Österreichisches Weltraum Forum Austrian Space Forum
AMADEE-24 Mars simulation
Simulation von koordinierten Mensch-Maschine-Forschungsaktivitäten in marsähnlichem Terrain
AMADEE-24 war eine Mars-Simulation in Armenien, die vom Österreichischen Weltraum Forum in Kooperation mit der Armenischen Weltraumagentur durchgeführt wurde. Die Expedition war der authentische Probelauf für die astronautische Erforschung des Roten Planeten und wurde von einem speziellen Mission Support Center in Österreich geleitet. Dabei hat eine Crew von sechs hochqualifizierten Analog-Astronaut*innen mit Raumanzug-Prototypen Experimente durchgeführt, um zukünftige menschliche und robotische Marserkundungsmissionen vorzubereiten.
AMADEE-24 Science Workshop
29. Nov – 01. Dez 2024 bei der VEGA-Sternwarte Haus der Natur in Salzburg.
HIER REGISTRIEREN
Die Simulation von Mensch-Roboter-Oberflächenaktivitäten auf dem Mars in terrestrischen Analoga hat sich zu einem effizienten Werkzeug entwickelt, um die bestmögliche Missionsarchitektur für diese komplexen Forschungseinsätze zu entwerfen. Derartige Explorationsmissionen erleichtern das Verständnis der Vorteile und Einschränkungen zukünftiger astronautischer Erforschung von beispielsweise Mond oder Mars. Sie sind ein Mehrwert für die Vorbereitung wissenschaftlicher Operationen, die in entfernten Gebieten stattfinden sollen, und helfen, die Einschränkungen und Möglichkeiten von Technologie und Arbeitsabläufen zu verstehen.
Der Teststandort in der Provinz Ararat wurden aufgrund ihrer geologischen und topografischen Ähnlichkeit mit dem Mars ausgewählt.
Die AMADEE-24-Mission hatte folgende Ziele:
- Das Geräteverhalten bei gleichzeitiger Verwendung von Instrumenten mit der Option von „Humans-in-the-Loop“, „Menschen als Teil des Arbeitsablaufs“ (durch zwei Raumanzug-Prototypen mit hoher Realitätsnähe, tragbare Systeme usw.) erforschen.
- Die Entwicklung von Plattformen zum Testen von Lebenserkennungs- oder geowissenschaftlichen Techniken und von robotischen Unterstützungswerkzeugen für astronautische Missionen. Die Erstellung von Konzepten, die ein hohes Situationsbewusstsein für Unterstützungs-Teams ermöglichen, die nicht vor Ort sind.
- Untersuchung des Analogons als Modellregion für sein Mars-Gegenstück.
- Steigerung der Sichtbarkeit der Planetenwissenschaften und der menschlichen Forschungstätigkeit.
- Entwicklung des Know-hows, um astronautische Missionen zum Mars bestmöglich zu managen: durch Bereitstellung eines realistischen Modells für ein Mission Support Center, Planung der Einsätze der Analog-Astronaut*innen und Erstellung eines umfassenden Rahmens für die Entscheidungsfindung.
Final Mission Report of the AMADEE-24 Mars Simulation, 05Mar-05Apr 2024, Armenia
Version: 2.2 from 24Jun2024
Updates
AMADEE-24 Science Series: More Effective Remote Operations (MEROP teleoperation system)
Human space exploration typically requires considerable teamwork involving multiple disciplines in science and engineering. Effective and efficient field systems and information flow with the support teams are paramount for mission success. Moreover, human-robotic teams will be crucial in future Mars […]
AMADEE-24 Science Series: Simulation System for Stress Management in Extreme Environments
Crewed missions to Moon and Mars are foreseen for the coming decades, posing new challenges for human movement science, particularly regarding space suit design, mobility, and motor control in different gravitational environments (Belobrajdic et al., 2021). The risk for operational […]
Im Rahmen unseres Engagements für Sicherheit, Zusammenarbeit, Vertrauen und Integrität arbeiten wir aktiv daran, die internationalen Richtlinien und Standards für Analogforschung in unsere Praxis zu integrieren.
Zeitplan
| Okt 2022 | Ausschreibung an Forschungsinstitutionen veröffentlicht |
| Feb 2023 | Auswahl der teilnehmenden Experimente und Institutionen |
| Mai 2023 | Experimenten-Ablauf – und Interaktion definiert, vorläufiges Design der Mission |
| 31Aug – 03Sep2023 | A-24 Dress Rehearsal 1 (1. Training für die Mission; in Peuerbach bei Linz) |
| 17-19 Nov 2023 | A-24 Crew Experimenten Training |
| 26-28 Jan2024 | A-24 Dress Rehearsal 2 (2. Training für die Mission, Überprüfung der Einsatzbereitschaft von Experimenten und Ausrüstung; Hardware darf ab dann nicht mehr verändert werden) |
| Feb 2024 | Ausrüstung wird zum Testgelände transportiert |
| 05Mar – 05Apr 2024 | AMADEE-24 Mission |
| April 2024 | Rücktransport von Missionsausrüstung |
| 29Nov-01Dez2024 | AMADEE-24 Wissenschafts-Workshop |
ExploringTomorrow. ExploringMars
#AMADEE24 #simulateMars
AMADEE-24 Analog-Astronaut*innen
Lernt alle unsere Analog-Astronaut*innen kennen
Wissenschaftliche Experimente
| Name | Kategorie | Institution | Kurzbeschreibung |
|---|---|---|---|
| IAQHabitat | Technik/Habitat | Frauenhofer WKI, Deutschland | Messung der Luftqualität im Habitat |
| Emotions in Extreme Environments | Humanwissenschaften / Psychologie | ÖWF/Humanwissenschaften Universität Bielefeld, Deutschland | Strategien zur intrinsischen und extrinsischen Regulierung der Emotionen der Analog-Astronaut*innen durch Nutzung des CERQ-Fragebogens, Audioaufzeichnungen, Emotionslisten und Führen eines Emotionen-Logbuchs |
| FaR SiDe | Humanwissenschaften / Medizin | ÖWF/Aouda Raumanzug-Prototyp Institut für Mechatronik, Universität Innsbruck | Überprüfung eines biomechanischen Modells der muskulären und kardiovaskulären Ermüdung. Durch „Motion Capture“, Kraftsensoren, Elektromyografie, Nahinfrarot-Spektroskopie und Spirometrie |
| GeoPrep | Geowissenschaften | Institut für Geologie, Mineralogie und Petrologie der Universität Innsbruck, Österreich | Auswerten und katalogisieren von Gesteinsproben, die am Testgelände gesammelt wurden, im Habitat. Durchführung einer petrologischen Analyse mit einfachen Werkzeugen (inkl. schneiden und polieren der Proben), Untersuchungen mit dem Mikroskop (optisch, Raman, Infrarot). Die Proben werden nach der Mission auch im Labor analysiert. |
| iROCS | Robotik | FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Deutschland Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt, Deutschland | Mobile sphärische Roboter oder tragbare Geräte werden zur Geländemodellierung der Wüstenumgebung (inkl. Erkennen und Katalogisierung von Hindernissen) und zur Probenentnahme eingesetzt. |
| MEROP | Humanwissenschaften | Instituto Superior Técnico, Universität Lissabon, Portugal | Mensch-Roboter-Teleoperation. Getestet wird eine Schnittstelle, die den Analog-Astronaut*innen sowohl die Fernsteuerung als auch Direktsteuerung des Rovers MEROP erlaubt. Die Schnittstelle ermöglicht zudem eine Visualisierung der aktuellen Vorgänge für das Mission Support Center in Wien. |
| Staying Alive | Technik/Habitat | ZARM – Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation der Universität Bremen, Deutschland | Getestet wird ein Photobioreaktor, der als Luft-Revitalisierungskomponente des Lebenserhaltungssystems im Habitat dient. Er ist ausgestattet mit einem interaktiven Sensoren-Netzwerk. Getestet wird auch die Steuereinheit des Photobioreaktors. Das Experiment erforscht zudem die psychologischen Auswirkungen auf die Crew im Habitat, wenn das Lebenserhaltungssystem vom Mission Support Center ferngesteuert wird. |
| ALIX | Technik | Radboud Universität, Niederlande Technische Universität Eindhoven, Niederlande | Standortbestimmung am Testgelänge an Hand von Radio-Interferometrie mit einer Genauigkeit im cm-Bereich. Zudem werden Messungen für eine Bodenempfangsstation (das Mission Support Center auf der „Erde“) im km-Bereich getestet. |
| SAMPLE | Robotik | Institut für Softwaretechnologie der TU Graz, Institut für Geodesie, TU Graz | Getestet wird ein Rover, der semi-autonom unbekanntes Gelände überqueren kann. Ferngesteuert sammelt er Gesteinsproben und transportiert diese zum Habitat. |
| RAMSES | Robotik | Universität Klagenfurt Institut für Produktionswissenschaften, TU Graz Joanneum Research, Graz | Getestet wird ein vollständig autonomes, multi-sensor-basiertes Helikoptersystem, das von einer Ladestation auf einem Mars-Rover abheben kann. Der Helikopter führt Luftaufklärung von interessanten Geländepunkten oder autonome Geländekartierungen durch und landet anschließend wieder auf dem Rover, um sich aufzuladen. |
| Hort3Space | Lebenswissenschaften | ENEA (Italienische Nationalagentur für neue Technologien, Energie und nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung):
| Getestet wird ein automatisierter, mehrstöckiger Prototyp zum Anbau von Kräutern. Die Einheit ist ein steriler Zuchtraum, der sich selbst entfaltet. Zudem ist sie mit LED-Leuchten ausgestattet, die die spezifischen Anforderungen von agrarischem Anbau erfüllen. Bewertet wird die Kultivierungsleistung dieser Einheit. |
| HUMANISE | Humanwissenschaften / Robotik | Maneesh Verma Masaryk Universität, Kamenice, Tschechien ISAE | Verglichen werden verschiedene Formen der Fernsteuerung, die eine Interaktion von Gehirn und Computer erfordern, wie „Augmented Reality“ oder Gamepads. In weiterer Folge soll dadurch die Arbeitslast für Analog-Astronaut*innen vermindert werden. Damit sollen plattform-unabhängig und KI-unterstützt Roboter möglichst effizient von Menschen gesteuert werden. |
| PRESSURE | Humanwissenschaften | Universität Cádiz, Labor für Neuropsychologie und Experimentale Psychologie, Spanien | Simuliert wird eine Notfall-Situation, bei der gleichzeitig technische und medizinische Probleme auftreten, sodass einer Stress-Situation für die Crew entsteht: Die Teams am Testgelände und im Mission Support Center müssen während eines Außenbordeinsatzes der Analog-Astronaut*innen eine Rettungsaktion ausführen. |
| GENES4MARS | Humanwissenschaften | Institut für Biomedizin und Pharmazie der Russisch-Armenischen Universität Institut für Molekularbiologie NAS RA Armenien | Überwachung der Leistung und des Gesundheitszustands von Astronaut*innen mit einem automatisierten EKG und Untersuchung der Veränderungen der mit Gesundheitsrisiken verbundenen Genexpressionsmuster in Blut- und Urinproben von Astronauten |
| GEOS-24 | Geowissenschaften | Österreichisches Weltraum Forum, Universität Innsbruck, Österreich | Anwendung der Explorationskaskade und Probennahmestrategie, Geomapping und IR/RAMAN-Spektroskopie |
| AVAWT (unabhängiges Experiment) | Technik | Bazoomq Space Research Laboratory Armenia | Stromerzeugung und Messung der Windgeschwindigkeit mit einer Windturbine. Erprobung einer strukturellen Verbesserung der Turbine zur Steigerung des Wirkungsgrads. |
Experiment Spotlight Videos
Mission architecture
Die Explorations-Kaskade
Im Mittelpunkt der AMADEE-24-Expedition stand das Zusammenspiel der jeweiligen Instrumente und Experimente, die für Mensch-Roboter-Marsmissionen relevant sind. Ausgehend von der Forschungsfrage, wie Biomarker identifiziert werden können, was wiederum traditionell auf der Charakterisierung des (paläo-)geowissenschaftlichen Umfelds basiert, wurden die Experimente so ausgewählt, dass sie einen realistischen Ablauf von Aktivitäten widerspiegeln.
Diese Strategie basiert auf der „Explorationskaskade“, einem Algorithmus, der eine effiziente Einsatzreihenfolge definiert und den Rahmen für folgende Fragen vorgibt: „Welches Instrument muss wo und wann aktiv sein? Zu welchen Datensätzen führt diese Reihenfolge? Welches Wissen wird dadurch generiert? Zu welcher Art von Input für die taktische Flugplanung führt das?“
Wie von Neveu et al. (2018) vorgeschlagen, müssen Messungen zur Entdeckung von Lebensspuren empfindlich, kontaminationsfrei hinsichtlich der Abwesenheit von Störsignalen sowie reproduzierbar sein. Ein oder mehrere Merkmale müssen nachweisbar, erhalten, zuverlässig und mit dem Leben auf der Erde kompatibel sein. Die Experimente werden gemäß einem Flugplan geplant, der die Ressourcen, den Ort und das Timing definiert sowie die Verarbeitungspipeline zwischen der Datenerfassung im Feld, der Datenübertragung und der Integritätsprüfung und der anschließenden Interpretation in nahezu Echtzeit zur Formulierung einer Hypothese berücksichtigt. Dies führt dann zu einem wissenschaftlichen Input in die taktische Flugplanung für die Crew der Analog-Astronaut*innen.
Weitere Informationen / Links:
- Unsere Analog-Astronaut*innen
- Das Mission Support Center
- Analogforschung
- Akademische Arbeit über die Explorations-Kaskade
- ÖWF Publikationen
AMADEE-24 MARS SIMULATION
IN KOOPERATION MIT
WIRD UNTERSTÜTZT VON
Fortis (official timekeeper for AMADEE-24), Thomas Krenn, Land Tirol, Gebrüder Weiß (logistics partner),
EasyMotionSkin (official training provider), Land Oberösterreich, XBionic, AfroCoffee, Backaldrin, Wettercafe
Copyright information:
Header image: OeWF (Florian Voggeneder)
Dieser Artikel ist auch verfügbar auf: Englisch