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Donnerstag, 25.05.2017
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Robotertauchboot durchquert Golfstrom

Erstmals gelang Unterquerung mit einem autonomen Unterwassergleiter

Ein Unterwassergleiter namens “Spray” hat Geschichte gemacht – zumindest in der Meeresforschung: Er hat als erstes autonomes Robotertauchboot (AUV) den Golfstrom erfolgreich durchkreuzt. Nach Ansicht der beteiligten Forscher beweist dies gleichzeitig, dass sich solche Unterwasserfahrzeuge auch für Langstreckenmissionen eignen und eröffnet neue Möglichkeiten für die Meeresforschung.
Robotertauchboot "Spray"

Robotertauchboot "Spray"

Das am 11. September 2004 rund 150 Kilometer südlich der Insel Nantucket gestartete Tauchboot ähnelt einem Modellflugzeug: Es ist rund zwei Meter lang und besitzt eine Flügelspannweite von rund 1,20 Meter. Mit einer Geschwindigkeit von rund 800 Metern pro Stunde oder 19 Kilometern pro Tag bewegte es sich die 600 Kilometer südlich in Richtung Bermudadreieck. Dabei gleitet das Tauchboot nicht waagerecht durch das Wasser sondern taucht dreimal am Tag in 1.000 Meter Tiefe ab, um anschließend in einem Bogen langsam wieder bis in Oberflächennähe aufzusteigen. Auf diese Weise erfasst es verschiedene Messwerte aus unterschiedlicher Wassertiefe.

Alle sieben Stunden steigt Spray für rund 15 Minuten an die Oberfläche um seine Position und Informationen über die Meeresbedingungen wie Temperatur, Salzgehalt und Druck über eine Satellitenverbindung an das Meeresforschungsinstitut von Woods Hole in Massachusetts und die Scripps Institution der Universität von Kalifornien in San Diego zu übermitteln. Hier werten die Wissenschaftler Breck Owens, Russ Davis und Jeff Sherman die Daten aus und verfolgen den Fortschritt des Tauchroboters.

Spray bewegt sich im Wasser auf einem vorprogrammierten Kurs, indem er einen Liter eines Mineralöls zwischen zwei Schwimmblasen, einer im Inneren der Hülle, einer außerhalb, hin und her pumpt. Dadurch ändern sich Volumen und Dichte des Gleiters und machen ihn leichter oder schwerer als das umgebende Wasser. Die Flügel sorgen dabei für die entsprechende Ausrichtung und die Vorwärtsbewegung des Vehikels.


Nach zunächst zwei Fehlstarts im Sommer, bei denen das Vehikel wegen eines Ausfalls wichtiger Instrumente nach nur wenigen Tagen geborgen werden musste, verlief der dritte Versuch im September dann erfolgreich. Die ersten Wochen der langen Reise gingen glatt, doch als das Tauchboot den Golfstrom erreichte, rissen die starken Oberflächenströmungen das Boot mit sich nach Norden. „Wir haben fast zwei Wochen innerhalb von nur zwei Tagen verloren“, erklärt Shermann. Doch über die Satellitenverbindung konnten die Forscher dem Vehikel Kommandos zum Gegensteuern geben und wenig später hatte Spray erfolgreich den Warmwasserstrom durchkreuzt.

„Es war aufregend, um es mal vorsichtig auszudrücken“, erzählt Owens. „Wir haben gerade einen Weg durch den Golfstrom geschafft und bewiesen, dass wir Gleiter dieser Art nutzen können, um Zirkulationsmuster und große Strömungen zu erforschen.“ Mit einer Reichweite von rund 6.000 Kilometern kann Spray potenziell sogar den gesamten Atlantik oder andere Ozeanbecken durchqueren. „Das Entscheidende ist das Spray über Monate auf See bleiben kann mit relativ geringen Kosten. Das erlaubt es uns, auch großräumige und längerfristige Veränderungen unter der Meeresoberfläche zu beobachten, die sonst unerforscht bleiben würden“, so Davis. Sein Kollege Owens ergänzt: „Wir stellen uns vor, in einigen Jahren eine ganze Flotte dieser Gleiter im Einsatz zu haben. Das könnte sogar die grundlegenden Fragestellungen über die Funktionsweise der Ozeane ändern.“
(Woods Hole Oceanographic Institution, 08.11.2004 - NPO)
 
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