Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Kalifornien eröffnete am 10. Dezember 2025 das neue Rover Operations Center (ROC) – ein Zentrum, von dem aus heutige und zukünftige Robotermissionen auf der Oberfläche von Mond und Mars koordiniert werden. Es handelt sich um einen Betriebs- und Entwicklungsknotenpunkt, der die durch mehr als drei Jahrzehnte der Steuerung von Mars-Rovern gewonnene Expertise mit den neuesten Werkzeugen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz und der Zusammenarbeit mit der Industrie verbindet.

Bei der Einweihung im historischen Gebäude der Space Flight Operations Facility versammelten sich Vertreter des kommerziellen Raumfahrtsektors und der KI-Industrie, Wissenschaftler, Ingenieure und die Führung des JPL. Während der Arbeitssitzungen mit den Teams aktueller Missionen lernten sie kennen, wie das ROC die Rolle eines „Metazentrums“ für Oberflächenroboter übernimmt – von der Routenplanung der Rover über das Testen neuer Autonomie-Algorithmen bis hin zur Vorbereitung von Operationen für kommende Missionen im Rahmen von NASAs Programm zur Erforschung von Mond und Mars.

Ein besonderer Schwerpunkt der Veranstaltung lag auf der ersten offiziellen Anwendung generativer künstlicher Intelligenz bei der Arbeitsplanung des Rovers Perseverance auf dem Mars. Der neue Ansatz ermöglicht es Computersystemen, auf der Grundlage von Satellitenbildern und Geländedaten zukünftige Bewegungsrouten des Rovers vorzuschlagen, die gefährliche Hänge und Felsen vermeiden und so wertvolle Zeit und Energie sparen, die für wissenschaftliche Messungen benötigt werden.

Exzellenzzentrum für Oberflächenmissionen

Das Rover Operations Center ist als „Exzellenzzentrum“ für alle JPL-Missionen konzipiert, die Fahrzeuge, Hubschrauber oder Drohnen auf anderen Welten beinhalten. In einer Einheit sind Operationsteams, Autonomie-Ingenieure, Experten für Mechanik und Navigation sowie Spezialisten für die Zusammenarbeit mit industriellen und akademischen Partnern vereint. Das Ziel ist es, einen Ort zu schaffen, an dem Wissen, Werkzeuge und Infrastruktur schneller als je zuvor geteilt werden und neue Ideen sehr früh auf echten Missionen getestet werden.

Das JPL blickt auf eine lange Geschichte der Steuerung von Robotermissionen auf dem Mars zurück: vom bahnbrechenden Rover Sojourner Ende der 1990er Jahre über die Rover Spirit und Opportunity bis hin zu den heutigen Robotern Curiosity und Perseverance. Gerade Curiosity und Perseverance, als die einzigen aktiven Oberflächenmissionen der NASA auf dem Mars, sind die Hauptnutzer der neuen Infrastruktur, zusammen mit Ingenuity – dem ersten und bisher einzigen Hubschrauber, der auf einem anderen Planeten geflogen ist.

Das ROC ist daher nicht nur ein neuer Kontrollraum voller Monitore. In seinen Hintergrund sind Jahre der Erfahrung in der Arbeit mit Fahrzeugen über große Entfernungen, komplexe Systeme zur Geländesimulation, Labore zur Ausrüstungsprüfung sowie ein flexibler Software-Rahmen eingebaut, der die schnelle Integration neuer Algorithmen der künstlichen Intelligenz ermöglicht. Auf diese Weise knüpft das ROC an die bestehende JPL-Infrastruktur an, verleiht ihr jedoch eine neue Ebene der Vernetzung und Skalierbarkeit.

In der Praxis bedeutet dies, dass dasselbe Team und dieselben Werkzeuge für verschiedene Missionen genutzt werden können – beispielsweise für die weitere Arbeit auf dem Mars, aber auch für zukünftige Rover und Robotersysteme, die im Rahmen der Artemis-Missionen auf dem Mond tätig sein werden. Anstatt dass jede Mission ihr eigenes isoliertes Betriebssystem entwickelt, wird das ROC zu einem gemeinsamen Ausgangspunkt, von dem aus Wissen und Technologien leicht von einem Projekt zum anderen übertragen werden.

„Force Multiplier“ für die NASA und den kommerziellen Sektor

JPL-Direktor Dave Gallagher beschreibt das ROC als „Kraftvervielfacher“ (Force Multiplier) – einen Ort, an dem Jahrzehnte spezialisierten Wissens mit neuen Werkzeugen verschmelzen und an Partner weitergegeben werden. In der Praxis manifestiert sich dies durch offene Kooperationsprogramme mit kommerziellen Raumfahrtunternehmen, Technologie-Startups, aber auch universitären Laboren.

Für die Industrie bedeutet dies die Möglichkeit, bereits in einer frühen Phase der Entwicklung von Roboterfahrzeugen und Software mit erfahrenen NASA-Teams zusammenzuarbeiten und ihre Produkte unter JPL-Bedingungen zu testen. Für die NASA hingegen stellt das ROC einen Weg dar, die Entwicklung neuer Konzepte für die Erforschung von Mond und Mars zu beschleunigen, aber auch die amerikanische Position in der globalen Weltraumwirtschaft zu stärken. Eines der Ziele des Zentrums ist es, die „Kadenz“ der Missionen zu erhöhen – sodass neue Roboterexpeditionen häufiger gestartet werden, bei niedrigeren Betriebskosten und höherer wissenschaftlicher Rentabilität.

Das ROC dient dabei nicht nur NASA-Missionen. Durch ein Modell der öffentlich-privaten Partnerschaft sind Ebenen der Zusammenarbeit vorgesehen, die Beratung bei der Missionsarchitektur, Hilfe bei der Integration autonomer Systeme, gemeinsame Tests und letztendlich die Teilnahme an der eigentlichen Steuerung von Fahrzeugen auf der Oberfläche umfassen. Dadurch wird ein virtuelles Netzwerk operativer Missionen etabliert, in dem verschiedene Partner Daten, Erfahrungen und Infrastruktur teilen können.

In einer Ära, in der immer mehr private Unternehmen Mondlander, Logistiksysteme und Oberflächenrover entwickeln, wird ein solches Wissenszentrum zu einem Schlüsselelement des Ökosystems. Das ROC verbindet die auf dem Mars gewonnene Erfahrung mit den Bedürfnissen kommender Missionen zum Mond, die im Artemis-Zeitalter immer ausgefeiltere Roboterassistenten für Astronauten erfordern werden.

Wie das ROC entstand: Lektionen vom Mars

In einem Abschnitt, den die NASA als „Genesis of ROC“ beschreibt, wird betont, dass das neue Zentrum das Ergebnis jahrzehntelanger kontinuierlicher Verbesserung der Autonomietechnologie und der Robotersysteme ist. Schon Sojourner bewies, dass sich ein Fahrzeug sicher auf der Oberfläche eines anderen Planeten bewegen kann, aber jede folgende Generation von Rovern verlangte nach immer fortschrittlicheren Entscheidungsalgorithmen und immer robusterer Hardware.

Curiosity führte beispielsweise ausgefeiltere Möglichkeiten des selbstständigen Fahrens ein, wobei der Rover Bilder seiner eigenen Kameras analysiert und sicherere Routen im Rahmen vorgegebener Einschränkungen wählt. Perseverance ging einen Schritt weiter, nicht nur in der Navigation, sondern auch in der Planung und Ausführung wissenschaftlicher Aktivitäten: Ein Teil der Arbeit, die einst manuell von Planern und Ingenieuren in Kontrollräumen erledigt wurde, wird nun von Software übernommen.

Eines der eindrucksvollsten Beispiele ist die Fähigkeit von Perseverance, energieintensive Aktivitäten selbstständig einzuteilen, wie etwa das Heizen während kalter Marsnächte. Anstatt dass ein Mensch für jede Nacht manuell eine detaillierte Energiebilanz definiert, erhält der Rover eine breitere Liste von Befehlen und schätzt dann selbst ab, wann es am sichersten ist, diese auszuführen. Auf diese Weise kann ein Auto in SUV-Größe seine eigene Energie rational verwalten und mehr wissenschaftliche Messungen oder längere Fahrten ohne zusätzliche Belastung für das Team auf der Erde durchführen.

Das ROC systematisiert diese Erfahrung: Wissen darüber, wie eine Schwierigkeit bei einer Mission gelöst wurde, wird in standardisierte Methoden, Softwaremodule und Betriebsprotokolle umgewandelt. Diese „Wissenspakete“ werden dann zukünftigen Missionen angeboten, sei es für NASA-Projekte oder für Missionen industrieller Partner, die sich auf die Expertise des JPL stützen.

Künstliche Intelligenz als neues Teammitglied

Der größte Fortschritt, den das ROC in den Rover-Operationen bringt, betrifft die Integration fortgeschrittener künstlicher Intelligenz, insbesondere generativer Modelle. Während einer dreitägigen internen „KI-Challenge“ testete ein Expertenteam die Möglichkeiten generativer Algorithmen an konkreten operativen Fällen – von der Routenplanung bis hin zur Analyse potenzieller wissenschaftlicher Ziele auf der Grundlage großer Datensätze.

Das Ergebnis war eindeutig: Es gibt eine ganze Reihe von Aufgaben, die heute für Menschen Routine und zeitaufwendig sind, für Computermodelle jedoch ein relativ einfaches Problem darstellen. Künstliche Intelligenz kann schnell große Archive von Satellitenbildern durchsuchen, sie mit Reliefmodellen und bereits bekannten Gefahrenkarten kombinieren und eine Reihe verbundener Punkte vorschlagen, durch die sich der Rover bewegen sollte. Das menschliche Team trifft weiterhin die endgültige Entscheidung, aber viel schneller als zuvor, da die Analyse nicht bei Null beginnt.

Am Beispiel von Perseverance wurde demonstriert, wie KI hochauflösende Orbiter-Aufnahmen des Jezero-Kraters und andere relevante Daten verarbeitet und Pfade generiert, die steile Hänge, Dünen und Gebiete mit großen Felsen vermeiden. Anstatt dass sich Planer stundenlang mit der Mikrogestaltung der Route beschäftigen, können sie nun mehrere von der KI erstellte Varianten bewerten und sich auf wissenschaftliche Prioritäten konzentrieren: welche interessanten Felsen, Schichten und Sedimente es wert sind, geopfert zu werden, und welche unbedingt besucht werden müssen.

Generative Modelle im ROC werden dabei nicht nur für die Navigation genutzt. Sie können beim Schreiben und Überprüfen operativer Verfahren helfen, alternative Pläne für Tage vorschlagen, an denen technische Probleme auftreten, und sogar große Mengen an Telemetriedaten in verständliche Berichte für Wissenschaftler zusammenfassen. Dies verringert den Druck auf bestehende Teams und schafft Raum für komplexere wissenschaftliche Analysen und neue Arten von Experimenten vor Ort.

Ein Spaziergang durch den Mars Yard und den Weltraumsimulator

Während der Einweihung des ROC durchliefen die Gäste eine Art „Feldschule“ durch wichtige JPL-Einrichtungen. Eines der ersten Ziele war der bekannte Mars Yard – ein Außenbereich, bedeckt mit Sand, Felsen und künstlich geformten Hängen, die die herausfordernden Bedingungen auf dem Mars nachahmen. Genau dort demonstrierte der Prototyp-Rover ERNEST (Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain) seine Fähigkeiten, steile Neigungen zu erklimmen und in instabilem Boden zu manövrieren.

ERNEST zeigt die Richtung, in die sich zukünftige Roboter für extrem anspruchsvolles Gelände bewegen, wie Kraterränder und steile Felsformationen auf Mond und Mars. In Kombination mit dem ROC ermöglichen solche Prototypen den Ingenieuren zu testen, wie Autonomiesysteme in Situationen reagieren werden, die nur schwer computergestützt zu simulieren sind – zum Beispiel, wenn sich die Kohäsion des Bodens ändert, wenn Räder durchdrehen oder wenn der Rover auf sehr engem Raum wenden muss.

Eine weitere wichtige Station war der 25-Fuß-Weltraumsimulator, eine röhrenförmige Vakuumkammer, die für die Prüfung von Raumfahrzeugen unter weltraumähnlichen Bedingungen genutzt wird. Diese Einrichtung hat im Laufe der Geschichte zahlreiche berühmte Missionen beherbergt, von den Sonden Voyager 1 und 2 bis hin zu Perseverance selbst, und dient heute auch zum Testen von Komponenten zukünftiger Mondlander und anderer Experimente. Während des Besuchs stellten Experten vor, wie sich das ROC mit Daten aus solchen Tests verbinden und diese für die Vorbereitung von Operationen bei echten Missionen nutzen wird.

Die Teilnehmer hatten auch die Gelegenheit zu sehen, wo „Rover-Fahrer“ – Ingenieure, die die Fahrzeuge täglich steuern – die nächsten Züge planen. In Kontrollräumen, die nun mit dem ROC integriert sind, werden neben klassischen Telemetriebildschirmen auch neue KI-Werkzeuge für die Routenplanung, das Energiemanagement und die Szenariosimulation angezeigt. Der Unterschied zu früheren Zeiten liegt nicht nur in der Ästhetik, sondern in der Tiefe der digitalen Integration: Daten aus verschiedenen Systemen fließen in einer einheitlichen Umgebung, was schnellere Reaktionen und präzisere Entscheidungen ermöglicht.

Rover, Hubschrauber und zukünftige Drohnen als einheitliches System

Das ROC betrachtet Rover, Hubschrauber und zukünftige Drohnen nicht als getrennte Projekte, sondern als Teile eines einheitlichen Systems der Oberflächenmobilität. Auf dem Mars wurde dieses Konzept bereits durch die Kombination von Perseverance und dem Hubschrauber Ingenuity getestet, der während seiner historischen Kampagne einen Einblick aus der Luft in das Gelände vor dem Rover lieferte. Jede Mission brachte neue Lektionen darüber, wie man mehrere Fahrzeuge koordiniert, wie man Aufgaben unter ihnen verteilt und wie man verschiedene Sensoren auf effizienteste Weise nutzt.

Auf dem Mond wird im Rahmen der Artemis-Missionen ein solcher Ansatz noch wichtiger sein. Astronauten werden zuverlässige Fahrzeuge für Transport, Versorgung und Erkundung benötigen, und Roboter-Rover und Drohnen werden ihnen bei der Aufklärung, dem Frachttransport und der Überwachung der Umweltbedingungen helfen. Das ROC ist so konzipiert, dass es das „Nervensystem“ dieser vielfältigen Plattformen ist – der Ort, an dem geplant wird, wer was wann und mit welchem Risiko tut.

Im Hintergrund stehen NASA-Programme, die sich mit Raumanzügen und Oberflächenmobilität befassen, woraus sich die Anforderung ergibt, dass Menschen und Roboter Seite an Seite in einer extrem feindlichen Umgebung arbeiten. Das ROC wird eine Schlüsselrolle beim Testen von Verfahren für das gemeinsame Handeln spielen: zum Beispiel, wie ein Roboter-Rover das Gelände für einen Spaziergang von Astronauten vorbereiten, Gefahrenzonen markieren oder Instrumente aufstellen kann, die ein Mensch später ablesen oder umstellen wird.

Plattform für zukünftige Mond- und Marsmissionen

Eine der Hauptaufgaben des ROC ist es, die kommende Welle von Missionen zu Mond und Mars zu unterstützen, die sowohl von der NASA als auch von kommerziellen Unternehmen entwickelt werden. Im Rahmen dieser Pläne ist eine größere Anzahl von Landern, kleineren Rovern und autonomen Systemen vorgesehen, die spezifische Aufgaben erfüllen werden – von der Suche nach Wasser und anderen Ressourcen über geologische Untersuchungen bis hin zur Errichtung der Infrastruktur für zukünftige menschliche Basen.

Auf technologischer Ebene wird das ROC der Ort sein, an dem neue Autonomie-Algorithmen zunächst in Simulationen getestet werden, dann an Prototypen wie ERNEST im Mars Yard und anschließend langsam in echte Missionen eingeführt werden. Ein solch schrittweiser Ansatz reduziert das Risiko: Jede neue Funktion muss eine Phase durchlaufen, in der sie mit bestehenden Verfahren verglichen wird und detailliert überwacht wird, wie sie sich unter verschiedenen Bedingungen verhält.

Ein Beispiel für eine technologische Demonstration, die im Kontext des ROC besonders interessant ist, ist CADRE – ein Netzwerk kleiner Rover, die gemeinsam die Oberfläche des Mondes erkunden. Obwohl es sich um ein separates Projekt handelt, passt das Konzept mehrerer Roboter, die zusammenarbeiten und als Team Entscheidungen treffen, perfekt in die Philosophie des neuen Zentrums. Das ROC kann als operatives Zentrum dienen, in dem Protokolle für „Schwarm“-Missionen entwickelt und geprüft werden, bei denen mehrere Roboter gleichzeitig verschiedene Parameter in einem breiteren Gebiet messen.

Solche Missionen erfordern eine völlig andere Art der Steuerung im Vergleich zum klassischen Szenario eines Rovers und eines Planungsteams. Anstatt detaillierter Einzelbefehle definiert das Team im ROC Ziele und Einschränkungen und überwacht dann, wie sich das Robotersystem selbst organisiert, um diese zu erreichen. Dies eröffnet die Möglichkeit, in Zukunft eine ganze „Flotte“ von Fahrzeugen auf Mond und Mars von einem Koordinationszentrum aus zu überwachen.

Neues Modell der Zusammenarbeit: Von der Missionsarchitektur bis zu Weltraumspaziergängen

Das ROC ist nicht als geschlossenes NASA-Labor konzipiert, sondern als Ort, über den Partner auf verschiedenen Ebenen in eine Zusammenarbeit eintreten können. Die niedrigste Ebene umfasst die klassische Beratung – Hilfe bei der Definition der Missionsarchitektur, von der Wahl des Rovertyps und der Sensoren bis zur Art der Kommunikation mit der Oberfläche. Eine höhere Ebene impliziert gemeinsame Tests und die Integration autonomer Systeme, in denen im ROC entwickelte Werkzeuge mit Lösungen industrieller Partner verschmelzen.

Auf der fortgeschrittensten Ebene ist es möglich, dass Partner auch an den Operationen der Mission selbst teilnehmen. Dies umfasst den Zugang zu ROC-Simulationswerkzeugen, die gemeinsame Planung täglicher Aktivitäten von Rovern oder Drohnen und sogar die Erstellung spezifischer Szenarien – beispielsweise für die Vorbereitung eines Ortes, an dem Astronauten einen Weltraumspaziergang durchführen werden. In diesem Kontext unterstützt das ROC auch Forschungen zur Interaktion zwischen Menschen und Robotern: wie ein Astronaut, eingeschränkt durch einen massiven Anzug und Kommunikationsverzögerung, am effizientesten Hilfe von einem Roboter im Feld anfordern kann und umgekehrt.

Ein solches Modell der Zusammenarbeit ist auch für die wissenschaftliche Gemeinschaft wichtig. Anstatt erst nach der Veröffentlichung wissenschaftlicher Arbeiten von Missionsergebnissen zu erfahren, kann ein Teil der Forscher schrittweise in operative Prozesse einsteigen – bei der Auswahl von Zielen helfen, Daten in Echtzeit interpretieren und Planänderungen vor Ort vorschlagen. Das ROC ist der Ort, an dem diese Interaktionen strukturiert organisiert werden, um Informationschaos zu vermeiden und gleichzeitig das kreative Potenzial interdisziplinärer Teams maximal zu nutzen.

ROC als Vorzeigebeispiel für zukünftige Kontrollzentren

Obwohl die primäre Mission des ROC auf Oberflächenroboter auf Mond und Mars ausgerichtet ist, kann das entwickelte Konzept als Vorlage für zukünftige Kontrollzentren in der gesamten NASA und darüber hinaus dienen. Die Idee, dass ein Zentrum Operationen, Softwareentwicklung, Prototypentests, Zusammenarbeit mit der Industrie und die Ausbildung neuer Generationen von Experten verbindet, kann auch auf andere Arten von Missionen angewendet werden, von Orbitalsatelliten bis hin zu Missionen in den tiefen Weltraum.

Das JPL gilt seit Jahrzehnten als einer der wichtigsten Pfeiler der NASA-Strategie zur Erforschung des Sonnensystems. Mit der Eröffnung des Rover Operations Center erweitert sich diese Rolle: Das JPL steuert nicht nur bestehende Missionen, sondern baut aktiv eine Plattform, auf der neue geboren und entwickelt werden. Da die Anzahl der Missionen und beteiligten Partner zunimmt, sollte das ROC zu einem Ort werden, an dem sich verschiedene Designphilosophien und Ansätze zur Autonomie versammeln – von konservativen, vollständig kontrollierten Operationen bis hin zu mutigeren Konzepten, in denen Roboter eine viel größere Entscheidungsfreiheit erhalten.

Auf diese Weise stellt das Rover Operations Center bereits jetzt ein Labor für zukünftige Arbeitsweisen im Weltraum dar. Was derzeit auf Mars-Rover und zukünftige Mondmissionen angewendet wird, kann in den nächsten Jahrzehnten zum Standard für eine ganze Reihe von Roboter- und menschlichen Expeditionen im gesamten Sonnensystem werden.