Lehner, Peter and Sakagami, Ryo and Boerdijk, Wout and Dömel, Andreas and Durner, Maximilian and Franchini, Giacomo and Fonseca Prince, Andre and Lakatos, Kristin and Risch, David Lennart and Meyer, Lukas and Vodermayer, Bernhard and Dietz, Enrico and Frohmann, Sven and Seel, Fabian and Schröder, Susanne and Hübers, Heinz-Wilhelm and Albu-Schäffer, Alin Olimpiu and 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, 5-10 Mar 2023, Big Sky, USA. doi: 10.1109/AERO55745.2023.10115597. ISBN 978-166549032-0. ISSN 1095-323X.
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2MB |
Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10115597/
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/195008/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Mobile Manipulation of a Laser-induced Breakdown Spectrometer for Planetary Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 15 May 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | 2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/AERO55745.2023.10115597 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | IEEE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1095-323X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISBN: | 978-166549032-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | mobile manipulation, planetary exploration, autonomy, LIBS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Title: | 2023 IEEE Aerospace Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Location: | Big Sky, USA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Dates: | 5-10 Mar 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Organizer: | IEEE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R RO - Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - On-Orbit Servicing [RO] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) Institute of Optical Sensor Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Lehner, Peter | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 09 May 2023 08:29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 11 Sep 2023 13:25 |
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