Raumfahrt

KI-Roboter soll auf dem Mars Sauerstoff produzieren

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Pascal Kiss
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Ralf Kölbel
Ralf Kölbel, Online-Redakteur bei SWR Wissen aktuell sowie Redakteur bei Redakteur bei SWR Kultur DAS Wissen.

Ein chinesisches Forschungsteam hat einen Roboter entwickelt, der in Zukunft auf dem Mars mit künstlicher Intelligenz nach dem effektivsten Weg suchen könnte, dort Sauerstoff zu produzieren.

Bis 2040 plant die NASA ihre erste Mars-Mission, Elon Musk möchte mit SpaceX sogar noch früher zum roten Nachbarplaneten reisen. Eine große Herausforderung ist die Sauerstoffversorgung – zum Überleben, aber auch als Treibstoff für die Rückkehr.

Die NASA konnte in ersten Tests schon kleine Sauerstoffmengen aus der Mars-Atmosphäre herstellen. Jetzt hat ein chinesisches Forschungsteam einen Roboter entwickelt, der in Zukunft mit künstlicher Intelligenz nach dem effektivsten Weg suchen könnte, auf dem Mars Sauerstoff zu produzieren.

Hier testet der chinesische Roboter mit Hilfe künstlicher Inteligenz, welche Katlysatoren am besten für die Produktion von Sauerstoff auf dem Mars geeignet sein könnten.
Hier testet der chinesische Roboter mit Hilfe künstlicher Inteligenz, welche Katlysatoren am besten für die Produktion von Sauerstoff auf dem Mars geeignet sein könnten.

Künstliche Intelligenz hilft bei Suche nach Verfahren zur Erzeugung von Sauerstoff

Die Bedingungen auf dem Mars sind alles andere als optimal: Viel Kohlendioxid, nur schwer zugängliches Wasser, Sonnenergie und viel Gestein. Aus menschlicher Perspektive fehlt vor allem Sauerstoff. Wie lässt sich also Sauerstoff auf dem roten Planeten möglichst effizient herstellen? Mit künstlicher Intelligenz, sagt eine chinesische Forschungsgruppe.

Sie hat einen Roboter entwickelt, der auf dem Mars wie ein Chemiker arbeitet. Der Roboter soll später auf dem Mars in einem kleinen Labor völlig automatisch nach dem perfekten Weg suchen, um Sauerstoff herzustellen. Die wichtigste Hauptzutat ist dabei Wasser: Mittlerweile gibt es immer mehr Hinweise, dass sich große Wassermengen unter der Marsoberfläche befinden.

So arbeitet der chinesische KI-Roboter (Video)

Für die Erzeugung von Sauerstoff aus Wasser benötigt man einen Katalysator

Und aus dem Wasser lässt sich auch Sauerstoff gewinnen – mit elektrischem Strom von Solaranlagen und mit dem perfekten chemischen Katalysator. Und hier kommt der Roboter mit der künstlichen Intelligenz ins Spiel. Er soll aus dem Marsgestein den besten Katalysator herstellen, damit aus dem Wasser tatsächlich Sauerstoff entstehen kann.

Der Roboter arbeitet völlig autonom in einem eigenen Labor, mischt Gesteinsproben immer wieder anders zusammen und stellt daraus kleine Elektroden her, um die chemischen Reaktionen immer wieder neu zu testen. Mit Hilfe von KI analysiert der Roboter die Ergebnisse, verbessert sich ständig - und ist dabei viel effektiver als ein Mensch.

Manche Aufgaben können Maschinen effizienter und schnell erledigen als Menschen. Dazu gehört die Entwicklung von Verfahren für die Gewinnung von Sauerstoff auf dem Mars.
Manche Aufgaben können Maschinen effizienter und schneller erledigen als Menschen. Dazu gehört die Entwicklung von Verfahren für die Gewinnung von Sauerstoff auf dem Mars.

Ein Mensch würde für die Tests wohl rund 2.000 Jahre brauchen

Die ersten Tests hat der Roboter jetzt erstmal auf der Erde absolviert – mit echten Marsgesteinen, die vor Millionen von Jahren als Meteoriten auf die Erde gestürzt sind. Fünf verschiedene Gesteinsarten hat der Roboter zum Testen bekommen: Theoretisch ergibt das über 3,7 Millionen Möglichkeiten für einen geeigneten Katalysator.

Um alle zu testen, bräuchte ein Mensch über 2.000 Jahre. Der Roboter muss dank der künstlichen Intelligenz aber nicht alle Möglichkeiten durchgehen und findet innerhalb von Wochen den perfekten Sauerstoff-Katalysator. Bisher hat das nur am Boden geklappt – bei minus 37 Grad, um die kalten Temperaturen auf dem Mars zu simulieren.

Hier wurde die Probe vom Roboter in das Modell eines Mars-Rovers eingebracht.
Hier wurde die Probe vom Roboter in das Modell eines Mars-Rovers eingebracht.

Wenn der Roboter in Zukunft auf dem Mars arbeiten soll, muss er noch angepasst werden und für den Hinflug möglichst kompakt werden. Und klar ist auch: Die NASA hat aktuell ganz andere Pläne. Sie hat schon auf dem Mars mit einem vorher fest programmierten Roboter Sauerstoff aus Kohlendioxid hergestellt.

Das chinesische Forschungsteam träumt dagegen von einem Roboter, der auf dem Mars immer weiter dazu lernt, um dann später noch effizienter Sauerstoff zu produzieren.