Flugroboter auf Polarstern
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Von Sascha Lehmenhecker |
Ein wichtiges Instrument zur Erforschung des arktischen Eisrandbereichs ist unser „Messtorpedo“ PAUL. PAUL ist ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV), das entlang der Eiskante eingesetzt wird. Zur Planung der Tauchgänge ist es für uns wichtig, auf genaue Informationen zur Bewegung des Eises zurückgreifen zu können. Aufgrund von Wind, Wellen und Strömungen kann sich die Position der Eiskante innerhalb weniger Stunden um mehrere Kilometer verschieben. Während der Arktisexpedition ARK 26/2, im Jahr 2011, machten wir daher erste Versuche, die Driftgeschwindigkeit und -richtung verschiedener Eiskanten in der Arktis zu messen. Die damals entwickelten IceTracker bestanden aus einem GPS-Empfänger und einem Funksender. Die Position des Trackers wurde sekündlich übermittelt und erlaubte uns die Feststellung der Eisbewegung.
Die Tracker wurden mit Hilfe eines Schlauchbootes oder eines Helikopters ausgebracht. Dieses Verfahren stellte sich jedoch relativ schnell als aufwendig, zeitraubend und gefährlich heraus. Während der darauffolgenden Expedition ARK 27/2 (2012), setzten wir daher erstmals einen am AWI entwickelten Hexacopter für diese Aufgabe ein. Der Hexacopter landete auf dem Eis, stellte seine Position ebenfalls per GPS fest und übertrug sie an das Forschungsschiff „Polarstern“ von dem aus der Tauchgang des AUVs gesteuert wurde. Im Rahmen der AUV-Tauchgänge übernahm der Hexacopter somit eine Navigationsaufgabe zur Unterstützung des AUVs.
Der 2012 eingesetzte Hexacopter war jedoch ferngesteuert und konnte daher nur in Sichtweite geflogen werden. Nach Abschluss des Tauchgangs musste sich Polarstern der Position des Hexacopters annähern um ihn wieder zurück an Bord fliegen zu können. Um den Aktionsradius des Hexacopters zu vergrößern, sollen im Rahmen der Helmholtz-Allianz Robotische Exploration unter Extrembedingungen (ROBEX) verschiedene Weiterentwicklungen realisiert werden, wie z.B. die Möglichkeit des autonomen Rückflugs zu einem Schiff (inklusive Landung) oder auch kamerakontrollierte Flüge außerhalb des Sichtbereichs. Leider ist es nicht möglich auf vorhandene Multicoptersteuerungen zurückzugreifen, wie sie im Handel erhältlich sind: Die magnetische Missweisung in den hohen Breiten und der Stromverbrauch der käuflichen Steuerungen machen diese untauglich für die Arktis.
Das Team, welches an dieser Aufgabenstellung arbeitet, besteht aus dem Alfred-Wegener-Institut als Teil der wissenschaftlichen Gemeinschaft Tiefsee und der Universität Würzburg, als Partner aus dem Bereich Luft- und Raumfahrt. Zur Zeit befinden sich die an diesem Projekt beteiligten Mitarbeiter des AWI und der Universität Würzburg an Bord des Eisbrechers Polarstern. Bei über 79° Nord werden zwischen Spitzbergen und Grönland erste Testflüge auf dem Helikopterdeck der Polarstern durchgeführt.
Wir sammeln so viele Daten wie wir können um der Polarforschung irgendwann ein neues und wertvolles Messwerkzeug bieten zu können.
Viele Grüße aus der Arktis
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