Supercomputer „CASE“ soll zukünftige Weltraumbasen steuern

Dieser Artikel über den Supercomputer „CASE“ ist der letzte vor dem Beginn des Mond-Adventskalenders am 1.Dezember. Viel Spaß damit!

Fast wie HAL9000

Im Science -Fiction-Film „2001 – Odyssee im Weltraum“ fliegt eine fünfköpfige Crew mit dem Raumschiff Discovery One zum Jupiter, um einen rätselhaften Monolithen zu untersuchen, der sich dort befindet. An Bord befindet sich neben der Besatzung der Supercomputer HAL9000. Er überwacht den Gesundheitszustand der Crew, die im Kälteschlaf liegt, kann Befehle annehmen und sogar Dialoge führen. Da Menschen in Zukunft tatsächlich langfristig tief ins Sonnensystem vordringen werden, wäre eine autonome Steuerung der Raumstationen, fast wie HAL9000, sehr hilfreich. Aber nur fast wie HAL9000, denn dieser versucht später die Astronauten umzubringen.

Raumstationen im Sonnensystem

In Zukunft werden Menschen die Erde dauerhaft verlassen. Wie und wann konkret? Zunächst wird eine Raumstation im Mondorbit gebaut. Ihr Name ist Lunar Orbital Platform-Gateway (oder einfach nur Gateway). Dort werden Menschen 400.000 Kilometer von der Erde entfernt Monate lang leben. Schon hier wäre ein autonomes System von Vorteil. Es könnte die Station überwachen, auf Befehl die Luftschleuse öffnen und Rover und andere Gefährte auf der Mondoberfläche steuern, sowie den Funkkontakt zur Erde sichern. Doch diese Station, mit deren Bau 2022 angefangen werden soll ist ja nur der Anfang. Langfristig wollen wir Menschen zum Mars. Und hier gehen die Probleme erst richtig los.

Der Mars ist weit von der Erde entfernt. Astronauten werden viele Monate brauchen, um ihn zu erreichen. Funksignale breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Doch auch diese braucht eine gewisse Zeit, um ein Ziel zu erreichen. Beim Mars sind das, je nach Entfernung immerhin zwischen 3,3 und 22,45 Minuten. Man muss berücksichtigen, dass eine Antwort von der Erde genau so lange zurück zum Mars braucht. Das ist in einer Notfallsituation viel zu viel. Im Notfall sind die Siedler auf dem Mars also auf sich gestellt. Und nicht nur das. Diese Laufzeitverzögerung bedeutet auch, dass die Station nicht von der Erde aus gesteuert werden kann. Also müssen sich Astronauten aktiv selbst überwachen, müssen selbst die Luftschleuse öffnen und Fahrzeuge, mit denen sich beispielsweise geologische Formationen auf dem Mars erkunden können selber fahren. Das sind ungeheure Anforderungen, so ohne direkten Kontakt zur Erde.

Autonome Steuerung für Weltraumbasen

Eine künstliche Intelligenz, die diese Aufgaben übernimmt ist für Missionen zum Mond und zum Mars förderlich. Wenn Menschen in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts vielleicht in den Asteroidengürtel fliegen oder tatsächlich zum Jupiter aufbrechen, sind solche Systeme unentbehrlich. Eine solche künstliche Intelligenz, die Stationen auf dem Mond und tiefer im Sonnensystem steuern kann wurde nun entwickelt. Vorerst ist „CASE“ (cognitive architecture for space agents ) nur ein Prototyp, doch in einer Simulation schaffte er es, eine virtuelle Weltraumstation und ihre Besatzung am Leben zu halten, sowie es in zukünftigen realen Planetenbasen und Weltraumstationen der Fall sein soll.

„CASE“ funktioniert auf drei Ebenen

Die erste Ebene ist direkt mit der Station verbunden, sie kann die Hardware der Station steuern, also Roboterhände, Türen oder Luftschleusen öffnen. Die zweite Ebene ist für den Routinebetrieb der Station zuständig. Sie kann Lebenserhaltungssysteme aufrecht erhalten, die Stromversorgung kontrollieren und bemannte und unbemannte Fahrzeuge auf der Planetenoberfläche steuern. Die dritte Ebene ist die komplexeste, aber vielleicht auch die Wichtigste. Es geht um die Planung der Abläufe der Station. CASE erkennt, wann beispielsweise Filter gewechselt werden müssen, wann welche Arbeit ansteht, wann Funkkontakt mit der Erde vorgesehen ist und wann die Astronauten beispielsweise eine Erkundungsmission starten sollen. Doch dabei gibt es nicht die Befehle von der Erde wieder, sondern koordiniert sie selbstständig. Wenn Beispielsweise ein Staubsturm auf dem Planeten wütet, werden Erkundungsmissionen natürlich verschoben. So kann „CASE“ die Besatzung vor Gefahren warnen. Das Wissen holt sich „CASE“ aus einer Datenbank, innerhalb der er selber intelligente Verknüpfungen herstellen kann.

Gespräche mit Astronauten

„CASE“ kann außerdem Dialoge mit den Astronauten führen. Sie können ihm Fragen stellen, die er beantwortet, sie können ihn bitten, Funkkontakt zur Erde herzustellen oder eine Luftschleuse zu öffnen. Wenn man ihn bittet die Luftschleuse zu öffnen tut er das also und antwortet „Aber sicher.“ Also wird er deutlich freundlicher sein als HAL9000 im Film. Der Dialog-Manager von „CASE“ steht mit dem Rest des Systems in Kontakt, sodass er beinahe menschlich wirkt und so die Dinge, die er ermittelt auch zum Ausdruck bringen kann. Die Namen der Besatzung wird er kennen und anhand der Stimme oder Gesichtserkennung identifizieren können.

Nächster Test in Analog-Mission

Bis jetzt meisterte „CASE“ eine vierstündige Simulation. Als nächstes soll er in einer Umgebung getestet werden, die dem Mond oder dem Mars ähnelt, wie beispielsweise eine Sandwüste, die Antarktis, auf einem Vulkan oder am Meeresgrund. Dort kann „CASE“ zum einen getestet werden, zum anderen lernt er dort aber auch viel über den Alltag und die Aufgaben auf einer Forschungsmission. Er kann die Abläufe dort beobachten und merkt sie sich. So häuft er mit den Jahren immer mehr Erfahrung an. Der digitale Manager könnte schon am Lunar Orbital Platform-Gateway zum Einsatz kommen, spätestens aber auf einer Marsmission. Aber in einer Hinsicht wird er sich von HAL9000 unterscheiden – „CASE“ wird seiner Besatzung freundlich gesinnt sein.

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