Weltraum 2.0: Der Aufstieg autonomer Roboter und KI

Das menschliche Bedürfnis, die Welt jenseits der Sterne besser zu verstehen, hat zu bahnbrechenden Errungenschaften geführt. Diese Faszination für den Weltraum half uns, Meilensteine ​​wie die Mondlandung von Apollo 11 zu erreichen, die die ersten Schritte der Menschheit jenseits der Erde markierte. Mit diesem großen Schritt traten wir in das Zeitalter der ambitionierten und von Neugier getriebenen Weltraumforschung ein.

Der Weg zur Erforschung und zum Verständnis des Weltraums war jedoch kein leichter. Er barg sogar ernsthafte Risiken für die Menschheit aufgrund der Gefahren im Weltraum, darunter hohe Strahlungswerte, extreme Temperaturschwankungen, Vakuumbedingungen, mechanische Ausfälle und die inhärente Unsicherheit unbekannter Umgebungen. Es bestand ein dringender Bedarf an sichereren und effizienteren Systemen, was zur Entwicklung und zum Einsatz von Robotik und künstlicher Intelligenz führte.

Diese technologischen Fortschritte haben uns bessere und sicherere Wege eröffnet, das unermessliche Universum zu erforschen. Roboter sind daher zu einem unverzichtbaren Bestandteil von Weltraummissionen geworden. Diese Maschinen entwickeln sich rasant zu den wichtigsten Erforschern in Umgebungen, die für Menschen schlichtweg zu gefährlich sind.

Im Gegensatz zu uns zerbrechlichen Menschen können diese Robotersysteme den extremen Bedingungen des Weltraums problemlos standhalten. Noch wichtiger ist, dass sie kontinuierlich arbeiten können, ohne zu ermüden oder sich zu langweilen.

Und deshalb Die NASA setzt Roboter in großem Umfang ein.Astrobee setzt beispielsweise seine frei fliegenden Roboter Bumble, Honey und Queen ein, um die Besatzung der Internationalen Raumstation (ISS) zu unterstützen. Diese würfelförmigen Roboter helfen den Astronauten bei Routineaufgaben wie der Nachverfolgung von Vorräten, dem Betrieb von Systemen und der Videoaufzeichnung, sodass sich die Astronauten auf wichtigere Aufgaben konzentrieren können.

Doch das ist noch nicht alles. In Kombination mit KI können diese Maschinen auch riesige Datenmengen in Echtzeit verarbeiten und autonom Entscheidungen treffen, was sie umso leistungsfähiger macht.

Laufende Innovationen in diesem Sektor zielen darauf ab, diese Fähigkeiten weiter auszubauen. Kürzlich präsentierte das chinesische Robotikunternehmen Engine AI seine ambitionierten Pläne, den weltweit ersten humanoiden Roboter-Astronauten ins All zu schicken.

PM01 ist der humanoide Roboter, der ins Weltall geschickt wird. Diese leichte, quelloffene, intelligente humanoide Plattform vereint menschenähnliche Bewegungen mit fortschrittlicher Roboterintelligenz. Sie verfügt über eine bionische Struktur, die menschliche Bewegungen nachahmt, und ein hochinteraktives Kerndisplay. Hinzu kommen ultraschnelle Bewegungsreaktion, hochpräzise Umweltsensoren und die Fähigkeit zur autonomen Entscheidungsfindung. Um komplexe Wahrnehmungs-, Bewegungssteuerungs- und Echtzeit-Workloads zu bewältigen, kombiniert ihre Dual-Chip-Architektur ein NVIDIA Jetson Orin-Modul mit einer Intel N97-CPU und ermöglicht so Hochleistungsrechnen.

Wenn Roboter also widerstandsfähiger, anpassungsfähiger und autonomer werden, können sie auch risikoreiche Aufgaben übernehmen, wie zum Beispiel die externe Wartung von Raumstationen und Langzeitüberwachungsaufgaben, die Astronauten erheblichen Gefahren aussetzen.

Die Zukunft der Weltraumforschung geht eindeutig in Richtung stärkerer Automatisierung. Anstatt Astronauten Gefahren auszusetzen, werden Missionen sie einfach durch Netzwerke intelligenter Roboter ersetzen, die über große Entfernungen hinweg zusammenarbeiten können.

Schauen wir uns nun an, wie diese Transformation in der Praxis anhand zweier wichtiger Entwicklungen vonstattengeht: autonome Robotik zur Erkundung unterirdischer Lavatunnel der Mond und Marsund KI-generierte Pfade, auf denen Rover sicher über das Marsgelände fahren können.

Kartierung und Navigation außerirdischer Lavatunnel mit Robotern

Es ist fast zwei Jahrzehnte her, seit die ersten Gruben auf dem Mond entdeckt wurden, und über ein halbes Jahrhundert, seit man riesige Lavatunnel auf dem Mars nachwies. Diese gigantischen Höhlen sind groß genug, um ganze Städte zu beherbergen.

Diese durch vulkanische Aktivität entstandenen Lavatunnel finden sich auch auf der Erde, unter anderem in Island, Hawaii, Sizilien, Australien und auf den Galapagosinseln.

Obwohl diese Röhren auf dem Mars und dem Mond Potenzial als zukünftige menschliche Basen bieten, da sie durch den Schutz vor kosmischer Strahlung, Sonnenstrahlung und häufigen Meteoriteneinschlägen sicherer sind als ihre Oberflächen, sind sie schwer zugänglich. Das Innere dieser Lavatunnel ist extrem scharfkantig und das Gelände uneben, was detaillierte Untersuchungen erfordert. Doch die Gewinnung weiterer Informationen über diese unterirdischen Strukturen gestaltet sich schwierig.

Die Oberlichter, die eingestürzte Abschnitte von Röhrendecken sind, und die langen, gewundenen Kanäle, die auf Satellitenbildern zu sehen sind, deuten auf große unterirdische Hohlräume hin; allerdings können die Bilder nicht erkennen, welche Röhren für Lebensräume geeignet sind.

Um den Herausforderungen felsiger Landschaften, begrenzter Zugangsmöglichkeiten und gefährlicher Bedingungen zu begegnen, stellten Forscher des Space Robotics Laboratory der Universität Malaga (UMA) ein neues Missionskonzept vor, das drei intelligente Roboter zur autonomen Erkundung dieser unterirdischen Umgebungen einsetzt.

Die Roboter werden derzeit in den Vulkanhöhlen von Lanzarote, Spanien, getestet. Das Team plant, sie für zukünftige Missionen zum Mond einzusetzen.

In der veröffentlichten wissenschaftliche Zeitschrift Science Robotics¹Das Konzept basiert auf drei verschiedenen Robotertypen, nämlich SherpaTT, LUVMI-X und dem Rover Coyote III, die autonom zusammenarbeiten, um die rauen unterirdischen Räume des Mars und des Mondes zu erkunden.

Die geplante Mission des Teams umfasst vier Phasen. Zunächst kartieren Roboter die Höhleneingänge und erstellen ein detailliertes Höhenmodell. Anschließend wird ein mit Sensoren ausgestatteter Nutzlastwürfel in die Höhle abgesetzt, um erste Messungen durchzuführen. Ein Erkundungsrover wird dann durch den Eingang hinabgelassen, um die letzte Phase einzuleiten. Diese beinhaltet das Durchqueren unwegsamen Geländes, das Sammeln von Daten und die Erstellung detaillierter 3D-Karten des Höhleninneren.

Der Praxistest auf der Vulkaninsel Lanzarote Anfang 2023 zeigte, dass der Ansatz des Teams wie geplant funktioniert. Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) leitete den Test, unterstützt von der spanischen Universität UMA und dem Unternehmen GMV.

Das Labor für Weltraumrobotik an der UMA konzentriert sich auf die Entwicklung neuer Technologien und Methoden zur Steigerung der Autonomie in der Weltraumrobotik, sowohl für Orbital- als auch für Planetenmissionen. Das Labor arbeitet eng mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zusammen, um Algorithmen zu entwickeln, die Rovern bei der Routenplanung und einem unabhängigeren Betrieb helfen.

Der Test bestätigte die technische Machbarkeit des vierphasigen Missionsansatzes und unterstrich das Potenzial kollaborativer Robotersysteme für die zukünftige Planetenforschung.

KI-gestützte Navigationssysteme für Planetenrover

Eine weitere wichtige Entwicklung ist der Perseverance-Rover der NASA, ein roboterhafter Wissenschaftler von der Größe eines Autos, der nach Spuren uralten mikrobiellen Lebens sucht, und Proben sammeln für die spätere Rückgabe zur Erde, hat die erste KI-geplante Fahrt abgeschlossen auf dem „Roten Planeten“.

Anstatt also von menschlichen Bedienern geplante Routen zu nutzen, schrieb die Marssonde Geschichte, indem sie die von der KI organisierten Routen verwendete.

Zur Erstellung von Routen analysierte eine KI mit Bildverarbeitungstechnologie zunächst Bilder und Geländedaten, die von menschlichen Roverplanern verwendet wurden, um Gefahren wie Felsen und Sandrippeln zu identifizieren, und plante dann einen sicheren Weg über die Marsoberfläche.

Bevor die KI-generierten Pfade jedoch tatsächlich zum Einsatz kamen, wurden die Routen zunächst in der virtuellen Nachbildung des sechsrädrigen Rovers getestet, wo Perseverance ihnen erfolgreich folgte und dabei autonom Hunderte von Metern zurücklegte.

Unter der Leitung des Jet Propulsion Laboratory der NASA, das die täglichen Operationen des Rovers überwacht, hat Perseverance nun die ersten Fahrten auf einem anderen Planeten absolviert, wobei die Wegpunkte von einer generativen KI geplant wurden.

„Diese Demonstration zeigt, wie weit unsere Fähigkeiten fortgeschritten sind und erweitert die Möglichkeiten, andere Welten zu erforschen“, sagte NASA-Administrator Jared Isaacman. „Autonome Technologien wie diese können dazu beitragen, dass Missionen effizienter ablaufen, auf schwieriges Gelände reagieren und den wissenschaftlichen Ertrag mit zunehmender Entfernung von der Erde steigern. Sie ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Teams neue Technologien sorgfältig und verantwortungsvoll in realen Missionen einsetzen.“

Für die wegweisende Demonstration Anfang Dezember letzten Jahres nutzten Ingenieure Bildverarbeitungsmodelle, um vorhandene Daten aus dem Oberflächenmissionsdatensatz des JPL zu analysieren. Durch die Analyse derselben Informationen und Bilder, die auch menschliche Planer verwenden, identifizierte das System Wegpunktpositionen für Perseverance, um eine sichere Fahrt durch schwieriges Marsgelände zu gewährleisten.

Dieser Erfolg war das Ergebnis einer koordinierten Anstrengung des Rover Operations Center (ROC) des JPL und der Claude-KI-Modelle von Anthropic.

„Stellen Sie sich intelligente Systeme nicht nur auf der Erde vor, sondern auch in unseren Rovern, Hubschraubern, Drohnen und anderen Oberflächenelementen, die mit dem gebündelten Wissen unserer NASA-Ingenieure, Wissenschaftler und Astronauten trainiert wurden“, sagte Matt Wallace, Leiter des JPL-Büros für Explorationssysteme. „Das ist die bahnbrechende Technologie, die wir brauchen, um die Infrastruktur und die Systeme für eine dauerhafte menschliche Präsenz auf dem Mond zu schaffen und die USA zum Mars und darüber hinaus zu bringen.“

Da Mars 140 Millionen Meilen entfernt Aufgrund von Kommunikationsverzögerungen von der Erde aus ist es unmöglich, den Rover in Echtzeit zu steuern.

Lange Zeit beruhte die Navigation von Rovern auf menschlicher Expertise, die sorgfältig Geländedaten analysierte und Routen im Voraus plante. Diese Routen bestanden aus Wegpunkten im Abstand von etwa 100 Metern, um das Risiko von Hindernissen zu minimieren. Nach Fertigstellung wurden die Pläne über die Telekommunikationsinfrastruktur des Deep Space Network (DSN) der NASA gesendet, woraufhin der Rover die Anweisungen ausführte.

Während der Fahrten von Perseverance am 1,707. und 1,709. Marstag wurde diese Aufgabe jedoch an eine generative KI delegiert. Das System analysierte hochauflösende Orbitalbilder, die von der Sonde aufgenommen wurden. HiRISE-Kamera auf der Nadirseite des MRO-Raumfahrzeugs, zusammen mit Geländeneigungsdaten aus digitalen Höhenmodellen.

Die Informationen halfen der KI, Geröllfelder, Felsgestein, Sandrippel, Felsaufschlüsse und andere wichtige Oberflächenmerkmale zu identifizieren. Anschließend entwickelte die KI eine durchgehende Fahrroute mit allen notwendigen Wegpunkten. Laut Vandi Verma, Weltraumrobotikerin am JPL und Mitglied des Perseverance-Entwicklungsteams:

„Die grundlegenden Elemente der generativen KI erweisen sich als vielversprechend bei der Optimierung der Säulen der autonomen Navigation für Fahrten außerhalb der Erde: Wahrnehmung (Erkennen von Felsen und Wellen), Lokalisierung (Wissen, wo wir uns befinden) sowie Planung und Steuerung (Entscheidung und Ausführung des sichersten Weges).“

Diese Anweisungen wurden durch den digitalen Zwilling des JPL (die virtuelle Nachbildung des Rovers) geleitet, der über 500,000 Telemetrievariablen überprüfte, um sicherzustellen, dass der Plan sicher mit der Flugsoftware von Perseverance funktionieren würde.

Mithilfe dieses KI-generierten Plans legte die Perseverance der NASA am 8. Dezember 210 Meter und am 10. Dezember 246 Meter zurück.

„Wir bewegen uns auf einen Tag zu, an dem generative KI und andere intelligente Werkzeuge unseren Oberflächenrovern dabei helfen werden, kilometerlange Fahrten zu bewältigen und gleichzeitig die Arbeitsbelastung der Bediener zu minimieren, und interessante Oberflächenmerkmale für unser Wissenschaftsteam hervorheben werden, indem sie riesige Mengen an Roverbildern durchsuchen.“

– Verma

Robotik und KI in der Weltraumforschung

Investitionen in die autonome Weltraumforschung

In der Welt der autonomen Weltraumforschung, Intuitive Machines, Inc. (LUNR + 6.84%) sticht als eines der wenigen börsennotierten Unternehmen hervor, die tatsächlich autonome Systeme bauen, die auf einem anderen Himmelskörper operieren.

Neben der Entwicklung autonomer Raumfahrzeuge, die mit minimalem menschlichen Eingriff funktionieren, ist Intuitive Machines eng mit der NASA, insbesondere mit dem Artemis-Programm, verbunden. Das Unternehmen ist sogar das erste private Unternehmen, dem eine sanfte Landung eines Raumschiffs namens Odysseus auf dem Mond gelang.

Das Raumfahrttechnologie-, Infrastruktur- und Dienstleistungsunternehmen bietet Produkte und Dienstleistungen für den Weltraum an, um die nachhaltige robotische und bemannte Erforschung des Mondes, des Mars und darüber hinaus zu ermöglichen.

Zu den von Intuitive Machines angebotenen Dienstleistungen gehören Datenübertragung, Datenbereitstellung und Infrastruktur-als-Service.

Mit seinen vier Geschäftsbereichen Orbital Services, Lunar Access Services, Lunar Data Services und Space Products and Infrastructure will das Unternehmen den Zugang zum Mond ermöglichen, um die Menschheit voranzubringen.

Intuitive Machines ist ein relativ junges Unternehmen, gegründet 2013, hat aber bereits hat vier NASA-Mondmissionen abgeschlossen.

Das ist CEO und Präsident Steve Altemus zu verdanken, der zuvor bei der NASA in der Abteilung für bemannte Raumfahrt tätig war. Nach seinem Ausscheiden bei der NASA gründete er Intuitive Machines, das vom TIME Magazine zu einem der 100 einflussreichsten Unternehmen des Jahres 2024 gekürt wurde. In einem Interview mit dem TIME Magazine verriet Altemus: „Etwa 75 bis 80 Prozent unseres Geschäfts entfallen auf die US-Regierung.“

Mit einer Marktkapitalisierung von 3.6 Milliarden US-Dollar notieren die Aktien von LUNR aktuell bei 17.50 US-Dollar, ein Plus von 9 % seit Jahresbeginn und 123.64 % im vergangenen Jahr. Das Unternehmen weist einen Gewinn je Aktie (TTM) von -2.11 US-Dollar und ein Kurs-Gewinn-Verhältnis (TTM) von -8.40 auf.

Die Ergebnisse für das vierte Quartal 2025 werden zwar erst später in diesem Monat veröffentlicht, doch die Ergebnisse des dritten Quartals 2025 weisen einen Nettoverlust von 10 Millionen US-Dollar aus. Das bereinigte EBITDA lag bei minus 13.2 Millionen US-Dollar, was auf anhaltende finanzielle Schwierigkeiten hindeutet, jedoch eine Verbesserung um 12.2 Millionen US-Dollar gegenüber dem Vorquartal darstellt.

Das Unternehmen hatte Ende des dritten Quartals 2025 einen Auftragsbestand von 235.9 Millionen US-Dollar und einen Kassenbestand von 622 Millionen US-Dollar.

Das Unternehmen erwarb Lanteris Space Systems für 800 Millionen US-Dollar, davon 450 Millionen US-Dollar in bar und 350 Millionen US-Dollar in LUNR-Stammaktien der Klasse A. Lanteris hat in den letzten 65 Jahren über 300 Raumfahrzeuge ausgeliefert und erreicht eine Verfügbarkeit von 99.99 % im Orbit.

Die Übernahme soll den Umsatz von Intuitive Machines auf über 850 Millionen US-Dollar und den Auftragsbestand auf 920 Millionen US-Dollar steigern. Zudem wird erwartet, dass der Schritt die Kompetenzen des Unternehmens in den Bereichen Kommunikation, Navigation und Weltraumdatennetzwerkdienste für zivile, kommerzielle und militärische Märkte stärkt.

„Mit der Übernahme ist Intuitive Machines bestens aufgestellt, um zum führenden Raumfahrtunternehmen der nächsten Generation zu werden“, sagte CEO Altemus im November 2025 im Rahmen der Telefonkonferenz zu den Ergebnissen des dritten Quartals 2025.

Die Transaktion, so merkte er an, stelle einen Schritt nach vorn in der Entwicklung des Unternehmens dar, von einem bewährten Weltrauminfrastrukturunternehmen zu einem vertikal integrierten, bevorzugten Weltraumanbieter, der Kunden aus den Bereichen nationale Sicherheit, Zivilwesen und Wirtschaft am Boden, im Erdorbit und darüber hinaus bedient.

„Diese Übernahme markiert einen Wendepunkt in der Entwicklung von Intuitive Machines“, sagte Altemus. „Wir haben bereits unsere Fähigkeit unter Beweis gestellt, auf dem Mond zu operieren. Mit Lanteris erweitern wir unser Angebot um eine flugerprobte Serienfertigung. Gemeinsam machen diese Stärken Intuitive Machines zu einem branchenübergreifenden Komplettanbieter, der Raumfahrzeuge bauen, robuste Kommunikations- und Navigationsnetze aufbauen und Systeme im erdnahen, mittleren und geostationären Orbit sowie im zislunaren Raum betreiben kann.“

Die Übernahme wurde Anfang dieses Jahres abgeschlossen und stärkt die Fähigkeit des Unternehmens, nicht nur die Artemis- und Lunar Terrain Vehicle-Initiativen der NASA zu bedienen, sondern auch künftige Mars-Telekommunikationsmissionen sowie die mehrschichtigen Architekturen von Golden Dome und der Space Development Agency.

Neben dem Abschluss der Lanteris-Übernahme kündigte das Unternehmen auch eine strategische Eigenkapitalinvestition in Höhe von 175 Millionen US-Dollar an, um das Umsatzwachstum zu unterstützen und die Kommunikations- und Datenverarbeitungsnetze auszubauen. Darüber hinaus plant es Investitionen in den Aufbau eines internetunabhängigen Solarsystems.

Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen mit strategischen Partnern zusammen, um weltraumgestützte Rechenzentren an die steigende Nachfrage von Unternehmen anzupassen. Gleichzeitig erwartet es die Vergabe des nächsten Auftrags für kommerzielle Nutzlastdienste auf dem Mond sowie des NASA-Auftrags für Mondgeländefahrzeuge.

Ihre hundertprozentige Tochtergesellschaft Lanteris Space Systems wurde diesen Monat von L3Harris Technologies ausgewählt, um 18 fortschrittliche Raumfahrzeugplattformen zu entwerfen und zu bauen, die die Mission der Space Development Agency (SDA) unterstützen sollen, die Echtzeitverfolgung fortschrittlicher Raketenbedrohungen, einschließlich Hyperschall- und ballistischer Systeme, zu ermöglichen.

Aktuelle Neuigkeiten und Entwicklungen zur Aktie von Intuitive Machines, Inc. (LUNR)

Fazit

Die Weltraumforschung durchläuft einen tiefgreifenden Wandel. Einst fast ausschließlich von menschlicher Intelligenz, Ausdauer und Risikobereitschaft abhängig, wird sie heute von autonomen Technologien neu gestaltet, die in der Lage sind, weiter, tiefer und sicherer als je zuvor zu forschen.

Von Robotersystemen, die verborgene Lavatunnel erforschen, bis hin zu KI-gesteuerten Rovern, die ferne Planeten bereisen – diese Fortschritte erweitern sowohl den Umfang als auch die Effizienz der Erkundung.

Mit fortschreitender Innovation in diesem Sektor wird sich auch die Rolle des Menschen wandeln. Statt direkt zu forschen, werden wir intelligente Systeme entwickeln, steuern und nutzen, die im gesamten Sonnensystem operieren. Noch wichtiger ist, dass der Wandel von menschlichen Forschern hin zu Robotik und KI Risiken minimiert, Entdeckungen beschleunigt und eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond, dem Mars und darüber hinaus ermöglicht.

Referenzen

^{1. Domínguez, R., Pérez-Del-Pulgar, C., Paz-Delgado, GJ, Polisano, F., Babel, J., Germa, T., Dragomir, I., Ciarletti, V., Berthet, A.-C., Danter, LC, & Kirchner, F. (2025). Kooperative Robotererkundung einer Planetenoberlichtoberfläche und einer Lavahöhle. Wissenschaft Robotics, 10(105), eadj9699. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adj9699}