Wenn sich Erkundungsroboter auf dem Mars auf die Suche nach Leben begeben, sollten sie ihren eigenen Standort und den ihrer Begleiter exakt kennen. Eine höchst komplizierte Aufgabe. Informatiker der Uni Würzburg arbeiten an einer Lösung.
Wenn es denn jemals tatsächlich Spuren von Leben auf dem Mars gegeben hat, wären die Valles Marineris ein geeigneter Ort dafür. Die „Mariner-Täler“, wie sie auf Deutsch nach ihrem Entdecker, der Mariner 9 Sonde der Nasa, benannt wurden, sind rund 4000 km lang, bis zu 600 km breit und stellenweise 7 km tief. Ihre Gestalt legt an einigen Stellen außerdem den Schluss nahe, dass dort einst Wasser geflossen sein könnte.
Kein Wunder also, dass eine Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars in dem Canyon-System stattfinden soll. Das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR sucht derzeit nach Möglichkeiten, die Valles Marineris auf dem Mars mit einem Schwarm von Drohnen, Rovern und Laufrobotern zu erkunden. An dem Projekt beteiligt sind auch Wissenschaftler der Universität Würzburg. Prof. Sergio Montenegro, Inhaber des Lehrstuhls für Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt, und seine Mitarbeiter sollen für die Erkundungs-Fahrzeuge und -Drohnen ein lokales Ortungs- und Landesystem zu entwickeln: „Wenn beispielsweise eine fliegende Drohne aus der Luft eine interessante Struktur entdeckt hat, bei der es sich lohnen könnte, eine Bodenprobe zu entnehmen, muss sie dem entsprechenden Roboter den exakten Ort mitteilen können“, erklärt Montenegro.
In Zeiten, da jeder Mensch dank seines Smartphones sofort ermitteln kann, wo er sich befindet, klingt diese Aufgabe nicht sonderlich schwierig. Für den Mars gilt das allerdings nicht, denn GPS-Satelliten wie auf der Erde, welche die notwendigen Informationen liefern, gibt es hier nicht. Deshalb soll der Lander bei seinem Anflug auf die Valles Marineris viele so genannte Funkbojen abwerfen, die sich über die Oberfläche verteilen. Diese ermitteln anschließend per Funksignal ihre jeweilige Position bezogen auf den Standort des Landers, kommunizieren untereinander und liefern dann den Erkundungsrobotern – ähnlich wie GPS-Satelliten auf der Erde – die für die Navigation und Ortung nötigen Daten. Die entsprechende Software liefern die Würzburger Informatiker.
Damit eine Funkboje jedoch weiß, wie weit sie vom Lander entfernt ist, muss sie mit höchster Präzision messen, wie lange ein Funksignal zwischen den beiden Punkten unterwegs ist. Dabei kommt es auf Nanosekunden an – schließlich würde ein Messfehler von einer tausendstel Sekunde bereits eine Abweichung von 300 km bedeuten. Unterschiedlich hohe Standorte im Canyon, Gesteinsstrukturen, die den Funksignalen den Weg versperren, Reflexionen an den Talwänden verkomplizieren die Messung zusätzlich und müssen von den Informatikern berücksichtigt werden.
„Wir lassen zunächst zwei Objekte in Ruhe ihren Abstand messen“, sagt der Sergio Montenegro. Mit der erforderlichen Präzision werde das schon „schwer genug“ sein. Wenn dieser Schritt klappt, wird das Team die Zahl der Objekte erhöhen; am Ende sollen diese sich dann auch bewegen. Gut möglich, dass in ein paar Jahren mehrere Quadrocopter durch einen fränkischen Steinbruch fliegen und dort eine Landung auf dem Mars simulieren.
Weitere Informationen: Website von Prof. Sergio Montenegro
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