Mit “Tumbleweed” zum Mars 3 Minuten Lesezeit
Luftfahrt

Mit “Tumbleweed” zum Mars

Volkmar Held

Von der Schule ins Museum und auf Weltraum-Mission. Das Mars-Mobil „Tumbleweed“ kann mit Hilfe der voestalpine BÖHLER Aerospace GmbH künftig den Roten Planeten erforschen.

„Tumbleweed“ ist ein ungewöhnliches Weltraumprojekt, in jeder Hinsicht: Es ist eine reine Schüleridee, beinhaltet eine komplette Forschungseinrichtung und hat bereits vor seinem ersten Einsatz Einzug ins Museum gehalten.

Die Idee für den Mars

Am Anfang des Weges ins Weltall stand der erste Prototyp des Mars-Mobils. Mit ihm gewannen Schüler der Wiener Sir-Karl-Popper-Schule 2017 einen internationalen Weltraumwettbewerb. Ihre Idee bestand darin, einen Erkundungsroboter in Tumbleweed-Form zu konstruieren, der, von den Mars-Winden getrieben, große Areale des Planeten erkunden kann.

Das Schülerteam Julian Rothenbuchner und Moritz Stephan mit ihrem damaligen Physiklehrer Josef Pürmayr, später stießen Amelie Finan und Dominik Schmidt hinzu, plante das System, schrieb Computerprogramme und richtete die erste Untersuchungseinheit ein.

"Jeder Tag an diesem Projekt war aufs Neue spannend. Unser Team kann jetzt mithilfe der voestalpine ‚Tumbleweed‘ weiterentwickeln. Wir können dabei sehr viel voneinander lernen!"
Moritz Stephan

voestalpine BÖHLER Aerospace baut mit

Der Elan dieses Teams überzeugte auch bei der voestalpine. Die Weiterarbeit an „Tumbleweed“ für die Mars-Simulationsmission des Österreichischen Weltraumforums unterstützte die High Performance Metals Division mit Know-how und finanziellen Mitteln.

"Das sind begeisterte junge Forscher! So müssen unsere Ingenieure von morgen sein."
Silvia Platteis, Leiterin Abteilung Beteiligungsverwaltung voestalpine High Performance Metals GmbH

Das Forschungsmobil mit vier Metern Durchmesser kann den Windspitzen der Marsstürme (400 km/h sind nicht selten) dank hochfester Strukturteile der voestalpine BÖHLER Aerospace GmbH standhalten. Das Unternehmen entwickelte gemeinsam mit dem Schülerteam Titanstrukturen, die über eine ausreichende Festigkeit verfügen. Zusammen ging man auch die Frage an, wie die erfasste Datenmenge für den Versand intelligent gefiltert werden kann.

High-Tech für den Mars

Projektleiter Alfred Krumphals ist für das Team ein wichtiger Ansprechpartner bei voestalpine BÖHLER Aerospace. Für ihn steht fest, dass auch sein Unternehmen aus dem „Tumbleweed“-Projekt wichtige Erkenntnisse zieht – wertvolles Know-how für sein Geschäftsfeld.

"Wir gewinnen neue Erfahrungen bei der Fertigbearbeitung hochfester Materialien, die wir an Produkten für unsere Aerospace-Kunden weiter nutzen können. Außerdem vertiefen wir unser Wissen über den Einsatz Künstlicher Intelligenz bei der Filterung von Big zu Smart Data."
Alfred Krumphals, Projektleiter

Das Herzstück der Computing Unit im Zentrum des aktuellen, dritten Tumbleweed-Prototyps bildet ein hochmoderner Rechnerchip. Er ist auf die Anforderungen Künstlicher Intelligenz hin optimiert und wertet die Daten von je vier optischen bzw. Infrarot-Kameras und 14 Sensoren aus. Die Forschungsergebnisse sendet das Mars-Mobil an die Basisstation.

Zukunftsbilder

Das ungewöhnliche Forschungsgerät bestand seinen ersten Test im Februar 2018 bei einer simulierten Mars-Erkundung im Südwesten von Oman. Sollte es bei einer Mars-Mission Einsatz finden, könnte es Ende 2020 startbereit sein. Bereits jetzt kann „Tumbleweed“ als Modell im Technischen Museum Wien besichtigt werden.

Das (Ex-)Schülerteam arbeitet weiter am Projekt, auch wenn es durch seine Studienpläne weltweit verstreut wird. Die enge Verbindung zur voestalpine bleibt über die Projektgrenzen hinaus bestehen.

Tumbleweed – eine clevere Strategie

„Tumbleweed“ ist der englische Begriff für die aus vielen Western-Filmen bekannten „Wüstenhexen“ (auch „Bodenroller“ oder „Steppenhexe“). Diese vom Wind getriebenen Kugeln stellen in der Botanik eine Strategie zur Ausbreitung dar. Pflanzenteile, in manchen Fällen zur charakteristischen „Tumbleweed“-Formen verwoben, können dabei in kurzer Zeit weite Strecken überwinden.
Ideen zum Einsatz von rollenden Forschungsanlagen, die dieses Prinzip aufnehmen, kamen bereits in den 1970er-Jahren auf. Ohne Räder oder Motoren können sie ihre Missionen autark in unwirtlichen Gegenden erfüllen.

Tumbleweed

„Tumbleweed“, ein hocheffizientes Mars-Mobil.

Marsmission

„Tumbleweed“ auf Probemission im Oman. Deutlich sind die Photovoltaik-Module an den Segeln des Erkundungs-Mobils zu erkennen (Quelle: Österreichisches Weltraumforum).