Der halbautonome, vierbeinige Roboter kann mehrere Ziele eigenständig ansteuern und untersuchen – ohne für jeden Zwischenschritt auf eine Bestätigung vom Kontrollzentrum auf der Erde zu warten. (Bild: Dr Tomaso Bontognali)
Kurzinfo: Halbautonome Roboter in der Planetenforschung
• Vierbeiniger Roboter ANYmal als Plattform
• Ausgestattet mit Roboterarm, Kamera und Raman-Spektrometer
• Testumgebung simuliert Marsbedingungen im Labor
• Identifikation von Basalt, Gips, Karbonaten und lunaren Gesteinen
• Multi-Ziel-Missionen deutlich schneller als klassische Ansätze
• Zeitersparnis von fast fünfzig Prozent möglich
• Autonome Navigation reduziert Kommunikationsabhängigkeit
• Fokus auf Biosignaturen und Rohstoffsuche
• Zusammenarbeit mehrerer Schweizer Forschungsinstitutionen
Fußspuren im Staub eines fremden Planeten – davon träumen viele. Vielleicht wird der Traum bald Wirklichkeit, doch etwas anders als gedacht. Es könnte ein Roboter sein, der etwa auf dem Mars die ersten Schritte macht, vierbeinig, wachsam, mit einem Arm ausgestattet, der Gestein prüft wie ein Feldgeologe. Während auf der Erde Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf Daten warten, trifft die Maschine bereits ihre nächsten Entscheidungen. Die Vision: weniger technisch bedingter Stillstand, mehr Zeit für aktive Erkundung.
Heute gleicht die Erforschung von Planeten einem Marathon in extremer Zeitlupe. Rover auf dem Mars bewegen sich langsam, stoppen häufig, warten auf Anweisungen. Zwischen vier und 22 Minuten dauert es, bis ein Signal von der Erde ankommt – und zurück. Jeder Schritt wird geplant, jede Bewegung abgewogen. Das Ergebnis: begrenzte Reichweite, begrenzte Datenvielfalt.
Ein neuer Takt für die Planetenforschung
Ein WissenschaftlerInnen-Team aus der Schweiz hat jetzt ein anderes Modell getestet: einen halbautonomen, vierbeinigen Roboter, der mehrere Ziele eigenständig ansteuert und untersucht. Statt sich auf einen einzigen Stein zu konzentrieren, arbeitet er sich von Probe zu Probe vor – effizient, systematisch, nahezu ohne Pause.
„Wir führten unsere Experimente in der ‚Marslabor‘-Anlage der Universität Basel durch, die planetare Bedingungen simuliert“, erklären die Forschenden. „Der Roboter näherte sich autonom ausgewählten Zielen, setzte seine Instrumente ein und lieferte Bilder sowie Spektren zur Analyse zurück.“
Vom einzelnen Stein zum ganzen Gelände
Das eingesetzte System basiert auf dem vierbeinigen Roboter ANYmal, entwickelt unter anderem am Robotic Systems Lab der ETH Zürich. Ausgestattet mit einer Kamera für mikroskopische Aufnahmen und einem tragbaren Raman-Spektrometer, kann er Gesteine nicht nur sehen, sondern chemisch analysieren.
Dabei identifizierte der Roboter verschiedene Gesteinsarten – darunter Basalt, Gips, Karbonate sowie lunare Analogien wie Dunite und Anorthosit. Gerade solche Materialien gelten als Schlüssel für zukünftige Missionen, etwa zur Gewinnung von Sauerstoff oder Metallen.
Tempo als wissenschaftlicher Faktor
Der vielleicht entscheidende Unterschied liegt im Tempo. In Tests benötigte der autonome Multi-Ziel-Ansatz zwischen 12 und 23 Minuten. Eine vergleichbare, von Menschen gesteuerte Mission dauerte 41 Minuten.
„Wir verglichen zwei Ansätze: die klassische, eng gesteuerte Einzelziel-Analyse und eine halbautonome Strategie mit mehreren Messpunkten“, so das Team. „Dieser Ansatz könnte es ermöglichen, große Flächen schnell zu erfassen.“
Tempo ist hier kein Selbstzweck. Je mehr Proben untersucht werden, desto größer die Chance, auf Hinweise für vergangenes Leben zu stoßen – sogenannte Biosignaturen.
Mehr Freiheit für Maschinen, mehr Spielraum für Forschung
Die Maschine wird dabei nicht zum Ersatz der Forschenden, sondern zu deren verlängerter Hand. Während der Roboter Daten sammelt, können Wissenschaftler diese auswerten und neue Prioritäten setzen.
„Anstatt auf jeden Befehl zu warten, könnten Roboter Gelände durchqueren, Gesteine scannen und Daten sammeln“, erklären die Forschenden. Der Mensch bleibt im Entscheidungsprozess – doch die Maschine übernimmt die Routine.
Ein Blick auf kommende Missionen
Mit Blick auf geplante Missionen zum Mond und Mars gewinnt dieser Ansatz an Bedeutung. Statt weniger, hochkomplexer Geräte könnten künftig mehrere agile Systeme eingesetzt werden, die große Gebiete vorab kartieren.
Das verändert auch die Logik der Raumfahrt: Nicht mehr jedes Detail wird vorab geplant. Stattdessen entsteht ein Zusammenspiel aus Autonomie und Kontrolle.
Originalpublikation:
Gabriela Ligeza et al.,
Semi-Autonomous Exploration of Martian and Lunar Analogues with a Legged Robot Using a Raman-Equipped Robotic Arm and Microscopic Imager.
in: Frontiers in Space Technologies
DOI: 10.3389/frspt.2026.1741757
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