Hundert Meter unter der Mondoberfläche liegen vom Menschen unberührte Höhlen. Sie wurden vor etwa zehn Jahren entdeckt, aber Weltraumbehörden wollen Roboter schicken, um diese mysteriösen Hohlräume zu untersuchen, bevor sich Astronauten hineinwagen. „Auf der Mondoberfläche beträgt die Temperatur tagsüber 150 Grad über Null und nachts 150 Grad unter Null.“ sagt Lucas Froissart, der kürzlich einen Master in Maschinenbau an der EPFL abgeschlossen hat. „In diesen unterirdischen Höhlen, die durch natürliche, vertikale Schächte zu erreichen sind, herrscht eine Temperatur von minus 30 Grad und es gibt keine Strahlung. Da das Klima konstant und für Menschen erträglich ist, könnten diese Stollen als Basislager dienen.“
Runde Roboter
Während seines Masterstudiums ergatterte Froissart ein Praktikum bei der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Wegen der Pandemie konnte er jedoch nicht nach Tokio reisen. Am Ende absolvierte er sein Praktikum im Labor von Professor Auke Ijspeert und arbeitete per Videokonferenz mit seinen japanischen Kollegen zusammen.
Froissarts Anweisungen waren kurz: Er hatte sechs Monate Zeit, um einen Mechanismus zu entwerfen, der in der Lage war, sechs Erkundungsroboter durch die Mondtunnel zu treiben. „Ich habe nicht einmal gesehen, wie diese Roboter aussahen. Mir wurde nur gesagt, dass sie in Bezug auf Gewicht, Größe und Steifigkeit wie ein Gymnastikball sind“, sagt er. Also kaufte Froissart ein paar Gymnastikbälle und machte sich an die Arbeit, ein Exoskelett zu bauen, das sechs Roboter aufnehmen konnte.
Wie hoch der Tropfen?
„Das Exoskelett ist so konzipiert, dass es in eine etwa 100 Meter lange Mondgrube geworfen werden kann“, sagt Froissart. „Wenn es den Boden berührt, werden drei Erkundungsroboter in einem 45-Grad-Winkel angetrieben, um so weit wie möglich in die Höhle vorzudringen. Die anderen drei werden sofort losgelassen, um sofort Daten zu sammeln.“ Seine Systemtests mussten neben der Fallhöhe auch die Schwerelosigkeit und den fehlenden Luftwiderstand auf dem Mond berücksichtigen. Froissart berechnete, dass er sein Exoskelett aus 20 Metern Höhe auf die Erde werfen musste, um Mondbedingungen zu simulieren.
Den idealen Testort fand Froissart bei einem Spaziergang auf dem EPFL-Campus: die RTS-Baustelle nebenan. Nachdem er den Bauleiter von seinem Projekt in Kenntnis gesetzt hatte, durfte er eines der Gerüste benutzen, um sein Exoskelett abzusetzen. „Die Arbeiter vor Ort haben mir sogar einen Sandkasten mit anderthalb Tonnen Sand gebaut, um ihn aufzunehmen“, sagt er. Ein paar hundert Versuche später war er endlich erfolgreich, da die Kugeln in dem Moment, in dem die Struktur den Boden berührte, mehrere Meter weit geschleudert wurden. Er erhielt positives Feedback von JAXA, das plante, seine Arbeit fortzusetzen. „Vielleicht sehen wir es in ein paar Jahren auf dem Mond“, sagt er.
Froissart, der schon immer in der Raumfahrtindustrie arbeiten wollte, hat kürzlich in Zürich einen Job beim Bau von Satelliten und Raketenspitzen gefunden: „Meine Erfahrung bei der Japan Aerospace Exploration Agency hat mir diesen Job verschafft.“