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Mobile Manipulation of a Laser-induced Breakdown Spectrometer for Planetary Exploration

Lehner, Peter und Sakagami, Ryo und Boerdijk, Wout und Dömel, Andreas und Durner, Maximilian und Franchini, Giacomo und Fonseca Prince, Andre und Lakatos, Kristin und Risch, David Lennart und Meyer, Lukas und Vodermayer, Bernhard und Dietz, Enrico und Frohmann, Sven und Seel, Fabian und Schröder, Susanne und Hübers, Heinz-Wilhelm und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu und Wedler, Armin (2023) Mobile Manipulation of a Laser-induced Breakdown Spectrometer for Planetary Exploration. In: 2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023. IEEE. 2023 IEEE Aerospace Conference, 2023-03-05 - 2023-03-10, Big Sky, USA. doi: 10.1109/AERO55745.2023.10115597. ISBN 978-166549032-0. ISSN 1095-323X.

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2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10115597/

Kurzfassung

Laser-induced Breakdown Spectrometry (LIBS) is an established analytical technique to measure the elemental composition of rocks and other matter on the Martian surface. We propose an autonomous in-contact sampling method based on an attachable LIBS instrument, designed to measure the composition of samples on the surface of planets and moons. The spectrometer module is picked up by our Lightweight Rover Unit (LRU) at the landing site and transported to the sampling location, where the manipulator establishes a solid contact between the instrument and the sample. The rover commands the instrument to trigger the measurement, which in turn releases a laser-pulse and captures the spectrum of the resulting plasma. The in-contact deployment ensures a suitable focus distance for the spectrometer, without a focusing system that would add to the instrument's volume and weight, and allows for flexible deployment of the instrument. The autonomous software computes all necessary manipulation operations on-board the rover and requires almost no supervision from mission control. We tested the LRU and the LIBS instrument at the moon analogue test site on Mt. Etna, Sicily and successfully demonstrated multiple LIBS measurements, in which the rover automatically deployed the instrument on a rock sample, recorded a measurement and sent the data to mission control, with sufficient quality to distinguish the major elements of the recorded sample.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195008/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Mobile Manipulation of a Laser-induced Breakdown Spectrometer for Planetary Exploration
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lehner, PeterPeter.Lehner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3755-1186134612254
Sakagami, RyoRyo.Sakagami (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0149-4378NICHT SPEZIFIZIERT
Boerdijk, WoutWout.Boerdijk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0789-5970NICHT SPEZIFIZIERT
Dömel, AndreasAndreas.Doemel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3694-5201NICHT SPEZIFIZIERT
Durner, MaximilianMaximilian.Durner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Franchini, Giacomogiacomo.franchini (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fonseca Prince, AndreAndre.FonsecaPrince (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6820-3689146581944
Lakatos, KristinKristin.Lakatos (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3881-9639NICHT SPEZIFIZIERT
Risch, David LennartDavid.Risch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, LukasLukas.Meyer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9514-8494NICHT SPEZIFIZIERT
Vodermayer, BernhardBernhard.Vodermayer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietz, EnricoEnrico.Dietz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frohmann, SvenSven.Frohmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seel, FabianFabian.Seel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8627-9967NICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, SusanneSusanne.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1870-3663NICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmHeinz-Wilhelm.Huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115941
Wedler, ArminArmin.Wedler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8641-0163NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Mai 2023
Erschienen in:2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/AERO55745.2023.10115597
Verlag:IEEE
ISSN:1095-323X
ISBN:978-166549032-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:mobile manipulation, planetary exploration, autonomy, LIBS
Veranstaltungstitel:2023 IEEE Aerospace Conference
Veranstaltungsort:Big Sky, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 März 2023
Veranstaltungsende:10 März 2023
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - On-Orbit Servicing [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Institut für Optische Sensorsysteme
Hinterlegt von: Lehner, Peter
Hinterlegt am:09 Mai 2023 08:29
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:55

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