NASA testet autonome Drohnen-Navigation in Death Valley für künftige Mars-Missionen

Ingenieure der NASA haben in Umgebungen, die dem Mars ähneln, eine fortschrittliche Flugsoftware für Forschungsdrohnen erprobt, um die Navigation für zukünftige autonome Erkundungsmissionen zu optimieren. Die Erprobung der „Extended Robust Aerial Autonomy“ (ERAA) fand Anfang des Jahres, spezifisch im späten April und erneut im September, in der extremen Landschaft des Death Valley National Park in Kalifornien sowie in der Mojave-Wüste statt. Diese Tests sind eine direkte Reaktion auf Navigationsprobleme, die der außer Dienst gestellte Mars-Helikopter Ingenuity bei seinen letzten Flügen auf dem Roten Planeten erlebte, als sein Algorithmus durch untexturierte, monotone Sanddünen verwirrt wurde.

Die Testkampagne umfasste Flüge über karge, gesichtslose Dünenlandschaften und spezifische Gebiete wie den Mars Hill und die Mesquite Flats Sand Dunes. Forscher des Jet Propulsion Laboratory (JPL) überwachten dabei präzise die Leistung der Systeme unter extremen Bedingungen, die als kritischer Prüfstand für die Robotik der nächsten Generation dienten. Während der Testphase im Death Valley kletterte die Spitzentemperatur auf 113 Grad Fahrenheit, was 45 Grad Celsius entspricht, was die Belastbarkeit der Elektronik und der Algorithmen unter Hitzestress verdeutlichte. Zu den beteiligten Akteuren gehörten neben den JPL-Ingenieuren auch der Forscher und Drohnenpilot Roland Brockers sowie der Superintendent des Death Valley National Park, Mike Reynolds.

Roland Brockers betonte, dass das Ziel darin bestehe, zukünftige Marsfahrzeuge vielseitiger zu gestalten, sodass sie sich nicht um schwierige Geländeabschnitte wie Sanddünen sorgen müssten. Die erfolgreiche Erprobung unterstreicht die strategische Neuausrichtung auf die Ermöglichung unabhängiger Roboteroperationen in unvorhersehbaren Marslandschaften. Die Nutzung des Death Valley als Testgelände hat eine lange Tradition, die bis in die 1970er Jahre zurückreicht, als NASA-Wissenschaftler Vorbereitungen für die Landung der Viking-Raumsonden auf dem Mars trafen. Diese historische Verbindung unterstreicht den Wert des Parks als Analogon zur Marsoberfläche, was durch die Erlangung der dritten jemals ausgestellten Lizenz für Drohnenforschung in diesem Schutzgebiet bekräftigt wird.

Die Einschränkungen des Ingenuity-Helikopters, der nach seinem 72. und letzten Flug im Januar 2024 aufgrund von Navigationsfehlern bei der Landung beschädigt wurde, sind der direkte Anlass für die Entwicklung der ERAA-Software. Die Ingenieure sammelten bei diesen Kampagnen verwertbare Erkenntnisse, beispielsweise zur Wirksamkeit verschiedener Kamerafilter für die Bodenverfolgung und zur Funktionsweise neuer Algorithmen zur sicheren Landung in komplexem Gelände wie dem Mars Hill. Nathan Williams zufolge liefern die Feldtests einen umfassenderen Einblick, als es reine Computersimulationen und begrenzte Satellitenbilder vermögen, was die praxisorientierte Problemlösung der NASA für die Tiefraumexploration demonstriert. Die Fähigkeit, in solch extremen, analogen Umgebungen zu testen, ist entscheidend für die Planung zukünftiger bemannter und unbemannter Missionen, die für 2025 und darüber hinaus angesetzt sind.