Wie sich Drohnen ohne GPS auf dem Mars orientieren

Tests auf Erde und Mars

Nächstes Jahr wird eine Drohne zum ersten Mal mit der monotonen Marsoberfläche konfrontiert. Der kleine Hubschrauber „Ingenuity“ befindet sich derzeit auf dem Weg zum Mars am Ende des NASA-Rovers „Perseverance“ (siehe unten). Auch er wird versuchen, sich visuell auf dem Mars zurechtzufinden. AMAZE-Forscher haben an seiner Entwicklung gearbeitet und stehen in engem Kontakt mit dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA.

AMAZE verwendet eine Drohne, die mehrere Kameras trägt. Sie erzeugen Schwarzweißbilder mit einer Auflösung von ca. 1000 x 400 Pixel. Im Vergleich zur Standard-Handykamera scheint das nicht viel zu sein. Einer der beiden an Bord befindlichen Prozessoren ist noch damit beschäftigt, diese Bilder zu analysieren. „Vision-basierte Navigation erfordert bereits viel Rechenleistung“, sagt Brommer. „Der zweite Prozessor ist dem Sammeln wissenschaftlicher Daten gewidmet. Schließlich wollen wir das sammeln.“

Zeit ist entscheidend

Die Forscher der Universität Klagenfurt haben bereits während der AMADEE-18-Forschungsmission, die im Frühjahr 2018 im Oman stattfand, die Drohnennavigation auf dem Mars getestet. „Wir haben festgestellt, dass die Tageszeit die kameragesteuerte Navigation stark beeinflusst. Am Nachmittag, wenn die Sonne kaum Schatten erzeugt, war es schwierig, Hinweise zu finden. Starke Schatten, wie sie morgens und abends auftreten, sind es sehr hilfreich. „

Weitere Entwicklung

Mit den Drohnen-Tests in Israel können Sie sich natürlich Luxus gönnen, der auf dem Mars nicht möglich wäre. An Bord befinden sich beispielsweise ein Laser-Entfernungsmesser, ein Magnetometer, Drucksensoren und ein Empfänger für ein besonders genaues GPS-Signal (RTK). Alle diese Sensoren werden verwendet, um die Leistung der „Visual Based Navigation“ zu überwachen, aber sie erhöhen natürlich auch das Gewicht. Die Batterien der Drohne können auch durch analoge Astronauten (Personen in Raumanzügen) ersetzt werden. Pro Akkuladung ist eine Flugzeit von 10 Minuten möglich.

Aufgrund der Verschiebung von AMADEE-20 wird die AMAZE-Drohne ihre Testflüge wahrscheinlich erst abschließen, nachdem Ingenuity bereits zum Mars geflogen ist. Der erste Flug auf dem Mars ist für das Frühjahr 2021 geplant. Die Ergebnisse von AMAZE sollten auf jeden Fall bei der Entwicklung weiterer Drohnen für den Nachbarplaneten berücksichtigt werden.