Weltraum
Lunar Advancements – Robotik und KI für autonome Erkundung
KI-gesteuerte Robotik für autonome Weltraumerkundung
Eines Tages könnte die Weltraumerkundung von Astronauten profitieren, die dauerhaft vor Ort leben, wie es bei den Artemis‑Missionen für den Mond oder bei Elon Musk für den Mars vorgesehen ist. Dennoch wird ein Großteil der Arbeit im Weltraum, selbst bei menschlicher Präsenz, von Robotern erledigt werden, nicht zuletzt weil sie viel leichter zu ersetzen sind als menschliche Astronauten und wesentlich weniger anfällig für giftige Luft oder Vakuum, Strahlung, extreme Temperaturen usw.
Idealerweise sollten die meisten Rover und Roboter in der Lage sein, einfache Aufgaben selbstständig zu bewältigen, wobei Menschen auf der Erde oder vor Ort nur eingeschaltet werden, um ihnen bei der Lösung spezifischer Probleme zu helfen oder ihre täglichen Missionen zu bestimmen.
Da sich KI rasant weiterentwickelt, einschließlich physischer KI, ein Konzept, das jetzt von KI‑Führungsunternehmen NVIDIA gefördert wird, könnte diese Science‑Fiction‑Vision bereits Realität werden.
Wissenschaftler unternehmen die ersten Schritte in diese Richtung, sowohl in Forschungsprojekten auf der Erde als auch mit bestehenden Rovern auf dem Mars, mit zwei Nachrichtenartikeln zu diesem Thema in den letzten Tagen.
Der erste war, dass die NASA KI‑Unterstützung eingesetzt hat, um den Mars‑Rover Perseverance zu steuern.
Der zweite ist, dass Forscher der Universität Málaga (Spanien), des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), der Sorbonne Université (Frankreich) sowie die privaten Unternehmen GMV Aerospace and Defence S.A, Magellium und Space Applications Services Roboter in irdischen Lavatunneln einsetzen, die ähnlichen Strukturen auf dem Mond und Mars ähneln1.
KI‑unterstützte autonome Navigation des Perseverance‑Rovers
NASA lässt ersten KI‑geplanten Rover auf dem Mars fahren
Der Mars‑Rover Perseverance der NASA erreichte einen neuen wissenschaftlichen Meilenstein, indem er die ersten Fahrten auf einem anderen Himmelskörper absolvierte, die von künstlicher Intelligenz geplant wurden. Kürzlich angekündigt, fanden die Fahrten am 8. und 10. Dezember 2025 statt.
Die Demonstration nutzte generative KI, um Wegpunkte für Perseverance zu erstellen, eine komplexe Entscheidungsaufgabe, die normalerweise manuell von den menschlichen Rover‑Planern der Mission durchgeführt wird.
Quelle: NASA
Dies könnte sich als Wendepunkt für die Mars‑Erkundung erweisen. Die extreme Entfernung zwischen Erde und Mars (140 Millionen Meilen / 225 Millionen Kilometer) bedeutet, dass die Lichtverzögerung ein Signalverzögerung verursacht, sodass jede Anweisung 3–22 Minuten (abhängig von den orbitalen Positionen) benötigt, um von der Erde zum Mars zu gelangen, und das Feedback ebenso lange braucht.
Da NASA‑Wissenschaftler sehr vorsichtig sind, um zu vermeiden, dass das milliardenschwere Projekt im Staub stecken bleibt oder durch einen Felsen beschädigt wird, wird jede Bewegung zu einem mühsamen Kriechen.
“Rover‑Routen wurden von menschlichen Fahrern geplant und ausgeführt, die das Terrain und die Statusdaten analysieren, um mit Wegpunkten eine Route zu skizzieren, die normalerweise nicht weiter als 330 Fuß (100 Meter) auseinander liegen, um potenzielle Gefahren zu vermeiden.
Anschließend senden sie die Pläne über das Deep‑Space‑Network der NASA zum Rover, der sie ausführt.“
Stattdessen tat Perseverance etwas Neues während seiner 1.707 bzw. 1.709 Tage auf der Marsoberfläche, indem er dem Rover ermöglichte, mithilfe von KI zu entscheiden, wohin er fahren soll.
Wie es funktionierte
Es nutzte generative KI, um die hochauflösenden orbitalen Aufnahmen der HiRISE‑Kamera (High Resolution Imaging Science Experiment) an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA sowie Geländeneigungsdaten aus digitalen Höhenmodellen zu analysieren.
In Kombination mit Daten früherer Erkundungen ermöglichte dies der KI, Geländefeatures wie Grundgestein, Ausbuchtungen, gefährliche Felsfelder, Sandrippeln usw. zu identifizieren.
“Die grundlegenden Elemente der generativen KI zeigen großes Potenzial, die Säulen der autonomen Navigation für Fahrten außerhalb des Planeten zu optimieren: Wahrnehmung (Erkennen von Felsen und Rippeln), Lokalisierung (Wissen, wo wir sind) und Planung sowie Steuerung (Entscheiden und Ausführen des sichersten Pfades).”
Vandi Verma – Raumrobotiker bei JPL und Mitglied des Perseverance‑Ingenieurteams.
Das verwendete KI‑Modell war Claude, bereitgestellt von Anthropic, das kürzlich Schlagzeilen machte, weil es die gesamte SaaS‑ und Software‑Branche potenziell stören und in diesem Sektor einen Mini‑Börsencrash auslösen könnte.
Diese KI‑gesteuerte Fahrt half Perseverance, während seiner zweistündigen und 30‑minütigen autonomen Fahrt entlang des Randes des Jezero‑Kraters Bilder aufzunehmen.
KI kann auch bei der Verarbeitung der von Raumsonden erzeugten Daten nützlich sein und die Arbeitsbelastung der Roboter‑Operatoren reduzieren.
Zweifellos wird dies besonders nützlich sein, wenn echte Astronauten in der Nähe des Roboters arbeiten, da die KI dann möglicherweise noch leistungsfähiger ist.
“Wir bewegen uns auf einen Tag zu, an dem generative KI und andere intelligente Werkzeuge unseren Oberflächen‑Rovern helfen werden, Fahrten im Kilometer‑Maßstab zu bewältigen, während die Arbeitsbelastung der Operatoren minimiert wird, und interessante Oberflächenmerkmale für unser Wissenschaftsteam markieren, indem sie riesige Mengen an Rover‑Bildern durchforsten.”
Vandi Verma – Raumrobotiker bei JPL und Mitglied des Perseverance‑Ingenieurteams.
Zusätzlich ermöglicht eine menschliche Präsenz und logistische Unterstützung den NASA‑Operatoren, mehr Risiken einzugehen, da ein im Staub steckender Roboter manuell befreit werden könnte, anstatt einen katastrophalen Verlust in Milliardenhöhe und jahrelange Forschung zu erstarren.
“Diese Demonstration zeigt, wie weit unsere Fähigkeiten fortgeschritten sind und erweitert, wie wir andere Welten erkunden werden.
Autonome Technologien wie diese können Missionen dabei helfen, effizienter zu operieren, auf herausforderndes Terrain zu reagieren und den wissenschaftlichen Ertrag zu steigern, je weiter die Entfernung von der Erde wächst.”
Testen von KI in irdischen Lavatunneln
Warum Lavatunnel
Obwohl der KI‑Einsatz auf dem Mars ein bahnbrechender erster Schritt ist, sind NASA‑Forscher verständlicherweise vorsichtig, ein einzigartiges Asset wie Perseverance in ein KI‑Experiment zu riskieren. Zum Beispiel würde die KI, egal wie effizient, niemals das Risiko eingehen, den Roboter über das hinaus zu einsetzen, was ein menschlicher Teleoperator im Falle eines Fehlers noch beheben könnte.
Dies ist der Grund, warum es ebenfalls wichtig ist, mit Terrains zu experimentieren, die den im Weltraum vorkommenden analog sind, jedoch mit irdischen Ressourcen in der Nähe verfügbar.
Das wichtigste potenzielle Terrain auf dem Mond und Mars sind Lavatunnel, die natürliche Höhlen bilden und als natürliche Schutzräume für die ersten Astronauten dienen könnten, um sie vor kosmischer Strahlung zu schützen. Und dank der geringeren Schwerkraft dieser Himmelskörper sind die Lavatunnel dort tendenziell größer, als sie es auf der Erde je sein könnten.
Lavatunnel können von Natur aus Stellen haben, die eingestürzt sind, was zu Löchern im Boden führt und direkten Zugang für Erkundungen bietet.
Allerdings wurden bislang keine außerirdischen Lavatunnel erkundet, vor allem weil die direkte Steuerung durch das Gestein, das jedes Funksignal blockiert, stark beeinträchtigt wird.
Roboter testen
Das europäische Forschungsteam setzte drei verschiedene Roboter ein, die zusammenarbeiteten, um diese extremen unterirdischen Umgebungen autonom zu erkunden.
Quelle: ResearchGate
Sie führten ihren Test in den vulkanischen Höhlen/Lavatunneln von Lanzarote (Kanarische Inseln) durch.
Das System funktioniert in 4 Phasen:
- Die Roboter kartieren gemeinsam das Gebiet rund um den Eingang des Lavatunnels (Phase 1).
- Dann wird der sensorisierte Nutzlast‑Würfel in die Höhle abgeworfen, um erste Messungen zu sammeln und den Robotern eine Vorstellung davon zu geben, was zu erwarten ist (Phase 2).
- Anschließend rappeliert ein Scout‑Rover durch den Eingang nach unten, um das Innere zu erreichen (Phase 3).
- Zuletzt erkundet das Robotikteam den Tunnel in die Tiefe und erstellt detaillierte 3D‑Karten seines Inneren (Phase 4).
Von irdischen Analogen Tests zu Mond‑ und Marsmissionen
In den letzten Jahren hat das Space Robotics Laboratory der UMA eng mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zusammengearbeitet und Algorithmen entwickelt, die planetare Erkundungsfahrzeuge (Rover) dabei unterstützen, Routen zu planen und unabhängiger zu operieren.
Kombiniert mit dem KI‑gesteuerten Bewegungstest von Perseverance könnte dieses Experiment die Grundlage für eine neue Weltraummission bilden, die einen Lavatunnel erkunden soll, um dessen Potenzial für zukünftige Lebensräume bei frühen Kolonisationsbemühungen auf dem Mond und Mars zu prüfen.
Dies könnte auch wichtige Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischem Leben haben.
Investitionen in Weltraumrobotik
Intuitive Machines
Das Senden von Sonden zu interstellaren Objekten erfordert ein starkes Fachwissen im Bau großer Weltraumsonden und deren intakte Ankunft am Zielort. Bisher lag dies hauptsächlich im Aufgabenbereich öffentlicher Institutionen wie NASA, ESA und zugehöriger Universitäten.
Dies ändert sich, da wir dem Punkt näher kommen, an dem private Unternehmen automatisierte oder bemannte Missionen zum Abbau von Asteroiden, insbesondere erdnahe Objekte, starten könnten.
Ein solches Projekt wird voraussichtlich der nächste Schritt sein oder parallel zur Rückkehr bemannter Missionen zum Mond, die für die kommenden Jahre geplant sind, durchgeführt werden.
Gegründet 2013 in Houston, Texas, ist Intuitive Machines derzeit ein stark auf den Mond fokussiertes Unternehmen, wie ihr Börsenticker LUNR zeigt, und wurde bereits für vier NASA‑Mondmissionen ausgewählt. Das Unternehmen beschäftigt über 400 Mitarbeitende.
Quelle: Intuitive Machines
Es war das erste kommerzielle Unternehmen, das erfolgreich auf dem Mond landete und wissenschaftliche Daten übermittelte. Außerdem führte es den ersten Zündvorgang des LOx/LCH4‑Triebwerks (flüssiger Sauerstoff, flüssiges Methan) im Weltraum durch.
Das Unternehmen arbeitet an zahlreichen Projekten, die die Basis einer lunaren Infrastruktur für Erkundung und Besiedlung bilden werden.
Das erste ist der „Datenübertragungs‑Service“, bei dem die Technologie getestet wird und letztlich eine lunare Datenübertragungskonstellation im Orbit des Mondes anstrebt.
Quelle: Intuitive Machines
Der zweite Teil ist das „Infrastructure as a Service“. Dieser soll ein LTV umfassen, das autonome Operationen durchführen kann, den Telekommunikationsservice sowie GPS‑Lokalisierungsdienste.
Quelle: Intuitive Machines
Der letzte Abschnitt ist die Lieferung von Material zur Mondoberfläche. Bisher hat das Unternehmen wissenschaftliche Nutzlasten mit dem Nova‑C‑Lander, einem 4,3 Meter hohen Lander (14 Fuß), der 130 kg Nutzlast zum Mond transportieren kann, geliefert.
Der nächste Schritt wird mit dem Nova‑D‑Lander erfolgen, der 1.500–2.500 kg Material zum Mond transportieren kann. Diese Nutzlastkapazität und Größe wird für die Lieferung des Lunar Terrain Vehicle (LTV) sowie des 40 kW Fission Surface Power‑Kernreaktors, der die Mondbasis mit Strom versorgen soll, benötigt.
Quelle: Intuitive Machines
Das Unternehmen hat zahlreiche wertvolle Verträge mit der NASA abgeschlossen, zum Beispiel den Near‑Space‑Network‑Vertrag mit einem maximalen potenziellen Wert von 4,82 Mrd. $.
Die endgültige Entscheidung der NASA zum LTV‑Vertrag unter den drei potenziellen Anbietern wird voraussichtlich Ende 2025 getroffen und könnte ebenfalls bis zu 4,6 Mrd. $ wert sein.
Neben der NASA versucht das Unternehmen, seine Kundenbasis zu diversifizieren, und wurde im April 2025 für ein Fördermittel von bis zu 10 Mio. $ von der Texas Space Commission ausgewählt. Dieses wird die Entwicklung eines Wiedereintrittsfahrzeugs und eines orbitalen Fertigungslabors unterstützen, das Mikroschwerkraft‑Biomanufacturing ermöglichen soll.
Dieses Wiedereintrittsfahrzeug wird zudem eine Backup‑Option bieten und das Risiko für zukünftige Mond‑Probenrückführungsmissionen des Unternehmens reduzieren.
Ein weiteres Projekt ist die Entwicklung von energieeffizienten nuklearen Tarnsatelliten für einen JETSON‑Vertrag eines Luftwaffen‑Forschungslabors.
Da das Unternehmen im ersten Quartal 2025 einen positiven freien Cashflow erreicht hat und mit dem lunaren Telekommunikationsvertrag, wird es für Investoren deutlich sicherer und entwickelt sich von einem cash‑verbrennenden Startup zu einem etablierten Dienstleister für die wachsende Weltraumwirtschaft.
Und es könnte das Fundament für weitere Tiefraummissionen und die Nutzung von Weltraumressourcen bilden, insbesondere da es zu einem vertrauenswürdigen Partner der NASA auf Augenhöhe mit SpaceX (baldiger Börsengang nach der Fusion mit xAI) oder Rocket Lab (RKLB -6,47 %) wird.
(Sie können mehr über Intuitive Machines in unserem Investment‑Report, der dem Unternehmen gewidmet ist lesen.)
- Autonome Weltraumrobotik senkt das Missionsrisiko, Latenzkosten und den Aufwand für Operatoren.
- Unternehmen, die Navigation, Kommunikation und Oberflächeninfrastruktur bauen, erlangen einen dauerhaften strategischen Vorteil.
- NASA‑Partnerschaften begünstigen zunehmend skalierbare, servicebasierte Anbieter lunarer Infrastruktur.
Referenzen:
1. Raúl Domínguez et al., Kooperative robotische Erkundung einer planetaren Himmelsöffnung und Lavahöhle. Science Robotics (2025). DOI:10.1126/scirobotics.adj9699 auf Deutsch.
