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Auf wissenschaftlicher Mission mit dem DLR auf dem Vulkan Ätna

Komm' zum DLR für Deine Studien-, Abschluss- oder Promotionsarbeit in Forschung und Entwicklung

Von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)

 

 

Entdecker:innen gesucht!

Spannende Projekte, hervorragende Infrastruktur, engagierte Förderung und internationale Vernetzung – das sind gute Gründe, am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) für Deine Studien- oder Abschlussarbeit zu forschen oder sogar zu promovieren! Das DLR bietet Dir die Chance, echte Pionierarbeit in Luft- und Raumfahrt, Energie, Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung zu leisten. Dafür werden insbesondere hochqualifizierte Studierende der Ingenieurwissenschaften, Informatik, Physik, Mathematik, Natur- und Geowissenschaften gesucht. Für Deine Studien- oder Abschlussarbeit forschst Du selbstständig in internationalen Teams. Überzeuge mit außergewöhnlichen Lösungsansätzen und entfalte Dein ganzes Potenzial. 

Unterstützung, auf die Du zählen kannst

In den 55 Instituten und Einrichtungen des DLR bekommst Du Unterstützung: Dir wird eine Betreuungsperson zur Seite gestellt, die Dich mehr als nur anleitet und begleitet. Du nutzt die einzigartige Infrastruktur, profitierst vom Austausch in interdisziplinären Teams und erhältst Einblick in die Welt einer der führenden Forschungseinrichtungen Europas. Interessiert? Das DLR freut sich auf Deine Bewerbung: Themen für Studien- und Abschlussarbeiten sowie zur Promotion findest Du im Karriereportal als Stellen. Gut möglich, dass Du dort gleich fündig wirst. Und wenn Du selbst ein Thema hast, das Dir unter den Nägeln brennt und zu den Forschungsbereichen passt: Her damit! Das DLR freut sich über jede Idee. Informiere Dich dafür auf den Internetseiten der Institute und Einrichtungen über deren Forschungsschwerpunkte und Projekte – und bewerbe Dich initiativ.  

Junge Forscher:innen auf der ARCHES Mission: Ein Vulkan wird zur Mondlandschaft

Forschung am DLR kann auch bedeuten, dass Du deine Lösungsansätze nicht nur in gut ausgestatteten Laboren, sondern auch unter realen Bedingungen vor Ort erprobst. Wie zum Beispiel bei der ARCHES-Mission: Hierbei wurde die Lavaoberfläche des italienischen Vulkans zur Mondlandschaft, auf der robotische Technologien für die Exploration außerirdischer Himmelskörper auf die Probe gestellt wurden.

Was müssen autonome mobile Roboter können? Wie unabhängig können sie vom Menschen agieren? Und wie können sie ihre Fähigkeiten bündeln? Im Projekt ARCHES wurde vom 13. Juni bis 9. Juli 2022 am sizilianischen Vulkan Ätna unter anderem getestet, wie ein Team aus intelligenten Robotern sich ihren Weg in einer fremden Umgebung selbst suchen und ihr Wissen über die Umgebung miteinander austauschen, Proben entnehmen und vor Ort untersuchen, und wie sie gewonnene Daten untereinander und mit der Missionszentrale kommunizieren. Die aufwendige Kampagne wurde mit Partnern, darunter das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die Europäische Weltraumorganisation (ESA), durchgeführt.

Hier erhaltet ihr einen Einblick in die Arbeit von drei jungen Forscher:innen vor Ort auf dem Ätna:

Anne Reichert, duale Studentin beim DLR

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. 

Fabian Seel, Doktorand beim DLR

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. 

Riccardo Giubilato, Postdoc beim DLR

Ein monochromatisches Chaos nennt Raumfahrtingenieur Riccardo Giubilato die Lavaoberfläche des Ätna. Und in dieser müssen mehrere Roboter sich orientieren, ihre Routen planen und autonom zu wissenschaftlich interessanten Zielen fahren: Ohne Navigationssystem, meistens ohne visuelle und strukturelle wiedererkennbare Merkmale und auf Geröll, auf dem die Metallräder der Rover auch ins Rutschen kommen. Riccardo schreibt den Code, der die Roboter Karten in Echtzeit erstellen lässt und ihnen hilft, sich und die anderen Roboter in dieser extrem herausfordernden Umgebung zu verorten.

Der Italiener hat an der Universität von Padua Aerospace Engineering studiert und kam eigentlich nur während seiner Promotion für sechs Monate als Gastwissenschaftler an das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik. Die Möglichkeit für Explorationsrobotik hatte ihn gereizt und 2019 wechselte er komplett zum DLR. Als Postdoc bei ARCHES ist er auch für die Algorithmen verantwortlich, die aus den Robotern ein Team werden lassen, das alle Informationen miteinander austauscht. Jeder Rover steuert dabei seine Karte der Umgebung bei, und Stück für Stück setzt der Roboterschwarm so gemeinsam ein immer größer werdendes Mosaik der fremden Umgebung zusammen.

Riccardo und der Ätna machen es den Robotern dabei doppelt schwer: Täglich werden sie in Situationen gebracht, bei denen sie Fehler machen werden, aus denen sie dann lernen und ihre Karten optimieren. Steine, die ein unüberwindbares Hindernis sind und die direkte Route hinfällig machen. Kleinere Abhänge, bei denen der Rover schneller hinunterrutschen, als sie geplant haben. Letztendlich führt das alles dazu, dass die Rover schlauer werden. Mit jeder Fahrt auf dem Ätna lernen sie, welche Wege gefährlich oder welche Hügel zu steil sind.  

Flexibel bleiben – durch 30 Standorte deutschlandweit

Das DLR führt bundesweit 55 Institute und Einrichtungen an 30 Standorten. Jede Menge Perspektiven für Deinen Einstieg – ob im Studium oder danach – aktuell mit über 500 offenen Stellen auf www.DLR.de/jobs.

Bleibe auf dem Laufenden über den LinkedIn-Kanal des DLR! 

Die DLR-Benefits auf einen Blick:
  • eine an Wertschätzung orientierte Führungskultur
  • Chancengleichheit und familienbewusste Personalpolitik
  • eine ganzheitliche, systematische und moderne Personal- und Organisationsentwicklung mit vielfältigen Weiterbildungsprogrammen
  • flexible Arbeitszeiten, eine Vielzahl von Teilzeitmodellen sowie Telearbeit und mobiles Arbeiten und 30 Tage Urlaub
  • umfassende Unterstützungs-Leistungen rund um die Themen Kinderbetreuung und pflegebedürftige Angehörige über einen externen Kooperationspartner 
 

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