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Wissen & Umwelt

Auch im Schwarm autonom

Bei der Suche nach dem abgestürzten Air France Flugzeug halfen Kieler Meeresforscher mit einem besonderen Gefährt. Autonome Unterwasserfahrzeuge entdeckten das Wrack und sammelten dabei wertvolle Daten für die Forschung.

Das Bild zeigt das Autonome Unterwasser Vehikel Remus 6000 der Firma Hydroid, welches sich im Besitz des Instituts für Meereswissenschaften IFM Geomar in Kiel befindet (Foto: IFM Geomar)

Das Kieler AUV im Einsatz

Bei der Suche nach dem Air-France Flugzeug, das am 01.06.2009 auf dem Flug von Rio de Janeiro nach Paris abgestürzt war, kamen erstmals Autonome Unterwasservehikel (AUVs) zum Einsatz. Eines davon gehört dem Kieler Institut für Meereswissenschaften IFM Geomar.

Anders als die bisher üblichen bemannten oder unbemannten Tiefsee-U-Boote können die vier Meter langen, zigarrenförmigen Geräte in Tiefen bis zu 6000 Metern relativ große Flächen untersuchen. Dazu werden sie programmiert, dann fahren sie in der Tiefsee selbstständig einen bestimmten Kurs ab.

Sonaraufnahme des Meeresbodens, aufgenommen durch das Autonome Unterwasser Vehikel Remus 6000 der Firma Hydroid, welches sich im Besitz des Instituts für Meereswissenschaften IFM Geomar in Kiel befindet (Foto: IFM Geomar)

Der Side-Scan Sonar liefert detailgetreue Bilder

Kartographie mittels Sonar

Dabei schweben sie zwischen 25 und 50 Metern über dem Grund und kartieren den Meeresboden mit einem sogenannten Sidescan-Sonar. Dieser sendet von zwei Quellen Schallwellen in einer Fächerform aus und erstellt ein dreidimensionales Bild des Meeresbodens. Auf den Sonarbildern ließe sich allerhand erkennen, versichert Peter Herzig vom IFM Geomar. "Wir können die Art des Gesteins zwar nicht feststellen, wir können aber über die Reflexion der Schallwellen erkennen, ob es ein harter oder weicher Reflektor ist". Ein weicher Reflektor wäre zum Beispiel Sediment. Ein harter Reflektor wäre Gestein und noch härter wären Metallteile. "Kunststoff liegt irgendwo zwischen dem Gestein und den Metallteilen," erklärt Herzig.

Das Bild zeigt eine Sonaraufnahme des Meeresbodens, aufgenommen durch das Autonome Unterwasser Vehikel Remus 6000 der Firma Hydroid, welches sich im Besitz des Instituts für Meereswissenschaften IFM Geomar in Kiel befindet (Foto: IFM Geomar)

Eine Fülle von Daten für die Wissenschaft

Erst wenn das unbemannte autonome U-Boot zurückkehrt, können die Wissenschaftler die Daten auswerten. Zwar ist es möglich, mit dem AUV mittels digitalisierter Schallwellen zu kommunizieren, aber dies tun die Forscher nur im Notfall. Nach dem Abtauchen kann das AUV 24 Stunden lang arbeiten, bis es wieder zur Oberfläche zurückkehrt. Und bislang sei es immer wieder zurückgekehrt, freut sich Herzig. Denn diese Geräte sind relativ neu und es gibt nur drei auf der Welt. "Zwei bei einem Institut in den USA, bei der Woods Hole Oceanographic Institution - einem unserer Partnerinstitute - und eins ist hier bei uns".

Schwarmverhalten wie bei den Fischen

Bei der Suche nach dem abgestürzten Flugzeug kamen alle drei Geräte gleichzeitig zum Einsatz. Denn die drei Roboter sind äußerst teamfähig. Sie zeigen Schwarmverhalten, ähnlich wie Fische und sind somit in der Lage, miteinander zu kommunizieren und ihre jeweiligen Routen aufeinander abzustimmen.

Prof. Peter Herzig, Direktor des IFM-Geomar Institut für Meereswissenschaften vor einem Ferngesteuerten Unterwasser Vehikel (Foto: Fabian Schmidt/DW)

Prof. Peter Herzig sieht viele neue Forschungsprojekte entstehen

"So können sie ein größeres Gebiet im Wechselspiel untereinander absuchen," erklärt der Kieler Forscher. Insgesamt über 2000 Quadratkilometer vor der brasilianischen Küste haben die Unterwasserroboter während der zweijährigen Suche nach dem Flugzeugwrack analysiert. Die Ergebnisse sind bis auf 20 Zentimeter genau. "Dieser Bereich ist jetzt der am besten kartierte Meeresboden weltweit", schwärmt Herzig. "Normalerweise haben wir keine solchen Detailkarten. Jetzt aber sehen wir einzelne Vulkane, Verwerfungen und Sedimente". Von diesen vielen gesammelten Daten, da ist sich Herzig sicher, würden in Zukunft Generationen von Wissenschaftlern profitieren.

Das kartographierte Gebiet vor der brasilianischen Küste könne zu einem Eldorado für Geologen und Meereswissenschaftler werden. "Abgesehen von den traurigen Anlass und der Region, in der das Wrack liegt, wird dies vielleicht einmal so etwas wie ein Wissenschaftspark werden, wo man umfassende Untersuchungen durchführen kann," sagt der Wissenschaftler. Herzig ist sich sicher, dass das auch Forscher aus anderen Staaten interessieren könnte. Deshalb werde das IFM Geomar diese Daten bald publizieren.

Autor: Fabian Schmidt
Redaktion: Judith Hartl

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