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XR und Digitale Zwillinge für Mondmissionen

© Fraunhofer FIT

Fraunhofer FIT untersucht mögliche Anwendungen der Informationstechnologie in verschiedenen Bereichen der Luft- und Raumfahrt – von der Entwicklung von Raumfahrtsystemen über Training bis hin zu Aktivitäten der Öffentlichkeitsarbeit. Im Mittelpunkt steht derzeit das Projekt ADTLAS, in dessen Rahmen hochrealistische virtuelle Umgebungen und Digitale Zwillinge für zukünftige Missionen auf der Mondoberfläche entwickelt und validiert werden. 


Fraunhofer FIT treibt die IT in der Raumfahrt mit Projekten wie ADTLAS (Advancing Digital Twin Infrastructures for Lunar Analogue Studies) voran. Gemeinsam mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt ADTLAS hochrealistische, immersive Simulationen für künftige Missionen auf der Mondoberfläche, siehe auch hier

Vor dem Hintergrund einer auf über 1 Billion Euro wachsenden globalen Raumfahrtökonomie werden immersive Technologien zu wichtigen Innovationstreibern. Sie machen Design- und Trainingsprozesse effizienter, verkürzen Entwicklungszeiten, senken Kosten und öffnen raumfahrtbezogene Aktivitäten für eine wachsende Zahl von Organisationen.

ADTLAS steht beispielhaft für diese Entwicklung. Das Projekt nutzt fortgeschrittene 3D-Modellierung und XR-Technologien, um physische Testumgebungen mit Digitalen Zwillingen zu ergänzen. So werden typische Mondbedingungen simuliert – etwa graustufenartige Landschaften, fehlende atmosphärische Lichtstreuung oder das Verhalten von Mondstaub (Regolith) bei verminderter Schwerkraft, die sich konventionell nicht realistisch nachbilden lassen.

Unsere Arbeiten zeigen, dass diese Simulationen den gesamten Entwicklungszyklus optimieren können – von der frühen Ingenieursphase bis hin zum missionsnahen Training. Vollständig virtualisierte Zwillinge ermöglichen zudem eine ortsunabhängige, zeitnahe Zusammenarbeit internationaler Stakeholder in Echtzeit und fördern so effiziente und inklusive Designprozesse. Die Arbeiten bauen auf einem dreijährigen Postdoc-Projekt mit Astronautenstudien, Parabelflügen und VR-Einsätzen auf der Internationalen Raumstation auf.

Zur Stärkung dieses Forschungsfeldes organisiert Fraunhofer FIT maßgeblich die jährliche SpaceCHI Konferenz. SpaceCHI, ausgerichtet von der NASA und internationalen Partnern, ist das führende Forum zur Mensch-Computer-Interaktion in der Raumfahrt und fokussiert sich auf Bedien- und Interaktionsoberflächen für Missionen der nächsten Generation.

Damit leisten wir auch einen Beitrag zur Demokratisierung der Weltraumforschung: Durch geringere Kosten und neue Beteiligungsmöglichkeiten entsteht eine inklusivere, innovativere und dynamischere europäische Raumfahrtindustrie.

Ihr Nutzen

  • Globale Zusammenarbeit: Hochrealistische Digitale Zwillinge ermöglichen es verteilten Teams, Einsätze zu planen, Daten zu visualisieren und Aktivitäten in einem gemeinsamen virtuellen Raum zu überwachen.
  • Validierte Virtualisierung: Vergleichsstudien mit realen und virtuellen Einsätzen identifizieren Anwendungsfälle, in denen virtuelle Tests übertragbare Ergebnisse liefern – als kostengünstiger Einstieg in die Forschung.
  • Erweiterte Testumgebungen: XR-Schnittstellen überlagern physische Testgelände mit simulierten Mondbedingungen (z. B. Beleuchtung, Gravitationseffekte), um die Realitätsnähe erdgebundener Simulationen deutlich zu erhöhen.