Robots dalen af in lavatunnels voor maanbases

Robots dalen af in lava — een test voor toekomstige maanbases

Op 2 februari 2026 publiceerde een Europees onderzoeksconsortium resultaten die laten zien dat teams van autonome machines de donkere, steile ingangen van lavatunnels kunnen verkennen en in kaart brengen — een vaardigheid die wordt samengevat in de eenvoudige zin: robots dalen af in lava. Tijdens veldproeven op het vulkanische eiland Lanzarote demonstreerden wetenschappers een gecoördineerd systeem van drie robots die samen skylights in kaart brengen, sensorpakketten afwerpen, een scout-rover met een touw in grotopeningen laten zakken en gedetailleerde 3D-modellen van het interieur maken. Het experiment, beschreven in een artikel in Science Robotics uit 2025 en geleid door partners waaronder het Space Robotics Laboratory van de Universiteit van Malaga en het German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI), positioneert lavatunnels op de maan en Mars als realistische doelen voor toekomstige beschutte habitats.

robots dalen af in lava: missie-architectuur en fasen

Het concept is bewust 'low-tech' in opzet en 'high-tech' in uitvoering: de missie ontvouwt zich in vier autonome fasen waarin verschillende soorten robots samenwerken. Ten eerste werken oppervlaktevoertuigen samen om een overzichtskaart te maken van het terrein rond een skylight of grotopening en veilige ankerpunten te identificeren. Ten tweede wordt een kleine, van sensoren voorziene payload-kubus in de opening geworpen om temperatuur, stof, seismische ruis en lichtinval te registreren — een lichtgewicht methode om uit de eerste hand omgevingsgegevens te verkrijgen zonder direct een zwaar voertuig in te zetten. Ten derde wordt een scout-rover aan een kabel of abseil-installatie naar beneden gelaten om de schacht binnen te gaan, en ten slotte voert het team een uitgebreide verkenning van het binnenste uit om 3D-reconstructies op centimeterniveau van de gangen te genereren.

Elke fase pakt een ander risico aan: verkenning aan het oppervlak minimaliseert het risico voor de hoofdlander; de sensorkubus verkleint de kans dat een wielvoertuig in dodelijke omstandigheden wordt gestuurd; de abseilende scout overbrugt verticale afdalingen en nauwe ingangen; en coöperatieve mapping met meerdere robots bestrijkt grotere afstanden dan een enkele rover zou kunnen. De aanpak steunt op moderne autonomie — simultaneous localisation and mapping (SLAM), collaboratieve routeplanning en fouttolerant gedrag — zodat de systemen kunnen handelen zonder continu toezicht vanaf de aarde wanneer communicatie vertraagd is of wegvalt.

robots dalen af in lava: veldtesten op Lanzarote

Het team valideerde de reeks gedragingen in de lavatunnel-analogen van Lanzarote, een vulkanisch eiland waarvan de grotten veel van de kenmerken benaderen die ingenieurs op de maan verwachten: bros basalt, scherp puin, skylight-ingangen en steile afgronden. Veldcampagnes in 2023 en daaropvolgend laboratoriumwerk toonden aan dat de volledige architectuur van begin tot eind werkt. Robots brachten de randen van ingangen in kaart, plaatsten ankers, zetten sensorkubussen uit en lieten een scout-rover in een skylight zakken. De proef demonstreerde betrouwbare 3D-mapping in omstandigheden met weinig licht en veel stof, en wierp licht op de praktische aspecten van kabelbeheer, het plaatsen van ankers en autonome besluitvorming wanneer sensoren elkaar tegenspreken.

Resultaten die vorig jaar werden gepubliceerd, maakten duidelijk waar het systeem nog verbetering behoeft: communicatie tussen oppervlakte- en ondergrondse knooppunten, langdurige stroomvoorziening voor missies in de tunnels, en verbeterde robuustheid van mechanische abseil-hardware onder invloed van schurend, maanachtig stof. Dit zijn oplosbare technische problemen, maar de veldtesten deden wat ze moesten doen: een laboratoriumplan veranderen in een realistische sequentie die kan worden aangepast voor een robotische voorlopermissie naar de maan of Mars.

Lavatunnels als natuurlijke schuilplaatsen en doelwitten voor hulpbronnen

Lavatunnels zijn verschoven van een geologische curiositeit naar een strategische prioriteit, omdat ze een bestaande, dikke natuurlijke barrière vormen tussen astronauten en de vijandige ruimteomgeving. Op de maan, waar geen atmosfeer is en slechts een versnipperde magnetische afscherming, worden bemanningen aan het oppervlak geconfronteerd met chronische straling van de zon en galactische kosmische straling, evenals een constante regen van micrometeorieten. Een lavatunnel — een tunnel gevormd en overkapt door eerdere basaltstromen — biedt meters tot tientallen meters aan rotsafscherming, waardoor de blootstelling aan straling drastisch wordt verminderd en de noodzaak om grote hoeveelheden afschermingsmateriaal vanaf de aarde mee te slepen, vervalt.

Geologische context in Britannica-stijl helpt verklaren waarom deze tunnels bestaan: grote mare-basalten barstten uit als lava met een lage viscositeit die over lange afstanden kon stromen en overkapte kanalen kon vormen. Dezelfde stromen die de maria op de maan vormden, zijn de processen die de lange ondergrondse holtes kunnen creëren die ingenieurs nu willen benutten. Binnenin zijn de temperaturen stabieler dan op het zonovergoten oppervlak en de laag regoliet vermindert het risico van micrometeorietinslagen en thermische cycli die apparatuur en ruimtepakken beschadigen.

Naast beschutting zijn lavatunnels veelbelovend voor hulpbronnen. Ze kunnen vluchtige stoffen verzamelen en behouden — inclusief waterijs in permanent beschaduwde delen of op grote diepte — en hun binnenvloeren zouden geconsolideerd materiaal kunnen bieden dat geschikt is voor het bouwen van habitats of het monteren van apparatuur. Voor Mars beloven lavatunnels ook bescherming tegen de ijle atmosfeer van de planeet, frequente stofstormen en hogere stralingsdoses aan het oppervlak.

Technische hindernissen en de ondersteunende technologieën

Het laten afdalen van robots in lava en ze daar betrouwbaar laten functioneren, brengt meerdere complexe technische uitdagingen met zich mee. Skylights zijn vaak verticaal, nauw en bezaaid met rotsblokken; er is geen GPS in een grot; communicatie is onregelmatig of wordt geblokkeerd door gesteente; stof is schurend en elektrostatisch klevend; en thermische schommelingen vereisen robuuste elektronica. De veldtest legde al deze beperkingen bloot en stuurde de keuze voor ondersteunende technologieën die nu volwassen worden voor planetair gebruik.

Belangrijke ondersteunende systemen zijn onder meer hoogwaardige SLAM die lidar, stereovisie en inertiële data combineert; lichtgewicht, stralingsbestendige sensorkubussen voor eerste wetenschappelijke verkenningen; bekabelde stroom- en communicatiesystemen die glasvezelverbindingen combineren met mechanische sterkte; en abseilmechanismen met automatische ankerinspectie en redundante lieren. Samenwerkingssoftware die een oppervlakte-rover in staat stelt conservatieve 'go/no-go'-beslissingen te nemen op basis van de metingen van een sensorkubus, kan veel fouten voorkomen. Bovendien verlengen stralingsgeharde processoren en stofbestendige actuatoren de levensduur van de missie, terwijl modulaire hardware het mogelijk maakt om een beschadigde eenheid te omzeilen of te vervangen door een andere robotische partner.

Hoe lavatunnels levensondersteuning, energievoorziening en langetermijnoperaties kunnen ondersteunen

Indien zorgvuldig in kaart gebracht, gekarakteriseerd en gekozen, zou een lavatunnel een door mensen beheerde habitat of een logistiek knooppunt kunnen huisvesten. De ondergrondse holte biedt afscherming die de vereisten voor de lanceermassa van habitatwanden vermindert, en de thermische stabiliteit ontlast de thermische controlesystemen. Energie zou kunnen worden geleverd door zonnepanelen op het oppervlak met kabels die via de skylight de tunnel in worden geleid, of door kleine kernreactoren of radio-isotoopgeneratoren op stabiele locaties; beide benaderingen worden bestudeerd in de context van Artemis en andere maanarchitecturen. Water of gebonden vluchtige stoffen die door robotverkenners worden gevonden, zouden gesloten levensondersteunende systemen kunnen voeden, waterstof en zuurstof kunnen leveren voor brandstof, of worden geëlektrolyseerd voor ademhalingszuurstof en raketbrandstof.

Operationeel gezien zouden in kaart gebrachte tunnels buitenposten in staat stellen om zijdelings uit te breiden, met werkplaatsen, kassen en opslagruimtes met minimale extra afscherming. Robots zijn essentieel voor die eerste fase: ze kunnen een sectie van de tunnel verkennen, bemonsteren en certificeren voordat er bemanning arriveert, infrastructuur aanleggen zoals ankers, knooppunten en stroompunten, en zelfs voorraden vooraf positioneren. Kortom, robotische voorlopers verminderen het risico en maken een veel ambitieuzer menselijk gebruik van een natuurlijk beschermde ruimte mogelijk dan een benadering die zich alleen tot het oppervlak beperkt.

Het artikel in Science Robotics uit 2025 en de door de Universiteit van Malaga geleide experimenten op Lanzarote maken duidelijk dat planetaire lavatunnels niet langer een speculatief habitat-idee zijn, maar een tastbaar doel voor nabije robotica. De volgende stappen zijn het robuust maken van de systemen voor het vacuüm en de straling op de maan, het kwalificeren van kabel- en ankerhardware voor ruimtevluchten, en het integreren van de mapping-resultaten met orbitale verkenning om de beste doelen te kiezen. Als die stappen volgens schema verlopen, zou gecoördineerde robotische verkenning van skylights een routineonderdeel kunnen worden van het volgende decennium van maanverkenning — een praktische wegbereider voor beschutte menselijke bases.

Bronnen

• Science Robotics (onderzoeksartikel: "Cooperative robotic exploration of a planetary skylight surface and lava cave")
• Universiteit van Malaga — Space Robotics Laboratory (materiaal van de veldcampagne en persbericht)
• German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI) — bijdragen van het robotica-consortium