Roboter erkunden Lavaröhren für Mondbasen

Roboter steigen in Lava ab – ein Test für zukünftige Mondbasen

Am 2. Februar 2026 veröffentlichte ein europäisches Forschungskonsortium Ergebnisse, die zeigen, dass Teams autonomer Maschinen die dunklen, steilen Eingänge zu Lavaröhren erkunden und kartieren können – eine Fähigkeit, die in dem einfachen Satz „Roboter steigen in Lava ab“ zusammengefasst wird. In Feldversuchen auf der Vulkaninsel Lanzarote demonstrierten Wissenschaftler ein koordiniertes System aus drei Robotern, die gemeinsam Skylights (Einsturzstellen) kartieren, Sensorpakete abwerfen, einen Erkundungsrover an einem Seil in Höhlenöffnungen herablassen und dichte 3D-Modelle des Inneren erstellen. Das Experiment, das in einem Artikel in Science Robotics aus dem Jahr 2025 beschrieben wurde und von Partnern wie dem Space Robotics Laboratory der Universität Málaga und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) geleitet wurde, definiert Lavaröhren auf dem Mond und dem Mars als realistische Ziele für zukünftige geschützte Habitate.

Roboter steigen in Lava ab: Missionsarchitektur und Phasen

Das Konzept ist im Entwurf bewusst einfach gehalten („low-tech“), in der Ausführung jedoch technologisch hochentwickelt („high-tech“): Die Mission entfaltet sich in vier autonomen Phasen, die heterogene Roboter miteinander verketten. Erstens kooperieren Oberflächenfahrzeuge, um eine Vermessungskarte des Geländes um ein Skylight oder einen Höhleneingang zu erstellen und sichere Ankerpunkte zu identifizieren. Zweitens wird ein kleiner, mit Sensoren bestückter Nutzlastwürfel in die Öffnung abgeworfen, um Temperatur, Staub, seismisches Rauschen und Lichtverhältnisse aufzuzeichnen – eine leichtgewichtige Methode, um Umweltdaten aus erster Hand zu gewinnen, ohne ein schweres Fahrzeug zu riskieren. Drittens wird ein Erkundungsrover an einem Sicherungsseil oder einer Abseilvorrichtung in den Schacht hinabgelassen, und zuletzt führt das Team eine erweiterte Erkundung des Innenraums durch, um zentimetergenaue 3D-Rekonstruktionen der Gänge zu erstellen.

Jede Phase begegnet einer anderen Gefahr: Die Erkundung der Oberfläche minimiert das Risiko für den Hauptlander; der Sensorwürfel verringert die Wahrscheinlichkeit, ein Radfahrzeug in gefährliche Bedingungen zu schicken; der abseilende Scout überwindet vertikale Abstürze und enge Eingänge; und die kooperative Kartierung durch mehrere Roboter deckt größere Entfernungen ab, als es ein einzelner Rover könnte. Der Ansatz stützt sich auf moderne Autonomie – simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM), kollaborative Pfadplanung und fehlertolerantes Verhalten –, sodass die Systeme bei verzögerter oder unterbrochener Kommunikation ohne kontinuierliche Überwachung von der Erde aus agieren können.

Roboter steigen in Lava ab: Feldtests auf Lanzarote

Das Team validierte die Verhaltenskette in den Lavaröhren-Analoga auf Lanzarote, einer Vulkaninsel, deren Höhlen viele Merkmale aufweisen, die Ingenieure auf dem Mond erwarten: spröder Basalt, scharfkantiges Geröll, Skylight-Eingänge und steile Abhänge. Feldkampagnen im Jahr 2023 und anschließende Laborarbeiten zeigten, dass die Gesamtarchitektur durchgängig funktioniert. Roboter kartierten die Ränder der Eingänge, setzten Anker, setzten Sensorwürfel ein und ließen einen Erkundungsrover in ein Skylight hinab. Der Versuch demonstrierte eine zuverlässige 3D-Kartierung bei schlechten Lichtverhältnissen und hoher Staubbelastung und verdeutlichte die praktischen Aspekte des Seilmanagements, der Ankerplatzierung und der autonomen Entscheidungsfindung bei widersprüchlichen Sensordaten.

Im vergangenen Jahr veröffentlichte Ergebnisse berichteten darüber, wo das System noch verbessert werden muss: Kommunikation zwischen Oberflächen- und Untergrundknoten, Langzeitstromversorgung für Missionen im Inneren und verbesserte Robustheit der mechanischen Abseilvorrichtungen unter abrasivem, mondähnlichem Staub. Dies sind lösbare technische Probleme, aber die Feldtests erfüllten ihren Zweck: Sie verwandelten einen Laborplan in eine realistische Sequenz, die für eine robotische Vorläufermission zum Mond oder Mars adaptiert werden könnte.

Lavaröhren als natürliche Zufluchtsorte und Ressourcenziele

Lavaröhren haben sich von einer geologischen Kuriosität zu einer strategischen Priorität entwickelt, da sie eine vorhandene, dicke natürliche Barriere zwischen Astronauten und der lebensfeindlichen Weltraumumgebung bieten. Auf dem Mond, wo es keine Atmosphäre und nur eine lückenhafte magnetische Abschirmung gibt, sind Oberflächenbesatzungen chronischer Strahlung von der Sonne und galaktischer kosmischer Strahlung sowie einem stetigen Regen von Mikrometeoriten ausgesetzt. Eine Lavaröhre – ein Tunnel, der durch vergangene basaltische Ströme geformt und überdacht wurde – bietet Meter bis Zehnermeter an Gesteinsabschirmung, was die Strahlenbelastung drastisch reduziert und die Notwendigkeit erübrigt, große Mengen an Abschirmmasse von der Erde mitzuführen.

Der geologische Kontext im Stile der Britannica hilft zu erklären, warum diese Tunnel existieren: Große Mare-Basalte brachen als niedrigviskose Laven aus, die weite Strecken fließen und überdachte Kanäle bilden konnten. Dieselben Lavaströme, die die lunaren Maria bildeten, sind die Prozesse, die jene langen unterirdischen Hohlräume schaffen können, die Ingenieure nun nutzen wollen. Im Inneren sind die Temperaturen stabiler als auf der sonnenverbrannten Oberfläche, und die Regolith-Schicht verringert das Risiko durch Mikrometeoriteneinschläge und thermische Zyklen, die Ausrüstung und Anzüge beschädigen.

Neben dem Schutz sind Lavaröhren vielversprechend für Ressourcen. Sie könnten flüchtige Stoffe sammeln und bewahren – einschließlich Wassereis in dauerhaft beschatteten Abschnitten oder in der Tiefe – und ihre Innenböden könnten gefestigtes Material bieten, das sich für den Bau von Habitaten oder die Montage von Ausrüstung eignet. Für den Mars versprechen Lavaröhren zudem Schutz vor der dünnen Atmosphäre des Planeten, häufigen Staubstürmen und höheren Strahlendosen an der Oberfläche.

Technische Hürden und die Wegbereiter-Technologien

Roboter dazu zu bringen, in Lava abzusteigen und im Inneren zuverlässig zu arbeiten, stellt mehrere harte technische Herausforderungen dar. Skylights sind oft vertikal, eng und mit Felsbrocken übersät; in einer Höhle gibt es kein GPS; die Kommunikation ist unterbrochen oder wird durch Gestein blockiert; Staub ist abrasiv und elektrostatisch haftend; und Temperaturschwankungen erfordern robuste Elektronik. Der Feldversuch legte all diese Einschränkungen offen und leitete die Auswahl der Wegbereiter-Technologien, die nun für den planetaren Einsatz reifen.

Zu den wichtigsten Systemen gehören hochleistungsfähiges SLAM, das Lidar-, Stereosehen- und Inertialdaten kombiniert; leichtgewichtige, strahlentolerante Sensorwürfel für erste wissenschaftliche Untersuchungen; kabelgebundene Strom- und Kommunikationssysteme, die Glasfaser-Datenverbindungen mit mechanischer Festigkeit kombinieren; sowie Abseilmechanismen mit automatischer Ankerinspektion und redundanten Winden. Eine Kooperationssoftware, die es einem Oberflächenrover ermöglicht, basierend auf den Messwerten eines Sensorwürfels vorsichtige Go/No-Go-Entscheidungen zu treffen, kann viele Fehlermodi verhindern. Darüber hinaus verlängern strahlungsgehärtete Prozessoren und staubtolerante Aktuatoren die Missionsdauer, während modulare Hardware es ermöglicht, eine beschädigte Einheit zu umgehen oder durch einen anderen robotischen Partner zu ersetzen.

Wie Lavaröhren Lebenserhaltung, Energieversorgung und Langzeitbetrieb unterstützen könnten

Wenn sie kartiert, charakterisiert und sorgfältig ausgewählt werden, könnte eine Lavaröhre ein von Menschen betreutes Habitat oder einen Logistikknotenpunkt beherbergen. Der unterirdische Hohlraum bietet eine Abschirmung, die die Anforderungen an die Startmasse für Habitatwände reduziert, und seine thermische Stabilität entlastet die Temperaturkontrollsysteme. Strom könnte durch Solaranlagen auf der Oberfläche geliefert werden, deren Kabel durch das Skylight in die Röhre geführt werden, oder durch kleine Kernreaktoren oder Radionuklidbatterien, die an stabilen Standorten platziert werden; beide Ansätze werden im Kontext von Artemis und anderen Mondarchitekturen untersucht. Wasser oder gebundene flüchtige Stoffe, die von robotischen Scouts gefunden werden, könnten geschlossene Lebenserhaltungssysteme speisen, Wasserstoff und Sauerstoff für Treibstoff liefern oder für Atemsauerstoff und Raketentreibstoff elektrolysiert werden.

Operationell gesehen würden kartierte Röhren es Außenposten ermöglichen, seitlich zu expandieren und Werkstätten, Gewächshäuser und Lagerräume mit minimaler zusätzlicher Abschirmung unterzubringen. Roboter sind für diese erste Phase unerlässlich: Sie können einen Abschnitt der Röhre erkunden, Proben entnehmen und zertifizieren, bevor eine Besatzung eintrifft, Infrastruktur wie Anker, Knotenpunkte und Energieknoten errichten und sogar Vorräte vorausschicken. Kurz gesagt: Robotische Vorläufer reduzieren das Risiko und ermöglichen eine weit ehrgeizigere menschliche Nutzung eines natürlich geschützten Raums als ein rein oberflächenbasierter Ansatz.

Das Science Robotics-Papier von 2025 und die von der Universität Málaga geleiteten Experimente auf Lanzarote machen deutlich, dass planetare Lavaröhren keine spekulative Habitat-Idee mehr sind, sondern ein greifbares Ziel für die kurzfristige Robotik. Die nächsten Schritte bestehen darin, die Systeme für das Mondvakuum und die Strahlung zu härten, Seil- und Ankerhardware für den Flug zu qualifizieren und die Kartierungsergebnisse mit orbitaler Aufklärung zu integrieren, um die besten Ziele auszuwählen. Wenn diese Schritte planmäßig verlaufen, könnte die koordinierte robotische Erkundung von Skylights ein routinemäßiger Bestandteil des nächsten Jahrzehnts der Monderkundung sein – ein praktischer Vorläufer für geschützte menschliche Basen.

Quellen

• Science Robotics (Forschungsbericht: „Cooperative robotic exploration of a planetary skylight surface and lava cave“)
• Universität Málaga — Space Robotics Laboratory (Materialien zur Feldkampagne und Pressemitteilung)
• Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) — Beiträge des Robotik-Konsortiums