Ein Roboter mit erweiterbaren Anhängseln könnte Marshöhlen und Klippen erkunden

Viele Gebiete im Sonnensystem sind für wissenschaftliche Zwecke interessant, für herkömmliche Rover jedoch schwer zu erreichen. Zu den bekanntesten gehören die Höhlen und Klippen des Mars – wo freigelegte Schichten Hinweise darauf geben könnten, ob jemals Leben auf dem Roten Planeten existiert hat. Bisher konnte keine der dorthin entsandten Missionen diese schwer zugänglichen Orte erkunden. Doch ein Missionskonzept eines Teams in Stanford hofft, das zu ändern.

Das als ReachBot bekannte Konzept ist ein Roboter, der sich mithilfe mehrerer Gelenkanhängsel selbst unterstützen kann, um durch Gelände zu navigieren, das mit anderen Navigationstechniken schwer zu erreichen wäre. Neben der Fähigkeit, komplexe Bodenmuster zu überqueren, könnte es theoretisch auch zumindest steile Felswände erklimmen.

Ursprünglich war es als Projekt des NASA Institute for Advanced Concepts geplant und erhielt dort bereits 2021 ein Phase-I-Stipendium. Die Autoren beschreiben die Idee als eine Fusion zweier separater Technologien, die für unterschiedliche Zwecke entwickelt wurden: mobile Manipulationsroboter und einsetzbare Weltraumstrukturen.

Mobile Manipulationsroboter sind in der Weltraumforschung relativ verbreitet. Plattformen wie Robonaut und LEMUR nutzen Robotertechnologie, um Aufgaben wie die Wartung der ISS und die Inspektion anderer Weltraumlebensräume auszuführen – allerdings ist ein Großteil ihrer Mobilität eingeschränkt. Unternehmen wie Lemur sind stolz darauf, in schwierigem Gelände navigieren zu können, aber selbst sie hätten Schwierigkeiten, eine Klippe zu erklimmen.

Entfaltbare Strukturen werden dagegen häufiger bei Satelliten eingesetzt. Sie verringern den Platzbedarf, um Dinge wie Sonnenkollektoren und Antennen in einer Raketenverkleidung unterzubringen, und zwar dadurch, dass sie sich erst entfalten, wenn sie den Weltraum erreichen. Typischerweise verwenden sie eine Art thermisches oder elektrisches intelligentes Material, aber in diesem Bereich wird derzeit viel geforscht.

ReachBot nutzt das Beste aus beiden Welten, indem es die einsetzbare Struktur als manipulierte Anhängsel nutzt. Dadurch kann es eines seiner Gliedmaßen in eine neue Position bringen, es mit einem Endeffektor, der an der Oberfläche haften kann, an Ort und Stelle sichern und sich durch Drehen seiner Gelenke neu positionieren.

Wenn Sie jemals Klettern gegangen sind, haben Sie das Sprichwort von den „drei Kontaktpunkten“ gehört. ReachBot verwendet eine ähnliche Technik: Indem es jeweils nur ein Glied bewegt, kann es seine Position beibehalten und sich gleichzeitig darauf vorbereiten, sich, wenn auch langsam, auf sein beabsichtigtes Ziel zuzubewegen.

Das vorgesehene Ziel könnte sich in der Mitte einer Klippe oder in der Mitte einer Höhle befinden, was beides spannende Bereiche für die Probenentnahme sind. Wenn ReachBot eine Klippe erklimmen muss, streckt er einfach eines seiner Anhängsel über die anderen hinaus, sichert es und zieht sich dann selbst hoch. Alternativ kann es in einer Höhle mit rauem Boden an verschiedenen Elementen, einschließlich der Decke, aufgehängt werden.

Darüber hinaus kann ReachBot seine anderen Anhängsel nutzen, um sich selbst zu sichern und Kraft auf die Oberfläche auszuüben. Dieser Oberflächendruck ist für Vorgänge wie Bohren von entscheidender Bedeutung und wird erheblich erschwert, wenn sich das System nicht selbst kreuzen kann.

Der detaillierte Bericht des Stanford-Teams zeigte Fortschritte in mehreren Bereichen, darunter die Entwicklung eines Controllers, die Erforschung verschiedener Endeffektorlösungen und die Entwicklung einer Missionsarchitektur. Sie hatten auch viele Pläne für zukünftige Bemühungen, einschließlich des Testens eines Prototyps in einer realen Umgebung, ähnlich der, der der Roboter auf dem Mars begegnen könnte.

Derzeit arbeitet das Labor nach Abschluss des Phase-I-Projekts daran weiter. Es scheint für eine Phase II gut gerüstet zu sein, aber bisher ist daraus nichts geworden. ReachBots haben auch viele Anwendungsfälle für terrestrische Anwendungen, sodass zweifellos jemand vorbeikommt und die Technologie auf ihrem Entwicklungspfad vorantreibt.