Auf wissenschaftlicher Mission mit dem DLR auf dem Vulkan Ätna

Alle Augen sind auf den Ätna gerichtet. Wenn der Rover LRU1 (Lightweight Rover Unit) mit großen Kamera-Augen über die steinige Lavaoberfläche des Ätna scannt, muss irgendjemand ihm allerdings sagen, wohin er wie gucken soll und welche Aufnahmen für die Wissenschaft gemacht werden sollen. Insgesamt können die Forschenden zwei Stereokameras, eine Farbkamera, eine Teleobjektivkamera, eine Thermalkamera und zwei Science Cams nutzen. Wobei letzteren einer von insgesamt neun Filter vorgeschaltet werden kann. Um die Kameras zu konfigurieren und auszulösen, hat Anne Reichert vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik eine Bedienoberfläche erstellt. Zudem erstellt sie auch Panorama-Aufnahmen und nimmt Falschfarbenbilder auf, die den Wissenschaftler:innen Informationen über die Beschaffenheit der Umgebung liefern.

Die 24-Jährige hat von 2018 bis 2021 ein Duales Studium im Bereich Informationstechnik am DLR Oberpfaffenhofen absolviert. Informatikunterricht und Technik hatten sie schon in der Schule begeistert, die Faszination für Robotik brachte sie zum DLR und seinem Dualen Bachelor-Studiengang. Im DLR hatte Anne dann die Möglichkeit, Theorie und Praxis zu verbinden und bei den unterschiedlichsten Robotik-Anwendungen mitzuarbeiten. Nicht nur bei der Medizinrobotik mit dem Operationssystem MiroSurge, sondern eben auch bei den Science Cams von Rover LRU1, der auf dem Ätna die Erkundung fremder Planetenoberflächen simuliert.

Mit ARCHES auf dem Ätna, das ist die Nagelprobe für die Anwendungen von Anne: Hier geht es nicht mehr um die einzelne Anwendung, sondern darum, diese in die komplette Mission zu integrieren. Statt konstanter Beleuchtung im Labor blicken die Science Cams außerdem in Sonne, Wolken und Regen. Für Anne bedeutet das, zu überprüfen, wie unter diesen harten Bedingungen die bisherigen Algorithmen funktionieren – und gegebenenfalls zu optimieren. Die Wissenschaftler:innen, die mit den Science Cams arbeiten, stehen zum direkten Austausch gleich daneben – Wissenschaft in Echtzeit quasi.

Nach dem Bachelor im Dualen Studium geht es nun mit dem Masterprogramm Robotics, Cognition, Intelligence an der TU München weiter. 

Ein gelbes Laser-Warnschild klebt auf dem Gerät, für das Fabian Seel vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme verantwortlich ist. Im Inneren des kleinen Kastens: ein Messgerät, das die Zusammensetzung von Gesteinsproben auf fremden Planeten untersucht. Im Moment ist allerdings die irdische Lava des Ätna das Untersuchungsobjekt. Fabian ist Doktorand beim DLR und die Kombination aus seinem Physikstudium und seiner Begeisterung für den Weltraum führte ihn für die Mission ARCHES auf den Vulkan.

Wenn der Rover LRU2 mit seinem Greifarm die Instrumentenbox auf seinem Rücken packt und diese dann vorsichtig auf die Gesteinsprobe setzt, prüft Fabian, ob der Messprozess korrekt abläuft und die richtigen Daten liefert. Ein Laserstrahl trifft auf das Material und erzeugt ein Plasma. Das Licht des Plasmas liefert dann ein Spektrum – sozusagen einen charakteristischen Fingerabdruck, der Auskunft über die Zusammensetzung des Gesteins gibt. Diese Messmethode wird auf dem Mars bereits von den Rovern Curiosity und Perseverance eingesetzt. Das am DLR-Institut für Optische Sensorsysteme entwickelte und gebaute Instrument ist kompakt und wird bei der ARCHES-Mission erstmals in einem realistischen Explorationsszenario wie zum Beispiel einer Mondmission eingesetzt.

Der 27-Jährige kam für seine Masterarbeit 2020 zum DLR. Daraus ist seine Doktorarbeit entstanden: Fabian forscht mit einem LIBS-Instrument (laser-induced breakdown spectroscopy) und untersucht das akustische Signal, das bei der Entstehung des Plasmas zu hören ist. Schon jetzt ist klar, dass dieses Signal Aufschluss über die Materialeigenschaften von Proben auf extraterrestrischen Himmelskörpern geben kann, zum Beispiel über die Härte. Allerdings sind die Prozesse, die zur Entstehung dieses akustischen Signals führen, noch nicht ausreichend erforscht.

Für Fabian ist es das erste Mal, dass er an einer Feldkampagne wie ARCHES teilnimmt. Er wird sicher nie wieder so nah an einem Rover sein, der sich auf einem fremden Planeten selbstständig seinen Weg sucht, sich eine Instrumentenbox greift und wissenschaftliche Messungen durchführt.