Hoffnung nach Jahrzehnt: Rettungsplan für ersten laufenden All-Roboter

Rund ein Jahrzehnt arbeitete die NASA an einem vierbeinigen Roboter, der einen eisigen Mond erkunden sollte. Doch: Die Mission wurde gestrichen. Nun aber keimt wieder Hoffnung - und mit ihr die Chance auf ein einzigartiges Raumfahrzeug.

John Woll, 03.06.2025 16:15 Uhr

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WinFuture / KI-generiert

Es läuft nicht so richtig mit dem vierbeinigen Pionier

Die erste ausgearbeitete Version des sogenannten Europa Landers wurde 2016 von der NASA vorgestellt, obwohl die konzeptionellen Ursprünge bis ins Jahr 2005 zurückreichen. Das damalige Konzept umfasste ein stationäres Landegerät mit vier ausfahrbaren Beinen, das stabil auf dem vereisten Untergrund von Europa stehen sollte. Statt zu fahren oder zu gehen, beschränkte sich diese Idee auf das Arbeiten mit einem Roboterarm direkt am Landeplatz. Der Arm konnte Proben aus bis zu zehn Zentimetern Tiefe entnehmen, um mögliche Biosignaturen zu analysieren. Ein Mini-Labor an Bord sollte diese dann mit mehreren Spektrometern und einem Mikroskop untersuchen.

Doch die Mission kam nie über das Papier hinaus. Grund war vor allem die große Sorge um die extreme Strahlenbelastung auf Europa, verbunden mit den technischen Risiken einer Landung auf unklar beschaffenem Terrain. Stattdessen verlagerte sich der Fokus der NASA auf die 2024 gestartete Europa Clipper-Mission, die den Mond in Dutzenden Vorbeiflügen kartieren soll - ohne zu landen. "Europa Lander" gilt seitdem als mögliche Nachfolgemission.

Und so gab auch das Team hinter dem Lander nicht auf. Über Jahre hinweg entwickelten sie die Technik weiter - und präsentierten nun, in einer aktuellen Veröffentlichung in Science Robotics, ein völlig überarbeitetes System. Der neue Prototyp basiert auf einem vierbeinigen Roboter, der sich eigenständig über Eisflächen bewegen kann. Bei Tests auf dem Matanuska-Gletscher in Alaska demonstrierte er nicht nur sichere Fortbewegung auf schwierigem Untergrund, sondern auch autonome Probenentnahme und Analyse.

Bislang hat keine Raumsonde unter einem derart hohen Maß an notwendiger Autonomie sowie vergleichbaren Kommunikationsbeschränkungen, Umweltunsicherheiten und missionsspezifischer Komplexität operiert.
Caleb Wagner vom Jet Propulsion Laboratory

Im Zentrum der Entwicklung steht eine neuartige Steuerungssoftware, die mithilfe eines hierarchischen Modells eigenständig Entscheidungen trifft - etwa zur Auswahl von Probenentnahmepunkten, zur Analyse vor Ort oder zur Priorisierung gesammelter Daten. Auch Energieverteilung, Speicherverwaltung und der Umgang mit unerwarteten Situationen erfolgen ohne Eingriff von außen. Die Systeme wurden in Kombination mit echter Hardware getestet - und zeigen, dass selbst unter realistischen Bedingungen hochkomplexe Autonomie möglich ist.

Europa Lander: Konzepte und Tests der NASA

Neue Hoffnung

Das Ziel bleibt - trotz aller Rückschläge - der Jupitermond Europa. Er gilt als einer der vielversprechendsten Orte im Sonnensystem für die Suche nach außerirdischem Leben: Unter seiner mehrere Kilometer dicken Eiskruste vermuten Forschende einen globalen Ozean, in dem hydrothermale Quellen chemische Energie liefern könnten - ähnlich wie in den Tiefseegräben der Erde.

Die neue Veröffentlichung zeigt, dass die Technik nun bereit wäre, eine solche Mission zu tragen. Sollte sie realisiert werden, wäre es zugleich das erste Mal, dass ein vierbeiniger, aktiv laufender Lander auf einem anderen Himmelskörper eingesetzt wird.

Mögliche Vorteile vierbeiniger Roboter im All

Überlegene Mobilität: Bewältigung von steilen Hängen, unebenen Flächen und Hindernissen; Zugang zu Höhlen und Kratern
Anpassungsfähigkeit: Wechsel zwischen Gehen, Springen und Klettern; effektive Fortbewegung auf verschiedenen Bodentypen
Effizienz in niedriger Schwerkraft: energiesparende Sprungbewegungen; bessere Gewichtsverteilung verhindert Einsinken
Erhöhte Ausfallsicherheit: Fähigkeit, nach Stürzen das Gleichgewicht wiederzufinden; geringeres Risiko des Festfahrens

Und nicht nur das: In der Planetary Science Decadal Survey 2023-2032 wurde auch eine eigenständige Enceladus-Mission als wichtiges zukünftiges Vorhaben genannt. Einige Stimmen im Entwicklerteam hoffen daher, dass der geländegängige Roboter auch dort eines Tages zum Einsatz kommen könnte - als Plan B auf anderem Eis.

Gibt es Leben auf Europa?

Wissenschaftler halten es für möglich, dass unter der dicken Eisschicht des Jupitermondes Europa ein lebensfreundlicher Ozean existiert. Dieser mondumspannende Salzwasserozean könnte dank hydrothermaler Quellen (ähnlich wie auf der Erde) die notwendigen Nährstoffe für Leben bereitstellen.

Laut einigen Astrobiologen könnten hier nicht nur Mikroorganismen, sondern möglicherweise sogar komplexere Lebensformen existieren. Die NASA und ESA planen zukünftige Missionen, um diese Frage genauer zu untersuchen, wobei Sonden wie der "Europa Clipper" den Mond auf seine Bewohnbarkeit prüfen sollen.

Wie sieht Europas Oberfläche aus?

Die Oberfläche des Jupitermondes Europa besteht hauptsächlich aus Wassereis und ist von einem auffälligen System aus dunklen, kreuzweise verlaufenden Linien überzogen, die bis zu 1600 km lang und 20 km breit sein können. Diese Linien sind vermutlich Risse in der Eiskruste, die durch geysirähnliche Vorgänge mit dunklerem Material ausgefüllt wurden.

Auffällig ist auch das fast vollständige Fehlen von Einschlagkratern - nur etwa 30 Krater mit einem Durchmesser von mehr als 5 km wurden gefunden. Dies deutet auf eine geologisch sehr junge, aktive Oberfläche hin, die durch die Gezeitenkräfte Jupiters und den darunter liegenden Ozean stetig erneuert wird.

Wie groß ist der Mond Europa?

Europa hat einen mittleren Durchmesser von etwa 3122 Kilometer, was ihn etwas kleiner als unseren Erdmond macht. Mit dieser Größe ist Europa der sechstgrößte Mond in unserem Sonnensystem und der kleinste der vier großen Galileischen Monde des Jupiter.

Trotz seiner verhältnismäßig geringen Größe ist Europas Masse größer als die aller kleineren Monde des Sonnensystems zusammengenommen. Seine Oberfläche umfasst etwa 30,6 Millionen Quadratkilometer, was ungefähr der Größe des Kontinents Afrika entspricht.

Wie kalt ist es auf Europa?

Auf der Oberfläche des Jupitermondes Europa herrschen extreme Temperaturen. Am Äquator erreicht die Temperatur maximal etwa -130 °C (140 Kelvin), während es an den Polen mit etwa -220 °C (50 Kelvin) noch deutlich kälter ist.

Im Gegensatz zur eisigen Oberfläche wird vermutet, dass der unter der Eiskruste liegende Ozean dank der Gezeitenkräfte Jupiters und möglicher hydrothermaler Quellen deutlich wärmer ist. Diese Wärme könnte ausreichen, um den riesigen Salzwasserozean unter der etwa 15 Kilometer dicken Eisschicht dauerhaft flüssig zu halten.

Wer hat Europa entdeckt?

Der Jupitermond Europa wurde im Jahr 1610 von Galileo Galilei entdeckt, zusammen mit den drei anderen großen Monden Io, Ganymed und Callisto. Diese vier Monde werden ihm zu Ehren als "Galileische Monde" bezeichnet und waren die ersten entdeckten Monde eines anderen Planeten.

Obwohl der Name Europa bereits kurz nach seiner Entdeckung von Simon Marius vorgeschlagen wurde, setzte er sich lange Zeit nicht durch. Stattdessen wurde der Mond als "Jupiter II" bezeichnet, bis sich Mitte des 20. Jahrhunderts der Name Europa, nach einer Geliebten des Zeus (Jupiter) aus der griechischen Mythologie, endgültig durchsetzte.

Wie umkreist Europa den Jupiter?

Europa umkreist den Jupiter in einem mittleren Abstand von etwa 671.100 Kilometern (entsprechend etwa 9 Jupiterradien) und benötigt dafür 3 Tage, 13 Stunden und 14 Minuten. Seine Umlaufbahn ist mit einer Exzentrizität von nur 0,009 fast kreisförmig.

Interessanterweise steht Europas Umlaufzeit in einem besonderen Verhältnis zu den Umlaufzeiten von Io und Ganymed. Während zwei Umläufen von Europa umkreist Io genau viermal den Jupiter, während Ganymed in dieser Zeit genau einmal den Jupiter umrundet. Diese als Bahnresonanz bezeichnete Konstellation verstärkt die Gezeitenkräfte und trägt zur Erwärmung des Mondinneren bei.

Welche Missionen erforschen Europa?

Aktuell ist die NASA-Mission "Europa Clipper" die wichtigste geplante Mission zum Jupitermond Europa. Die Sonde soll im Oktober 2024 starten und den Mond ab April 2030 während 49 naher Vorbeiflüge bis auf 25 Kilometer Abstand erforschen, um seine Bewohnbarkeit zu untersuchen.

Parallel dazu hat die europäische Weltraumorganisation ESA im April 2023 die JUICE-Mission (Jupiter Icy Moons Explorer) gestartet, die ab 2031 das gesamte Jupitersystem inklusive seiner Eismonde untersuchen wird. Für die fernere Zukunft sind auch Missionen angedacht, die mit speziellen Tauchrobotern die Eiskruste durchdringen könnten, um den verborgenen Ozean direkt zu erforschen.

Könnte man auf Europa landen?

Eine Landung auf Europa gilt als äußerst herausfordernd. Laborstudien deuten darauf hin, dass die Oberfläche möglicherweise so porös ist, dass selbst kleine Raumfahrzeuge einbrechen könnten. Zudem ist der Mond einer intensiven Strahlung durch Jupiters Magnetfeld ausgesetzt.

Für zukünftige Missionen werden daher spezielle Konzepte entwickelt, darunter Tauchroboter, die sich durch die Eisschicht schmelzen könnten. Die extreme Kälte von bis zu -220 °C und die ungewisse Beschaffenheit der Eisoberfläche stellen weitere Herausforderungen dar. Dennoch halten Wissenschaftler eine Erkundung des Untereisozeans für eines der vielversprechendsten Ziele in der Suche nach außerirdischem Leben.

Zusammenfassung

Weiterentwicklung des gestrichenen NASA-Europa-Landers als laufender Roboter
Ursprüngliches Konzept von 2016 sah stationäres Gerät mit Roboterarm vor
Neuer Prototyp kann selbstständig auf Eisflächen navigieren und Proben nehmen
Hochkomplexe autonome Steuerung für unbekanntes Terrain entwickelt
Jupitermond Europa gilt als vielversprechender Ort für außerirdisches Leben
Möglicher Einsatz auch auf Saturnmond Enceladus als Alternative diskutiert
Wäre bei Realisierung der erste aktiv laufende Roboter auf fremdem Himmelskörper

Siehe auch:

Thema:

NASA

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