Von der Seite von der Sonne beschienen, seine stark mit Kratern übersäte Oberfläche im Schatten versunken, stellt der Südpol des Mondes ein äußerst herausforderndes Ziel für die Mondlandung dar. Der italienische ESA-Astronaut Roberto Vittori begab sich in einen fortschrittlichen Flugsimulator, um im Rahmen eines Projekts zur Entwicklung eines „Human-in-the-Loop“-Mondlandesystems eine simulierte Polarlandung zu testen.
Die von der ESA geleitete Human-in-the-Loop Flight Vehicle Engineering-Technologiestudie untersuchte den zusätzlichen Leistungsvorteil, den die menschliche Überwachung von Mondlandungen bietet, um die Robustheit und Zuverlässigkeit des Flugsystems zu verbessern.
Im Rahmen des Projekts bestieg Roberto Vittori – ein erfahrener Astronaut von drei Raumflügen – einen einzigartigen Bewegungssimulator, der am Institut für Systemdynamik und Regelung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen bei Köln stationiert ist. ausgelegt für extreme Neigungswinkel und Manöver.
„Es war ein wunderschöner Lauf“, sagte Roberto und betonte das intuitive Bewegungsgefühl, das ihm das Simulationssystem vermittelte.
„Der Simulator ist eine unglaubliche Maschine, wahrscheinlich eine der besten, die ich je erlebt habe. Dieses Experiment heute zeigt für mich, dass Europa eine Schlüsselrolle in der Zukunft der Exploration spielen kann.“
Der DLR Robotic Motion Simulator basiert auf einem Industrieroboterarm mit einer daran befestigten Flugdeckkapsel, die wiederum mit einem virtuellen Flugdeckfenster ausgestattet ist
Von der Kapsel aus konnte Roberto erleben, wie sich ein Raumschiff in kritischen Flugphasen verhält, und dann Maßnahmen ergreifen, um es zu steuern. In einem Testszenario sollte der Autopilot in einer mit Geröll übersäten Landezone landen. Vittori konnte innerhalb eines bestimmten Zeitfensters eingreifen und über Touchscreens einen sichereren alternativen Landeplatz auswählen.
In einem anderen Szenario ist der Autopilot auf einen technischen Fehler gestoßen. Hier konnte der italienische Astronaut auf eine vollständig manuelle Steuerung umschalten und das Modul beim Abstieg auf die Mondoberfläche manuell steuern.
„Unser primäres Ziel war es, Mensch-Maschine-Schnittstellen und Assistenzfunktionen für Raumfahrzeuge zu evaluieren“, erklärt ESA-Projektleiter Luca Ferracina.
„Wir erstellen ein vorläufiges Design und die vorläufigen Anforderungen für eine bemannte Mondlandung mit Astronauten in der Schleife, um die Robustheit und Zuverlässigkeit des Flugsystems zu verbessern. Unsere Erfahrungen hier zeigen deutlich, dass der DLR-Robotik-Bewegungssimulator für die Durchführung dieser Art sehr gut geeignet ist der Prüfung.“
Vorwärts zum Mondtor
Das ESA-Projekt „Human-in-the-Loop Flight Vehicle Engineering for Exploration Missions“ ist Teil der Vorbereitungen für die internationale Raumstation Lunar Gateway. Das Gateway soll unter anderem als Zwischenstation für bemannte Missionen zum Mond dienen.
Sobald das Gateway als Basislager für die Oberflächenerkundung eingerichtet ist, steht der Südpol des Mondes ganz oben auf der Liste der zu besuchenden und schließlich zu besiedelnden Orte. Dieser Ort vermeidet die lähmenden Temperaturen, die anderswo auf dem Mond zu finden sind, und bietet nahezu kontinuierliches Sonnenlicht für Solarenergie sowie Zugang zu Wassereisvorkommen auf dem Mond in angrenzenden, dauerhaft beschatteten Kratern.
Das Projekt wird von der ESA finanziert und ist eine Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie. Der Projektpartner Thales Alenia Space aus Italien stellte Benutzerschnittstellen für die Manöversteuerung bereit, einschließlich Touchscreen-Software. Die Navigation und Flugsteuerung der simulierten Mondlandefähre wurde von der spanischen Firma GMV entwickelt und für den DLR-Simulator angepasst.