Ein besseres Leben auf der ISS
Ein Roboter mit Bosch-Sensoren soll das Leben der Astronauten vereinfachen
Die SoundSee-Technologie von Bosch soll die Crew der International Space Station (ISS) vor Defekten warnen. An der Entwicklung ist ein Ex-Astronaut beteiligt: Michael Foale weiß, worauf es im Weltall ankommt.
Spaziergänge im Orbit
Der Weltraum ist für Michael Foale ein vertrauter Ort. Als Astronaut ist er zwischen 1992 und 2004 sechs Mal ins All geflogen, 2003 war er sogar für ein halbes Jahr Kommandant der Internationalen Raumstation ISS. Insgesamt vier Mal schwebte er auf seinen Reisen durch das All: „Ich erinnere mich noch gut an meinen ersten Weltraumspaziergang“, erzählt er. „Als ich das Space Shuttle verließ, sah ich die Erde und die Galaxie. Es war einfach atemberaubend.“ Für ihn erfüllte sich damit ein Wunsch, den er bereits als Sechsjähriger verspürt hatte. „Ich wollte schon immer in den Weltraum – vor allem wegen des fantastischen Ausblicks“, sagt Foale.
374 Tage
hat Michael Foale insgesamt im Weltall verbracht. Bis 2008 war dies unter US-Astronauten Rekord.
Die Zukunft der Raumfahrt
Heute ist Foale 62 Jahre alt und fliegt nicht mehr mit Raketen durch den Orbit. Seine Begeisterung dafür ist jedoch ungebrochen – und er möchte sie an andere weitergeben.
Im Weltraumtourismus sieht er großes Potential: „Ich wünsche mir, dass künftig mehr Menschen die Möglichkeit haben, ins All zu fliegen. Ich glaube, dass dies zu einer neuen Begeisterung für die Erschließung des Weltraums führen wird, wodurch private Weltraumunternehmen entstehen, die sich selbst finanzieren und nicht auf staatliche Mittel angewiesen sind.“ Solche Unternehmen könnten den Aufbruch ins Weltall und die Entwicklung neuer Technologien beschleunigen. Schon heute profitieren wir im Alltag von Entwicklungen, die aus der Raumfahrt stammen, beispielsweise Rauchmelder, Schaumstoffe und Bildsensoren für Handykameras.
Viele Wissenschaftler sind der Ansicht, dass die Menschheit ins Weltall expandieren soll, um ihren steigenden Ressourcenbedarf zu decken – etwa durch den Abbau von Rohstoffen auf Asteroiden – und um neue Planeten zu besiedeln.
Foale ist überzeugt, dass Roboter für die Raumfahrt der Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden. „Ich glaube, dass die enge Zusammenarbeit von Mensch und Maschine unser Leben verändern wird und dass Roboter bei der Entdeckung des Weltraums sehr hilfreich sein werden“, sagt Foale. Deshalb beteiligt er sich an einer Forschungsgruppe, die Roboter für den Einsatz im All entwickelt. In diesem Zusammenhang soll auch SoundSee auf die ISS gebracht werden – ein Bosch-Sensorsystem zur Tiefenaudioanalytik. An Bord der Raumstation soll getestet werden, ob SoundSee Störungen an Maschinen und Geräten erkennen kann, indem es deren Geräusche auswertet.
Mini-Roboter mit Mikrofonen
Die für die ISS vorgesehene SoundSee-Technologie wurde gemeinsam von Bosch und Astrobotic entwickelt, einem US-Unternehmen, das auf Raumfahrtrobotik spezialisiert ist. Michael Foale unterstützte das Team ein knappes Jahr lang bei den Tests auf der Erde. Als Träger für das SoundSee-System dient Astrobee, ein würfelförmiger Mini-Roboter der NASA, der autonom durch die ISS schwebt. Von diesem Träger aus sollen die SoundSee-Mikrofone die Betriebsgeräusche von Maschinen und Geräten an Bord der Raumstation kontinuierlich aufzeichnen.
SoundSee soll nach Störungen lauschen
Die Audiodaten sollen anschließend zur Erde gesendet werden, wo Bosch-Wissenschaftler sie auswerten. Die Forscher hoffen, dass sie anhand der aufgenommenen Betriebsgeräusche einzelner Maschinen feststellen können, ob diese dem typischen Soundmuster entsprechen oder davon abweichen. Anhand abweichender Geräuschsignaturen könnten sie ableiten, ob die Maschinen technische Störungen haben oder diese demnächst auftreten werden. „Solche Überprüfungen sind vor allem bei den lebensnotwendigen Systemen an Bord der ISS wichtig, etwa bei der Luftaufbereitungs- oder der Beleuchtungsanlage“, sagt Foale. Sollte SoundSee den Wissenschaftlern Hinweise auf eine technische Störung liefern, würde die Crew der ISS informiert, sodass sie die jeweilige Maschine reparieren oder deren Komponenten ersetzen kann.
Zeitersparnis im Astronauten-Alltag
Im Herbst 2019 wurde das Sensorsystem durch eine Rakete zur ISS transportiert. Foale glaubt, dass SoundSee dort gute Dienste leisten kann, indem es die Astronauten im Alltag unterstützt: „Ein Arbeitstag auf der ISS ist vollgepackt mit Aufgaben. In Experimenten untersuchen die Astronauten etwa die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf einzelne Körperzellen, Pflanzen oder den menschlichen Organismus. Dieses Wissen ist für die Planung und Durchführung künftiger Weltraummissionen sehr wichtig. Aber auch das Sportprogramm gehört zum Alltag auf der ISS. Weil die Muskeln der Astronauten in der Schwerelosigkeit nicht so stark beansprucht werden wie auf der Erde, bauen sie sich schneller ab. Deshalb müssen sie trainiert werden, damit die Astronauten nach ihrer Rückkehr zur Erde keine gesundheitlichen Probleme bekommen. Darüber hinaus überprüfen die Astronauten regelmäßig die Ausrüstung an Bord, um Störungen vorzubeugen. Bei dieser Aufgabe könnte SoundSee ihnen helfen.“ Die Astronauten würden dadurch Zeit sparen, die sie mit wichtigeren Aufgaben füllen könnten. Wenn der schwebende Fehlersucher wie erwartet funktioniert, könnte er die Crew zudem warnen, bevor es zu Störungen kommt, was zusätzlich Zeit sparen würde: „Eine Maschine zu Warten ist einfacher, als sie nach einer Störung reparieren zu müssen,“ sagt Foale.
Einsatz auf der Erde
Sollte der Test an Bord der ISS erfolgreich verlaufen, wäre als nächster Schritt die Integration einer Künstlichen Intelligenz (KI) denkbar. Sie könnte die Analyse der Audiodaten übernehmen, wodurch die Fehlersuche automatisiert ablaufen würde. Vielleicht wird SoundSee dann eines Tages sogar standardmäßig auf Raumschiffen eingesetzt, um Menschen bei der Erkundung des Weltalls zu unterstützen. Unabhängig von solchen Zukunftsszenarien versprechen sich die SoundSee-Entwickler vom Test an Bord der ISS jedoch Erkenntnisse für den Einsatz auf der Erde. Dort könnte SoundSee beispielsweise genutzt werden, um Heizungs-, Lüftungs- und Klimasysteme oder Fahrzeugmotoren zu überwachen. Beim Feintuning des Sensorsystems ist der Weltraum für die Entwickler das ideale Testlabor. Nicht wegen des grandiosen Ausblicks, sondern weil es dort weniger Störgeräusche gibt als auf der Erde.
SoundSee: Audioanalyse macht die ISS sicherer
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Im Fokus
Dr. Colin Michael Foale, 62
ehemaliger US-Astronaut und ISS-Kommandant
Colin Michael Foale ist gebürtiger Brite. Er studierte Physik an der Universität Cambridge und promovierte dort 1982 im Fach Astrophysik. Bereits nach seinem Bachelor-Abschluss war er in die USA gezogen, um für den Flugzeughersteller McDonnell Douglas zu arbeiten. 1983 fing er bei der NASA an und arbeitete im Flugkontrollzentrum des Johnson Space Centers in Houston, Texas. Neun Jahre später flog er zum ersten Mal ins Weltall.
Als Astronaut war Foale an Bord von sechs Weltraumflügen und verbrachte insgesamt 374 Tage im All. 2013 verließ er die NASA, um mit seinem Unternehmen Foale Aerospace, Inc. maschinelle Lernmethoden in Luft- und Raumfahrzeuge zu integrieren.
Fazit
Das Bosch-Sensorsystem SoundSee wird auf der Internationalen Raumstation (ISS) getestet. Dort soll es Betriebsgeräusche von Maschinen aufzeichnen, anhand dener Forscher auf der Erde erkennen wollen, ob technische Störungen vorliegen. Verläuft der Test erfolgreich, könnte SoundSee die Inspektion der Maschinen an Bord übernehmen und die Astronauten erherblich entlasten.
