Förderprojekt TRIPLE-nanoAUV 1
Entwicklung eines vollautonomen Kleinst-Tauchroboters für die Suche nach extraterrestrischem Leben
Steckbrief
Eckdaten
- Laufzeit:
- 01.09.2020 bis 31.08.2022
- Akronym:
- TRIPLE-nanoAUV 1
- Gruppe:
- Navigationslösungen
- Fördergeber:
- BMWi
Motivation
Es ist die vielleicht spannendste Frage unseres menschlichen Daseins: Sind wir allein im Universum? Zwei der vielversprechendsten Kandidaten für mögliches Leben im Sonnensystem sind der Jupitermond Europa und der Saturnmond Enceladus. Beide Monde sind von einer massiven Eisschicht bedeckt, unter deren Oberfläche man riesige Ozeane aus flüssigem Wasser vermutet. Wasser als Grundvoraussetzung für Leben und weitere lebensfreundliche Bedingungen machen die beiden Eismonde für Raumfahrtorganisationen weltweit zu potenziellen Zielen für künftige Explorationsmissionen. Deshalb hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, kurz DLR, die Projektlinie „Technologies for Rapid Ice Penetration and subglacial Lake Exploration“, genannt TRIPLE, ins Leben gerufen.
Projektziele und Methoden
Ziel der TRIPLE-Projektlinie ist es, ein dreiteiliges Explorationssystem zur Durchführung wissenschaftlicher Beobachtungen in Gewässern unter Eis zu entwerfen und zu bauen und die damit verbundenen Funktionen im Rahmen einer Demonstrationsmission in der Antarktis in enger Zusammenarbeit mit Meeres- und Weltraumwissenschaftlern zu validieren. Das geplante System besteht aus einem vollautonomen Kleinst-Tauchroboter (nanoAUV), einer teilautonomen Einschmelzsonde, die sich in die Eisschicht einschmilzt und als Trägersystem des nanoAUV bis zur Eis-Wasser Grenzschicht fungiert und einem astrobiologischen Labor (AstroBioLab) zur Untersuchung von Flüssigkeits- und Sedimentproben.
Im Teilvorhaben TRIPLE-nanoAUV 1, an dem das IRT maßgeblich beteiligt ist, werden Schlüsseltechnologien zur Umsetzung eines vollautonomen Kleinst-Tauchroboter entwickelt. Zentrale technologische Herausforderungen aus regelungstechnischer Sicht stellen der hohe Autonomiegrad, die hohe Betriebssicherheit unter Extrembedingungen und die aufgrund der Baugröße limitierte Sensorik sowie Aktuatorik dar. Im Vorhaben soll ein Fahrzeugführungs-, Navigations- und Regelungssystem (engl. Guidance, Navigation, Control / GNC)-Konzept erarbeitet und entwickelt und erprobt werden. Der Tauchroboter soll somit in die Lage versetzt werden, einen Pfad zu hochinteressanten Stellen am Boden der Eismeere zu planen, diesem Pfad zu folgen und seinen aktuellen Navigationszustand mit Hilfe von Sensorfusionsalgorithmen zu bestimmen.
Innovationen und Perspektiven
Im Vorhaben werden Schlüsseltechnologien für Explorationssysteme von Gewässern unter Eis mit Blick auf die kontaminationsfreie Exploration der Eismonde entwickelt, die an die Grenzen der heutigen Technologien stoßen. Dies betrifft insbesondere die Formgebung, das Antriebskonzept, den Autonomiegrad, die Unterwassernavigation und die wissenschaftliche Nutzlast des Tauchroboters. Die Konzepte sollen im angedachten Folgeprojekt TRIPLE-nanoAUV 2 auf ihre Eignung für mögliche Raumfahrtmissionen zu den Eismonden untersucht werden. Das Gesamtsystem soll voraussichtlich in der Dome-C-Region der Antarktis demonstriert werden und sich bei positiven Resultaten als mögliche Nutzlast für künftige Explorationsmissionen der NASA qualifizieren.
Das TRIPLE-Gesamtsystem:
Beispielhafte Mission auf dem Jupitermond Europa
Die Abbildung zeigt das TRIPLE-Gesamtsystem bestehend aus AstroBioLab an der Oberfläche, Schmelzsonde an der Eis-Wasser Grenzschicht und dem nanoAUV, das eine Explorationsmission durchführt.
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Assoziierte Partner |
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