Tauchdrohnen Einziges deutsches Team im Finale des Ocean Discovery Xprize

Der Forschungswettbewerb Shell Ocean Discovery Xprize sucht autonome Tauchdrohnen, mit denen sich der Ozean auch in 4000 Metern Tiefe zuverlässig erforschen lässt. Von den ursprünglich 32 teilnehmenden Teams haben sich jetzt neun Stück für das Finale qualifiziert – darunter auch das einzige deutsche Team.

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Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Die Aufgabe des Shell Ocean Discovery Xprize lautet, den Grund des Ozeans in 4000 Metern Tiefe mit hoher Auflösung zu vermessen, dabei Objekte wie etwa Schiffswracks zu entdecken und Fotos von ihnen anzufertigen – und zwar mithilfe autonomer Systeme. Auf der Messe Oceanology International in London stellt die Xprize Foundation jetzt offiziell die neun Teams vor, die es ins Finale geschafft haben – darunter das einzige deutsche Team vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe, die Arggonauts.

Erfolgreicher Tiefsee-Test qualifizierte die Arggonauts

Im Halbfinale, das bis Dezember 2017 lief, mussten die Teams nachweisen, dass ihre Systeme binnen 16 Stunden 100 km² Meeresgrund in 2000 m Tiefe kartieren können. Teamleiter der Arggonauts, Dr. Gunnar Brink, erzählt: „Um diesen Nachweis zu liefern, war unser erster und bisher einziger echter Tiefsee-Test im Atlantik der entscheidende Meilenstein. Wir waren dafür im November zehn Tage in Laredo, Nordspanien.“

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Im Finale, das für den Herbst 2018 geplant ist, werden die Teams in einem Feldtest in direkter Konkurrenz gegeneinander antreten. Sie müssen dann binnen 24 Stunden mindestens 250 km² Boden in einer Tiefe von 4000 m vermessen, ein Objekt finden und prämierungswürdige Bilder aufnehmen. Die gesamte Ausrüstung dafür muss in einen einzigen Standard-Frachtcontainer passen. „In dieser unscheinbar wirkenden Randbedingung steckt der eigentliche technologische Durchbruch“, erklärt Brink.

„Forschungsschiffe mit einer Mannschaft von Dutzenden Leuten können den Ozeangrund schon lange vermessen, nur ist das schwerfällig und teuer.“ Über die Tiefsee, die immerhin fast zwei Drittel der Erdoberfläche ausmacht, ist weniger bekannt als über den Mars. „Im Xprize-Wettbewerb entwickeln wir eine radikal neue, leichtgewichtige Technologie. Sie soll die Kosten um ein Vielfaches senken, so dass die Kartierung und die Erforschung dieses Lebensraums endlich bezahlbar werden“, erklärt Brink weiter.

Elektrisches U-Boot agiert autonom

Die Arggonauts setzen auf selbstentwickelte Tauchdrohnen von rund 2,50 m Länge, die „Great Divers“. Jedes der elektrisch angetriebenen U-Boote wird von einem aufblasbaren, ebenfalls elektrisch angetriebenen Katamaran, dem „Water Strider“, zum Einsatzort geschleppt. Dabei arbeiten mehrere dieser kombinierten Über- und Unterwassersysteme im Verbund. „So kann jeder Great Diver gleich mit mehreren Oberflächenfahrzeugen über Schallwellen kommunizieren, was eine sehr präzise Ortung ermöglicht“, erläutert Teamleiter Brink. Die Positionsbestimmung ist eine der größten Herausforderungen, weil unter Wasser kein direkter GPS-Empfang möglich ist. „Per Sonar tasten die Great Diver den Meeresgrund ab, um ihn zu vermessen. Mindestens eins der U-Boote hat außerdem eine leistungsfähige LED-Blitzanlage und vier Spezialkameras an Bord“, sagt Brink.

Um die Tauchdrohnen nach erfüllter Mission – nach wie vor ohne menschliches Zutun – zu bergen und heil zurückzubringen, hat das Team um Brink ein spezielles Recovery-Verfahren entwickelt und patentiert. Der Water Strider zieht dabei ein Fangseil hinter sich her und fährt in einer immer enger werdenden Spirale um den Great Diver, bis er die Tauchdrohne sicher eingehakt hat und sie an Land schleppen kann.

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