Prototyp des ersten Internet-gesteuerten Tiefseeroboters vorgestellt "Crawler" erforscht Meeresboden online - scinexx | Das Wissensmagazin
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Prototyp des ersten Internet-gesteuerten Tiefseeroboters vorgestellt

„Crawler“ erforscht Meeresboden online

Tiefsee-Crawler © International University Bremen

Die International University Bremen hat den ersten Internet-gesteuerten Tiefseeroboter vorgestellt. Der „Crawler“ soll unter anderem zur Erdbebenüberwachung am Meeresboden eingesetzt werden.

Der Prototyp gehört zu einem durch den Forschungsverbund IRCCM entwickelten Tiefseeobservatorium, das für die Erforschung von Geologie und Ökologie des Meeresgrundes ebenso wie die Erdbebenüberwachung oder die Überwachung von Offshore-Anlagen der Erdöl- und Erdgasindustrie eingesetzt wird.

Das Tiefseeobservatorium besteht aus einem Landesystem mit einer zentralen Messeinheit zur Untersuchung von Prozessen in den Wasserschichten in Meeresboden-Nähe und drei bis vier autonomen Roboterfahrzeugen, den sogenannten Crawlern. Die Crawler sind mit Web-Kameras mit Dreh-, Schwenk- und Zoomfunktion ausgestattet, die eine optische Orientierung für das gezielte Ansteuern von Positionen am Meeresboden im Umkreis von 30-50 m um die zentrale Messeinheit ermöglichen. Darüber hinaus können die Roboter mit unterschiedlichen modularen Messsystemen ausgestattet werden, die Messdaten in hoher räumlicher Auflösung am Meeresgrund erfassen. Die Videobilder und Messdaten können über die zentrale Messeinheit direkt online aus Meerestiefen bis zu 6000 m mittels landverbundenem Glasfaser/Stromkabel von den angeschlossenen Datenzentralen abgerufen werden.

Neu ist, dass die Tiefsee-Crawler weltweit von landbasierten PCs aus über das Internet angesteuert werden können. Vergleichbare Forschungsgeräte konnten bisher nur von Forschungsschiffen aus betrieben werden. Durch den Wegfall begrenzter Schiffszeiten sind auf diese Weise sind erstmals Langzeitbeobachtungen bei geringer Wartungsintensität (Wartung all sechs bis zwölf Monate) möglich.

Einsatzbereiche des Roboters

Einsatzbereiche für das Tiefseeobservatorium sind die Erforschung von Geologie und Ökologie des Meeresgrundes ebenso wie die Erdbebenüberwachung. Derzeit laufen weltweit mehrere Projekte an, die eine Online-Erforschung der Tiefsee ermöglichen sollen, allen voran das amerikanische Neptune Program, welches die Verkabelung von 3000 km Meeresboden entlang der Nordwest-Amerikanischen Küste vorsieht und unter anderem zur Erdbeben- und Tsunami-Warnung aufgebaut werden soll. Der Einsatz des Observatoriums ist dort ab Herbst 2004 geplant. Das Observatorium kann auch in der meeresbasierten Erdöl- und Erdgasindustrie zur Überwachung von Offshore-Anlagen eingesetzt werden.

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Darüber hinaus bietet sich die Online-Observation des Meeresgrundes als einmalige Plattform an, um die Bedeutung von Prozessen am Meeresgrund und deren Erforschung einem breiten Publikum näher zu bringen. Auf der Website kann die Entwicklung des Projektes der öffentlich zugänglichen Tiefsee-Web-Kamera ab 10. April 2004 verfolgt werden.

Beteiligte Kooperationspartner und Messmodulausstattung der Roboter

Die Entwicklung des Tiefsee-Crawlers wurde von der IUB koordiniert und erfolgte innerhalb der letzten acht Monate in enger Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) und der Firma Meerestechnik Bremen. Ausgerüstet werden die Crawler mit speziellen Sensor-Modulen, die von verschiedenen Partnern des Forschungskonsortiums IRCCM in Zusammenarbeit mit Meerestechnik-Unternehmen entwickelt wurden. Das Sonden-Modul des Bremer Max-Planck-Institutes für Marine Mikrobiologie ermöglicht die Feinsterfassung von Sauerstoff- und Nährstoff-Gradienten in den obersten Schichten des Meeresbodens und kann auch zur Messung bakterieller Aktivitäten eingesetzt werden.

Das Modul „Hydroakustik“ wird zusammen von der IUB und dem DFG-Forschungszentrum Kontinentalränder der Universität Bremen in Zusammenarbeit mit der Firma Bremerhavener a.r.sTech entwickelt und dient zur hochauflösenden Kartierung der oberen Sedimenthorizonte. Das vom Kieler Meeresforschungsinstitut IfM-GEOMAR entwickelte Modul „Schlierenoptik“ wurde am niederländischen Royal Netherlands Institute for Sea Research NIOZ vervollständigt und kann Methanaustritte am Meeresboden quantifizieren. Das Modul „Benthische Kammer“ der TUHH erlaubt die Simulation von Bodenströmungen auf Sedimentoberflächen.

(idw – International University Bremen, 16.03.2004 – DLO)

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