Unbemannte Katamarane - hier eine Konzeptstudie - setzen die Tiefsee-Drohnen im Meer aus und begleiten sie bei ihren Einsätzen zur Kartierung der Meeresoberfläche | Foto: IOSB

Drohnen

Schwarm von Drohnen erforscht die Tiefsee

Karlsruhe. Tiefer geht’s nimmer: 11 034 Meter ist die tiefste Tiefsee, im Marianengraben, östlich der Insel Guam am Rande des Pazifiks. Für manche Experten beginnt Tiefsee schon ab 300 Meter Wassertiefe, für andere ab 800 oder 1 000 Meter. „Mehr als 1 000 Meter tief unter dem Ozean liegen über 62 Prozent der Erdoberfläche, die wegen des unglaublich hohen Drucks und der völligen Dunkelheit weitgehend unbekannt sind.“ Selbst die besten U-Boote kommen nur bis maximal 800 Meter.  Dass fünf Jahrhunderte nach Kolumbus noch immer ein großer Teil der Erde unerkundet ist, wird sich aber in den nächsten Jahren durch Drohnen ändern.

Internationaler Wettbewerb mit 25 Teams

 

Einen gehörigen Satz nach vorne verspricht ein ungewöhnlicher Forschungswettbewerb der XPrize Foundation. 27 Teams aus der ganzen Welt sind angetreten, um mit selbst entwickelten Tiefsee-Robotern möglichst genaue 3D-Karten des Meeresbodens zu erstellen. Gunnar Brink leitet die einzige deutsche Mannschaft, die ARGGONAUTSdes Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) in Karlsruhe und Ilmenau.

25 Teams kommen ins Halbfinale im August/September diesen Jahres, zehn stehen ein Jahr später im Finale. Brink sieht seine Mannschaft nach diversen Hinweisen in der Spitzengruppe. Dem Sieger winken stattliche vier Millionen US-Dollar, dem Zweitplatzierten immerhin noch eine Million US-Dollar. Gesponsert wird das Wettrennen um die Vermessung der Tiefsee vom britischen Ölmulti Shell.

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In einem Testbecken am IOSB-Standort Ilmenau reifte der „Dedave“ des Fraunhofer-Instituts zu einem marktfähigen Tauchroboter.

 

Das IOSB geht nicht als Novize an den Start. Das Fraunhofer Institut hat mit „Dedave“ bereits einen marktfähigen Tauchroboter und ein begleitendes Aussetz- und Bergesystem entwickelt. „Dedave soll in den kommenden Monaten durch ein Joint Venture zusammen mit einem Partnerunternehmen vermarktet werden“, erzählt Brink. Für den Wettbewerb würden wichtige Aspekte des „Dedave“-Tauchfahrzeugs modifiziert und weiterentwickelt. So soll die Tiefseedrohne ihr Gewicht von heute 750 auf unter 300 Kilogramm verringern.

„Auch seine Form wird optimiert und die Länge um mehr als 30 Prozent gegenüber den bisherigen 3,60 Metern reduziert“, umschreibt Brink das Zwischenziel. Letztendlich möchte das IOSB einen Drohnen-Schwarm in die Konkurrenz schicken – zusammengesetzt aus zwölf, selbstverständlich unbemannten, autonomen Tauchfahrzeugen, die in einem 40 Fuß Standard-Schiffscontainer transportabel sind.

Autonome Katamarane setzen Drohnen ins Meer

„Darüber hinaus werden autonome Trägerfahrzeuge, die auf einem aufblasbaren Katamaran basieren, entwickelt. So können große Vermessungsschiffe für das Aussetzen und die Bergung gespart werden. Diese kosten immerhin zwischen 20 000 und 100 000 Euro am Tag“, lässt Brink wissen. Die Begleitfahrzeuge werden auch die GPS-Signale in akustische Signale für die Positionierung und Navigation der Unterwasserroboter umwandeln.

Ein Prototyp des Wettbewerb-Geräts ist in Bau. Frühes Testen ist im Rhein und seinen Hafenbecken und in den Talsperren Schwarzenbach und Heyda vorgesehen. Die Generalprobe eines 16-Stunden-Tests ist für Juli an der Küste von Genua und Portofino oder der Côte d’Azur terminiert.

Über 62 Prozent der Erdoberfläche bestehen aus Meeresgrund, der mehr als 1000 Meter tief unter dem Ozean liegt

Dass Shell als Sponsor auftritt, liegt auf der Hand: der Ölkonzern treibt seine Suche und Ausbeute von Öl im Meer voran. Der XPrize-Wettbewerb konzentriert sich zwar auf das erstmalige Kartieren des Ozeans. „Für die Wissenschaft und die Wirtschaft wird sich daraus aber wohl ein viel größerer Wert ergeben“, rechtfertigt Shell sein Engagement.

So könnten die Tiefsee-Drohnen die Bohrplattformen besser inspizieren, damit Unfälle wie auf der „Deepwater Horizon“ verhindert werden können. „Der Trend geht hin zu autonomen Plattformen und in ferner Zukunft auch zu großen Förderanlagen auf dem Meeresboden“, sagt Fraunhofer-Wissenschaftler Brink.

Drohnen bieten weitere Anwendungsmöglichkeiten

Die druckneutralen Unterwasservehikel könnten aber auch bei der Suche nach abgestürzten Flugzeugen, gesunkenen Schiffen oder beim Verlegen von Tiefseekabeln helfen. Auch der Tiefseebergbau wird ein wachsames Auge auf die neuen Drohnen werfen. „Sie gewinnen Daten aus dem Meer“, so Brink, könnten also genau herausfinden, was sich wo befindet. Die Rohstoffsuche mit Drohnen rückt demnach näher.

Selbst Tiefsee Wars, Drohnenkriege auf dem Meeresgrund, sind grundsätzlich denkbar. Noch ist die Tiefsee außerhalb der bekannten Seemeilenzonen unverteilt – abgesehen von 19 Flächen in der jeweiligen Größe von Bayern. Diese hat die internationale Seerechtsbehörde zu Explorationszwecken verpachtet. Mit dem Shell-XPrize-Wettbewerb hat diese Fantasie direkt aber nichts zu tun. Der Preis wurde, so Brink, ganz im Gegenteil aus dem Motiv heraus gestiftet, die rein zivile Tauchrobotik voranzutreiben, die die Exploration großer Flächen des Meeresgrundes bezahlbar macht. „Der XPrize will also eine Entwicklung weg von den militärischen Anwendungen stimulieren“, betont der IOSB-Wissenschaftler.