Die Robotik ist schon seit langem ein vertrautes Forschungsfeld der Wissenschaft, jedoch stehen noch viele Durchbrüche der Technologie in diesem Feld aus. Beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird Robotik für eine Vielzahl von Anwendungen erforscht.

Nachdem wir in Raumzeit #014 schon einmal auf die Anwendungsfelder in der Raumfahrt geschaut haben, wollen wir in der aktuellen Ausgabe die Robotik als Gesamtforschungsfeld betrachten - mit einem Schwerpunkt auf humanoide Roboter.

Der Mars ist derzeit das begehrteste Objekt der Raumfahrt und der Planetenforschung. Zahlreiche Missionen haben das Wissen um den Roten Planeten in den letzten Jahren erheblich erweitert.

Heute weiß man, dass der Himmelskörper nicht nur Wasser in Form von Eis vorrätig hat, sondern auch vor nur wenigen hunderttausend Jahren und vielleicht sogar noch heute von geringen Mengen flüssigen Wassers geformt wurde. So kann die Wissenschaft mit der Erkundung des Mars viele Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems und auch der Erde zusammentragen.

Nachdem wir in der letzten Raumzeit die Herausforderungen eines Fluges zur Venus besprochen haben, rücken wir in dieser Ausgabe den Planeten selbst in den Mittelpunkt: die Venus. Der „höllische Nachbar der Erde“, mit seiner tödlichen Atmosphäre und umgedrehter Rotationsrichtung, gibt der Wissenschaft noch viele Rätsel auf.

Obwohl die Venus außerhalb der habitablen Zone liegt, mag der Planet einmal die Voraussetzungen für Leben geboten haben. Aus diesem Grund ist die Venus für die Forschung auch besonders interessant: können Rückschlüsse auf eventuelle Folgen einer Erderwärmung gezogen werden?

Dem  Planeten fehlen verschiedene Schutzmechanismen und Voraussetzungen, die auf der Erde Leben ermöglichen. Die Oberflächentemperatur von ungefähr 500 Grad Celsius und ein atmosphärischer Druck von 92 bar machen es schwierig, sich dem Planeten zu nähern. Bisher hat noch kein Landesystem mehr als ein paar Minuten auf der Vesus-Oberfläche überlebt.

Eine gute Ausbildung spielt in der Raumfahrt eine große Rolle - und so engagieren sich DLR und ESA auch darin, Studenten noch während des Studiums eine Vielzahl von Einstiegsmöglichkeiten zu geben. Das DLR bietet dabei Studententeams sogar die Möglichkeit, eigene Experimente in der Schwerelosigkeit  zu planen, entwickeln und durchzuführen.

Die Programme REXUS und BEXUS (Raketen- und Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) sind umfangreiche Kampagnen, in deren Rahmen Teams über einen Zeitraum von rund einem Jahr eigene wissenschaftliche und technische Experimente auf Höhenforschungsrakete und -Ballonen unter speziellen Atmosphärenbedingungen durchführen. Die Missionskampagnen bzw. -starts finden im Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Schweden statt.

Das DLR begleitet und unterstützt die deutschen Teilnehmer während der gesamten Projektzeit, sodass hier auch über das eigene Experiment hinaus umfangreiche Kenntnisse - beispielsweise in Bezug auf die Zusammenarbeit mit einer Raumfahrtagentur wie dem DLR - gewonnen werden können.

Der Merkur stellt die Wissenschaft noch vor große Rätsel. Trotzdem haben die Mariner- und MESSENGER-Missionen für einen grundlegenden Erkenntnisgewinn gesorgt. Die in der letzten Raumzeit-Folge besprochene Mission BepiColombo soll in naher Zukunft die Grundlage für weitere Forschungserfolge schaffen.

Anhand der Ergebnisse der bisherigen Missionen zeichnet sich bereits ein Bild ab, doch existieren verschiedene Theorien zu seiner Entstehung: Der Merkur - unserem Erdmond in Erscheinung und Gestalt recht ähnlich - ist vor allem von seiner großen Nähe zur Sonne geprägt. Dazu weist er eine Reihe von sonderbaren Eigenschaften auf, die die Planetenforschung umtreiben: ein merkwürdiges Magnetfeld, rätselhafte 'Löcher' auf der Oberfläche und einen ungewöhnlich großen Eisenkern.

Manche Planeten haben viele, manche haben keine, die Erde hat nur einen: einen Mond. Der Erdmond ist der nächste Himmelskörper und der einzige, der bisher von Menschen erreicht wurde. Der Mond ist Forschungsobjekt und Traumgestalt in einem und hat die Menschheit seit jeher fasziniert.

Nach der explosiven Frühphase der Raumfahrt, die durch den Wettlauf zum Mond und letztlich den ersten erfolgreichen Besuch eines Menschen auf seiner Oberfläche gekennzeichnet war, ging das Interesse am Mond zunächst stark zurück. Erst in den letzten Jahren gibt es ein Wiederaufflammen des Interesses, geprägt vom bahnbrechenden Nachweis von Wasser auf dem Mond und der potentiellen Nützlichkeit des Trabanten für künftige Missionen in unser Solarsystem.

In den letzten zehn Jahren hat sich das Verständnis des Universums grundlegend gewandelt. Durch zahlreiche wissenschaftliche Entdeckungen und Erkenntnisse wurden die bisherigen Annahmen auf den Kopf gestellt. Um die Fragen nach dem Wesen von Dunkler Materie und Dunkler Energie zu beantworten müssen neue Wege gegangen werden. Dabei spielt das auf der Internationalen Raumstation installierte Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS) eine Schlüsselrolle.

Das vom DLR geförderte und von zahlreichen Wissenschaftlern in kurzer Zeit entwickelte neuartige Messsystem beobachtet und analysiert rund um die Uhr eintreffende kosmische Strahlung und sucht dabei nach Atomen und Elementarteilchen, die weiteren Aufschluss über die genaueren Umstände des Urknalls und der generellen Beschaffenheit des Universums geben sollen.

Die Doppelmission TerraSAR-X und TanDEM-X besticht durch ihre ungewöhnliche Konstellation und technische Innovation in der Satellitensteuerung. Zunächst als einfache Radarmission unter dem Namen TerraSAR-X geplant, wurde dem einzelnen Satelliten bald ein nahezu gleicher Zwilling nebenangestellt.

TanDEM-X ergänzt das erste Raumfahrzeug mit identischer Messtechnik, aber anders gelagerter Steuerung. Seit Oktober 2010 fliegen die beiden Systeme in helixförmiger Flugbahn um die Erde und kombinieren ihre Messergebnisse. Dadurch wird eine bislang nicht gekannte Genauigkeit in der Höhenmessung erzielt, die die Erdbeobachtung auf eine neue Basis stellt.

Das Deutsche Raumfahrt-Kontrollzentrum (GSOC) mit seinem Hauptsitz in Oberpfaffenhofen ist für die Steuerung von Raumfahrzeugen aller Art zuständig und begleitet unter anderem die Columbus-Mission an Bord der ISS sowie zahlreiche Erdbeobachtungssatelliten und andere Missionen.

Das GSOC betreibt außerdem die Bodenstation des DLR in Weilheim und ist für die Steuerung der Lander-Mission der Rosetta-Raumsonde zuständig.