dienen. Dank der geringeren Schwerkraft auf diesen Himmelskörpern sind Lavatunnel dort in der Regel größer als auf der Erde.
Lavatunnel können naturgemäß Stellen aufweisen, an denen sie eingestürzt sind, wodurch Löcher im Boden entstehen, die einen direkten Zugang zur Erkundung ermöglichen.
Bislang wurden jedoch noch keine außerirdischen Lavatunnel erforscht, was vor allem daran liegt, dass eine direkte Steuerung durch das Gestein, das jegliche Funksignale blockiert, erschwert wird.
Testroboter
Das europäische Forschungsteam nutzte drei verschiedene Roboter, die zusammenarbeiteten, um diese extremen unterirdischen Umgebungen autonom zu erkunden.
Quelle: Researchgate
Sie führten ihren Test in den vulkanischen Höhlen/Lavatunneln von Lanzarote (Kanarische Inseln) durch.
Das System funktioniert in 4 Phasen:
- Die Roboter kartieren gemeinsam das Gebiet um den Eingang des Lavatunnels (Phase 1).
- Anschließend wird der mit Sensoren ausgestattete Nutzlastwürfel in die Höhle abgelassen, um erste Messwerte zu erfassen und den Robotern eine Vorstellung davon zu geben, was sie erwartet (Phase 2).
- Anschließend seilt sich ein Erkundungsrover durch den Eingang ab, um ins Innere zu gelangen (Phase 3).
- Zum Schluss erkundet das Roboterteam den Tunnel eingehend und erstellt detaillierte 3D-Karten seines Inneren (Phase 4).
Von Erdanalogtests bis hin zu Mond- und Marsmissionen
In den letzten Jahren hat das Space Robotics Laboratory der UMA eng mit der Europäischen Weltraumorganisation zusammengearbeitet und Algorithmen entwickelt, die planetaren Erkundungsfahrzeugen (Rovern) bei der Routenplanung und dem autonomeren Betrieb helfen.
In Kombination mit Perseverances Testlauf der KI-gesteuerten Bewegung könnte dieses Experiment die Grundlage für eine neue Weltraummission bilden, die darauf abzielt, eine Lavahöhle auf ihr Potenzial hin zu erforschen, zukünftige Lebensräume für frühe Kolonisierungsbemühungen auf dem Mond und dem Mars zu bilden.
Dies könnte auch wichtige Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischem Leben haben.
Investitionen in Weltraumrobotik
Intuitive Maschinen
Das Senden von Sonden zu interstellaren Objekten erfordert umfassende Expertise im Bau großer Raumsonden und deren unbeschädigter Ankunft am richtigen Ort. Bisher ist diese Aufgabe hauptsächlich öffentlichen Institutionen wie der NASA, der ESA und den zugehörigen Universitäten vorbehalten.
Dies ändert sich, da wir uns dem Punkt nähern, an dem private Unternehmen damit beginnen könnten, automatisierte oder bemannte Missionen zum Abbau von Asteroiden, insbesondere erdnahen Objekten, zu entsenden.
Ein derartiges Projekt wird wahrscheinlich der nächste Schritt sein oder parallel zur für die kommenden Jahre geplanten Rückkehr bemannter Missionen zum Mond durchgeführt werden.
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 es gelang, auf dem Mond zu landen und wissenschaftliche Daten zu übermitteln. Außerdem führte es die erste Zündung des LOx/LCH4-Triebwerks (Flüssigsauerstoff, Flüssigmethan) im Weltraum durch.
Das Unternehmen arbeitet an zahlreichen Projekten, die die Grundlage für eine Infrastruktur zur Erkundung und Besiedlung des Mondes 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 „Infrastructure as a Service“. Sie soll ein autonom betriebsfähiges LTV, den Telekommunikationsdienst sowie GPS-Lokalisierungsdienste umfassen.
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 viele wertvolle Verträge mit der NASA abgeschlossen, beispielsweise den Near Space Network-Vertrag mit einem potenziellen Höchstwert von 4.82 Milliarden US-Dollar.
Die endgültige Entscheidung der NASA über den LTV-Vertrag zwischen den drei potenziellen Lieferanten wird für Ende 3 erwartet und hätte ebenfalls einen Wert von bis zu 2025 Milliarden US-Dollar.
Neben der NASA versucht das Unternehmen, seinen Kundenstamm zu diversifizieren. Im April 2025 erhielt es von der Texas Space Commission einen Zuschuss von bis zu 10 Millionen US-Dollar. Damit soll die Entwicklung eines Wiedereintrittsfahrzeugs und eines orbitalen Fertigungslabors unterstützt werden, das die Bioproduktion in der Mikrogravitation ermöglichen soll.
Dieses Wiedereintrittsfahrzeug wird außerdem eine Backup-Option bieten und die Risiken für zukünftige Mondprobenrückführungsmissionen des Unternehmens verringern.
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 -6.47%).
(Du kannst Lesen Sie mehr über Intuitive Machines in unserem dem Unternehmen gewidmeten Investitionsbericht..)
Investoren-Takeaway:
- Autonome Weltraumrobotik senkt das Missionsrisiko, die Latenzkosten und den Bedieneraufwand.
- Unternehmen, die Navigations-, Kommunikations- und Oberflächeninfrastruktur aufbauen, erlangen dadurch einen dauerhaften strategischen Vorteil.
- NASA-Partnerschaften bevorzugen zunehmend skalierbare, serviceorientierte Anbieter von Mondinfrastruktur.
Referenzen: (Die Referenzliste bleibt in der wissenschaftlichen Zitierweise erhalten)
1Raúl Domínguez et al., Kooperative robotische Erkundung einer planetaren Oberlichtoberfläche und einer LavahöhleScience Robotics (2025). DOI:10.1126/scirobotics.adj9699
