Navigation auf uzh.ch
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Vor drei Jahren landete «Ingenuity» auf dem Mars: der erste Helikopter, der einen angetriebenen autonomen Flug auf einem anderen Planeten absolvierte. Damit bewies «Ingenuity» , dass kamerabasierte Navigation in der dünnen Marsatmosphäre möglich ist. Der 2030 Mars Science Helicopter (MSH) wird auf zuvor unzugängliche Gebiete abzielen, darunter die Schlucht Valles Marineris mit Höhenunterschieden von bis zu 8’000 Metern und Lavaröhren, die Eis beherbergen könnten – ein Schlüssel zum Verständnis des roten Planeten.
Um die Herausforderungen der zerklüfteten Marslandschaften zu bewältigen, führt die MSH-Mission die innovative Methode «Mid-Air Helicopter Deployment» ein, die auf der Jetpack-Technologie basiert. Anstatt auf unebenem Boden zu landen, wird der Helikopter während des Landeanflugs aus der hinteren Schutzhülle freigesetzt und mit einem Jetpack abgebremst. So kann der Helikopter Bodenhindernisse umgehen und die Risiken während des Einsatzes minimieren.
«Die Zusammenarbeit der Robotics and Perception Group der UZH mit NASA JPL bringt zwei wichtige Innovationen in die Mission ein, nämlich fortschrittliche Navigationsalgorithmen und die Event-Camera-Technologie», sagt Gruppenleiter Davide Scaramuzza.
Die fortschrittlichen Navigationsalgorithmen ermöglichen es dem Helikopter, seine Position in unebenem, unvorhersehbarem Gelände genau zu bestimmen. Durch die Integration von visuellen Daten und Trägheitsdaten gewährleistet der Algorithmus eine zuverlässige Navigation ohne GPS, ein entscheidender Schritt für die autonome Erkundung des Mars.
Die Event-Camera-Technologie, eine sehr schnelle Kamera, die von UZH-Professor Tobi Delbruck erfunden wurde, funktioniert ähnlich wie das menschliche Auge und eignet sich ideal für die Navigation bei schlechten Lichtverhältnissen und hohen Dynamikbereichen. Die neue Kameratechnologie reduziert Bewegungsunschärfe und erhöht die Belastbarkeit, wodurch sie sich ideal für die Erkundung der dunklen und komplexen Innenräume von Mars-Lavaröhren eignet und sich an unvorhersehbare Bedingungen anpasst.
«Die Mars Science Helicopter-Mission 2030 wird Gebiete erkunden, die nicht nur Aufschluss über die geologische Geschichte des Mars geben könnten, sondern auch für zukünftige bemannte Missionen von entscheidender Bedeutung sein dürften», sagt Scaramuzza. «NASA Jet Propulsion Laboratory ist direkt auf uns zugekommen. Wir haben die Zusammenarbeit im Jahr 2020 begonnen.»
Aktuell besucht Jeff Delaune, Robotics Technologist in der Aerial Mobility Group von NASA Jet Propulsion Laboratory, die UZH. Neben Meetings mit den Projektpartnern hält er am 5. Dezember 2024 um 16.15h einen Vortrag mit dem Titel «Robotics Challenges for Planetary Exploration at NASA JPL».
