Fliegender Minensucher: In Zukunft sollen Flugdrohnen Sprengkörper und Landminen aufspüren. Forscher arbeiten an einer Drohne, die mit einem speziellen Radar nach Minen sucht. Aus diesen Daten können hochaufgelöste Bilder erstellt werden, die den Ort der Tretminen zentimetergenau anzeigen. Die bisher gefährliche Suche nach den Waffen soll dadurch einfacher werden.
Landminen sind eine für das Auge oft unsichtbare Gefahr. Ob im Dschungel von Kambodscha, in der Wüste von Mali oder der Ukraine – die gefährlichen Sprengkörper liegen oft noch Jahrzehnte nach ihrem Abwurf versteckt in der Landschaft. Denn sie zu finden und zu beseitigen ist schwierig und riskant: Bisher müssen Personen mit Handgeräten unter Lebensgefahr in vermintes Gelände vordringen – an unwegsamen, dicht bewachsenen Orten ist die Suche auch mit militärischen Fahrzeugen fast unmöglich.
Laut Landminen-Monitor fielen 2014 mehr als 3.700 Personen diesen hinterhältigen Waffen zum Opfer – 80 Prozent davon waren Zivilisten. Zudem können verminte Landstriche nicht bewirtschaftet werden, was den Wideraufbau ehemaliger Kriegsgebiete zusätzlich erschwert. Christian Waldschmidt von der Universität Ulm hat sich deswegen gemeinsam mit Kollegen etwas Neues überlegt, um Minen ausfindig zu machen.
Auf den Zentimeter genau
Das Forscherteam entwickelt eine Drohne, die aus der Luft nach den Sprengkörpern suchen soll. Mittels Radarsensoren scannt sie das möglicherweise verminte Gelände ab. „Viele Minen sind im Erdboden vergraben, weshalb wir ein Bodenradar mit einer relativ niedrigen Frequenz einsetzen“, sagt Waldschmidt.
Die Radarwellen der Drohne dringen ins Erdreich ein und erstellen ein Dichteprofil. Aus vielen Messungen entlang der Drohnen-Flugbahn wird aus den Radardaten ein hochaufgelöstes Bild generiert. Dank Bildverarbeitung und Mustererkennung mit speziellen Algorithmen können die Forscher dann auf die Art des Objekts und seine zentimetergenaue Position schließen.
Schwankende Drohne birgt Herausforderung
Auf den ersten Blick klingt die Idee der Minensuche aus der Luft so einfach wie genial. Doch es gibt noch einige Herausforderungen: Beispielsweise sind Drohnen instabil und schwanken im Flug. Um hochaufgelöste Aufnahmen zu erhalten, muss jedoch die Flugbahn möglichst genau bekannt sein. Nur so kann sichergestellt werden, dass auch kleine Objekte fokussiert und damit aufgespürt werden können.
Die Forscher arbeiten deshalb daran, sowohl das Fluggerät als auch die Radartechnik noch zu optimieren. Sie greifen dabei auf Erfahrungen zurück, die bei der Entwicklung von Sensoren für autonome Fahrzeuge oder Drohnen in der Landwirtschaft gemacht wurden.
Bessere Abstimmung ist noch erforderlich
Erste Tests haben die Forscher mit ihrem Radarsystem bereits durchgeführt. Im nächsten Schritt müssen nun Drohne und Radartechnik aufeinander abgestimmt werden. Außerdem wollen die Wissenschaftler das System so anpassen, dass die unterschiedliche Bodenbeschaffenheit in verminten Gebieten mit einkalkuliert wird – von extrem trocken bis sumpfig.
Die endgültige Bewährungsprobe für die Drohne sollen dann Testflüge in den tatsächlichen Minengebieten sein. Dazu planen die Forscher einen Probeeinsatz im Umland von Sarajewo oder in Kambodscha.
(Universität Ulm, 21.10.2016 – HDI)
