Künstliche Intelligenz wird zu einem wichtigen Helfer bei den Weltraummissionen der NASA. In letzter Zeit gab es zwei faszinierende Fälle, in denen diese Technologie komplexe Probleme löst – von der schnellen Navigation von Robotern auf der Internationalen Raumstation (ISS) bis hin zur Aufdeckung versteckter Sicherheitslücken in der Kommunikationssoftware von Raumfahrzeugen.
Roboter Astrobee und der erste Test einer KI-Navigation im Orbit
Auf der Internationalen Raumstation fand ein bahnbrechendes Experiment statt, bei dem ein Roboter von der Größe eines Toasters erstmals künstliche Intelligenz zur autonomen Navigation einsetzte. Dieser Roboter heißt Astrobee und ist ein frei fliegendes, würfelförmiges Gerät, das den Astronauten auf der ISS bereits seit einiger Zeit hilft. Forschende der Stanford University unter der Leitung der leitenden Forscherin Somrita Banerjee und des Seniorautors Marco Pavone entwickelten ein auf maschinellem Lernen basierendes System, das es dem Roboter ermöglicht, sich sicher durch enge Korridore und überfüllte Bereiche der Station zu bewegen, ohne direkt von Menschen gesteuert werden zu müssen.
Die Umgebung auf der ISS ist voller Herausforderungen – sie ist mit Lagerregalen, Computern, Kabeln und Versuchsausrüstung gefüllt. Herkömmliche Methoden der Bewegungsplanung, die auf der Erde funktionieren, versagen hier aufgrund der begrenzten Leistung der Bordcomputer, der größeren Unsicherheit in der Mikrogravitation und der strengen Sicherheitsanforderungen. Das Team entwickelte daher ein auf sequenzieller konvexer Programmierung basierendes Optimierungssystem, das sichere Routen plant. Um dies zu beschleunigen, trainierten sie ein Modell künstlicher Intelligenz anhand Tausender früherer Lösungen. Dieses Modell liefert einen „Warmstart“ – eine intelligente erste Schätzung der Route, die anschließend durch die Optimierung verfeinert wird.
Vor dem Test auf der ISS wurde das System im NASA Ames Research Center auf einer schwebenden Roboterplattform erprobt, die Mikrogravitation simuliert. Auf der Station bereiteten die Astronauten das Gerät lediglich vor und räumten es anschließend weg, während die Befehle vom NASA Johnson Space Center kamen. Getestet wurden 18 verschiedene Trajektorien, jede davon zweimal – einmal mit einem herkömmlichen „Kaltstart“ und einmal mit der KI-Version. Die Ergebnisse waren beeindruckend: Die KI-Version war 50 bis 60 % schneller, insbesondere in engen Bereichen und bei komplexen Rotationsmanövern.
Die NASA stufte dieses System auf Technologiereifegrad 5 ein, was bedeutet, dass es unter realen Einsatzbedingungen funktioniert. Somrita Banerjee betonte, dass eine solche Autonomie für zukünftige Missionen unerlässlich sein werde, bei denen Roboter weit entfernt von der Erde ohne ständige Überwachung operieren. Das Team von Marco Pavone plant, die Technologie mithilfe fortschrittlicherer KI-Modelle, ähnlich denen in selbstfahrenden Autos, weiterzuentwickeln.
KI deckte eine Sicherheitslücke in NASA-Raumfahrzeugen auf und behob sie
Der zweite Fall betrifft die Sicherheit – eine künstliche Intelligenz des Start-ups AISLE entdeckte eine schwerwiegende Schwachstelle in der NASA-Software CryptoLib, die die Kommunikation zwischen Raumfahrzeugen und der Bodenkontrolle absichert. Diese Schwachstelle blieb drei Jahre lang unentdeckt, obwohl der Code mehrfach von Menschen überprüft worden war. Das KI-Tool fand sie und half dabei, sie innerhalb von nur vier Tagen zu beheben.
CryptoLib ist eine Bibliothek, die zur Verschlüsselung der Verbindung zwischen Raumfahrzeugen und der Erde verwendet wird, unter anderem bei Marsrover-Missionen. Die als CVE-2025-46675 bezeichnete Schwachstelle befand sich im Authentifizierungssystem: Unter bestimmten Bedingungen wurde der Status eines Schlüssels vor seiner Verwendung nicht ordnungsgemäß überprüft. Dadurch hätte ein Angreifer mit gestohlenen oder gültigen Zugangsdaten eines Operators beliebige Befehle mit vollständigen Systemrechten einschleusen können. In der Praxis hätte dies zur Übernahme des Raumfahrzeugs oder zum Diebstahl von Daten führen und damit eine Infrastruktur im Wert von mehreren Milliarden Dollar gefährden können.
Ein Angreifer hätte ein gewisses Maß an lokalem Zugriff benötigt, beispielsweise durch Phishing oder einen infizierten USB-Stick, sodass es sich nicht um eine einfache aus der Ferne ausnutzbare Schwachstelle handelte. Dennoch stellte sie ein erhebliches Risiko dar. Das KI-Tool von AISLE durchsuchte den gesamten Code, kennzeichnete verdächtiges Verhalten bei der Authentifizierung und unterstützte eine schnelle Behebung. Dieser autonome Analysator zeigte, wie KI systematisch subtile Probleme finden kann, die Menschen übersehen.
Beide Fälle verbindet ein gemeinsames Thema: Künstliche Intelligenz macht die Weltraumoperationen der NASA effizienter und erhöht Geschwindigkeit und Sicherheit. Diese Erfolge öffnen die Tür zu fortschrittlicheren Missionen, bei denen Menschen und KI bei der Erforschung des Weltraums zusammenarbeiten.
