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CAUSE-Cognitive Autonomous Subsurface Exploration

ArbeitsgruppeAG Optimierung und Optimale Steuerung
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens ((0421) 218-63861, E-Mail: bueskens@math.uni-bremen.de)
Dr.-Ing. Mitja Echim ((0421) 218-63865, E-Mail: mitja@math.uni-bremen.de)
Bearbeiter: Dr.-Ing. Stephanie Chen
Christian Meerpohl ((0421) 218-59891, E-Mail: cmeerpohl@math.uni-bremen.de)
Matthias Rick ((0421) 218-64356, E-Mail: mrick@math.uni-bremen.de)
Eva Dierkes ((0421) 218-64357, E-Mail: eva.dierkes@uni-bremen.de)
Projektpartner: cognitive neuroinformatics
DLR, Raumfahrtmanagement, Bonn
Laufzeit: 01.04.2015 - 30.09.2018

Bild des Projekts CAUSE-Cognitive Autonomous Subsurface Exploration
Der aktuelle Stand der Forschung erlaubt die Vermutung, dass die Eismonde unseres Sonnensystems Leben beherbergen könnten. Astrobiologisch interessante Kandidaten sind, neben den Polkappen des Mars, der Jupitermond Europa und auch der Saturnmond Enceladus, da sie jeweils reichhaltige Eis- und Wasservorkommen besitzen. Eine zukünftige Mission zu Enceladus könnte darin bestehen, ein vollständig autonom agierendes Raumfahrtsystem inklusive einer autonom im Eis navigierenden Schmelzsonde für die Probenentnahme aus einer Eisspalte am Südpol zu entsenden.
Eine wesentliche Voraussetzung für die Weltraumtauglichkeit des Systems ist die autonome Navigation und Steuerung. Hierfür sind Verfahren erforderlich, welche auf Basis fusionierter Sensordaten sowie mittels Vor- und Hintergrundwissen Entscheidungen über das Verhalten eines Gesamtsystems treffen und die getroffenen Entscheidungen unter Optimalitätskriterien ausführen.
Testroboter für CAUSETestroboter für CAUSE
Die AG Optimierung und Optimale Steuerung befasst sich im Rahmen von CAUSE mit der automatischen Identifikation dynamischer Systeme auf der Basis von fusionierten Messdaten, der optimalen Trajektorienplanung sowie der automatischen Auslegung von modellbasierten und adaptiven Regelungskonzepten.
Die zu entwickelnden Konzepte sollen dabei nicht auf Explorationsvorhaben beschränkt bleiben, sondern vielmehr auch in anderen Anwendungsszenarien zum Einsatz kommen. So soll das System im Rahmen des Projektes nicht nur auf einer Schmelzsonde zum Einsatz kommen, vielmehr stellt die generelle Übertragbarkeit der zu erstellenden Methoden auf unterschiedliche Robotersysteme einen Schwerpunkt der Untersuchungen dar.
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Publikationen

  1. C. Meerpohl, K. Flaßkamp, C. Büskens.
    Optimization Strategies for Real-Time Control of an Autonomous Melting Probe.
    2018 American Control Conference (ACC), 2018, Milwaukee, WI, USA.

    DOI: 10.23919/ACC.2018.8430877

  2. J. Clemens, C. Meerpohl, V. Schwarting, M. Rick, K. Schill, C. Büskens.
    Autonomous In-Ice Exploration of the Saturnian Moon Enceladus.
    69th International Astronautical Congress (IAC), 01.10.-05.10.2018, Bremen, Deutschland.