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News: Die neue Hand im Weltraum

Raumfahrt ist teuer, besonders wenn Menschen mitfliegen. Die Idee, vom Boden aus Roboter zu steuern, die notwendige Reparaturen ausführen oder Routinearbeiten erledigen, ist mit der erfolgreichen Erprobung eines Roboterarmes einen Schritt vorangekommen. Der menschliche Operator stand dabei mit beiden Beinen fest auf der Erde, konnte die Szenerie im Weltraum aber mit Hilfe einer virtuellen Realität gut überblicken.
Die Wissenschaftler des Instituts für Robotik und Systemdynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des Instituts für Roboterforschung der Universität Dortmund konnten vom 19. bis zum 21. April 1999 von Tsukuba (Japan) aus den ersten mit dem Satelliten ETS VII im Weltraum "freifliegenden" Roboter fernsteuern. Dieses Projekt namens GETEX (GErman Technology EXperiment on ETS-VII) unter Leitung des DLR basiert auf einer Kooperation mit der japanischen Raumfahrtbehörde NASDA. Nach der einige Tage andauernden ersten Datenauswertung steht nun fest: Die Mission war ein voller Erfolg und kann einen wesentlichen Beitrag zur Realisierung künftiger Reparatursatelliten leisten.Erprobt wurden beispielsweise fortschrittliche Methoden der Roboter-Fernsteuerung: Ein Operator agierte innerhalb einer mittels modernster Computertechnologie und Methoden der "virtuellen Realität" erzeugten dreidimensionalen Welt am Boden. Dort konnten mit Hilfe eines Datenhandschuhs oder der DLR-Space-Mouse verschiedenste Aktionen des Weltraumroboters ferngesteuert werden. Per "Klick" konnten so zum Beispiel Objekte plaziert oder verschoben werden. Die Bedienung gestaltet sich hierbei einfach: Roboter-Experte braucht der Operator also nicht mehr zu sein. Die Grafiksimulation zeigt dem Operator zudem im Voraus, wie der Roboter die Aufgabe (gegebenenfalls über eine kollisionsvermeidende Bahnplanung) ausführen will. Man kann also von einem "verlängerten Arm des Menschen im Weltraum" sprechen. Getestet wurde ebenfalls im Bereich der Bewegungskorrektur: Bei einer Übung, bei welcher der "freifliegende" Weltraum-Roboter einen Bolzen abholte und wieder einfügte, konnte das Zusammenspiel seines Kamera-"Auges" und des ihm antrainierten "Gefühls" demonstriert werden. Die hierfür notwendige Bildverarbeitung gestaltet sich im Szenario des Weltraums besonders schwierig, da sich die Beleuchtungsverhältnisse je nach Sonnenstand gravierend ändern.Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen war das dynamische Verhalten freifliegender Robotersysteme, dessen sichere Beherrschung für Inspektion und Reparatur fehlerhafter Satelliten als Schlüsseltechnologie angesehen werden kann. Erstmalig konnten im Rahmen von GETEX die bisher existierenden Simulationsmodelle durch reale Missionsdaten überprüft werden. Es wurden definierte Manipulatorbewegungen von der DLR-Bodenstation in Tsukuba kommandiert und der Einfluß dieser Bewegung auf die Satellitenlage in Echtzeit aufgezeichnet. Tatsächlich gelang es, durch sogenannte "Schwimmbewegungen" des Arms die Orientierung des Trägersatelliten gezielt zu verändern und so quasi eine neue Form der Satelliten-Lageregelung zu demonstrieren. Durch die Zusammenarbeit der Teams von NASDA und DLR ist es gelungen, während der beschränkten Experimentzeit noch mehr wissenschaftliche Daten zu sichern als ursprünglich geplant.

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