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An der langen Leine

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 15.03.2010 17:37

"ROVs" erkunden fremde Welten unter Extrembedingungen. Trotz korrosivem Milieu, absoluter Finsternis und einem Druck von mehreren hundert Kilogramm pro Quadratzentimeter - die ferngelenkten Roboter erledigen ihren Job. Nicht auf anderen Planeten wie ihre berühmten Kollegen aus der Raumfahrtabteilung, sondern in den Tiefen unserer Weltmeere.

Die Erkundung der Tiefsee hat Tradition. Erster Höhepunkt der bemannten Tauchfahrten war sicherlich die Reise des U-Boots Trieste, das Jacques Piccard und Donald Walsh 1960 auf den 11 Kilometer tiefen Grund des pazifischen Marianengrabens setzten. Heutzutage sind es vor allem unbemannte Gefährte, die am Meeresboden arbeiten - etwa die über Kabel mit dem Mutterschiff verbundenen "Remotely Operated Vehicles" (ROVs) oder die vollkommen autonom arbeitenden "Automated Underwater Vehicles" (AUVs). Die Tauchroboter helfen bei der Verlegung von Seekabeln, inspizieren Pipelines, tauchen durch die Aufbauten der lange versunkenen "Titanic" und "Bismarck" oder erforschen im Auftrag von Meeresbiologen, Ozeanografen und Geowissenschaftlern die sieben Weltmeere. Prominente deutsche Vertreter in der Forschungsabteilung arbeitender ROVs heißen CHEROKEE und QUEST.

CHEROKEE taucht ab

 
Die Bewegungsunschärfe kommt nicht von ungefähr: ROV CHEROKEE ist klein und wendig. Das im Ozeanblau verschwindende Versorgungskabel (rechts) führt geradewegs zum Forschungsschiff.
(c) MARUM_Forschungszentrum Ozeanränder, Universität Bremen

 

Beide Unterwasserfahrzeuge sind kommerziell von US-amerikanischen Firmen entwickelt worden und werden nun wissenschaftlich durch das Bremer MARUM_Forschungszentrum Ozeanränder genutzt. Ihre Referenzlisten sind überaus beachtlich - und enthalten nicht wenige Projekte des FuE-Programms GEOTECHNOLOGIEN, denen die ROVs zu spektakulären Einsichten und Ergebnissen verhelfen konnten. Die Untersuchung von Methangasquellen und Ölaustritten im Schwarzen Meer im Rahmen des Projekts METRO gehört ebenso dazu wie das "Erschnüffeln" von Methan und die Probennahme in der stürmischen Nordsee für MUMM II. Antje Boetius und ihr Team inklusive Außendienstmitarbeiter CHEROKEE waren dabei einer just sechs Jahre zuvor entdeckten Art von Mikroorganismen auf der Spur, die als Bodenbelag den größten Teil der im Meeresgrund schlummernden Methanvorkommen einfach "veratmen", bevor diese unserer Atmosphäre gefährlich nahe kommen können.

Robotische Kundschafter auf der Suche nach exotischen Lebensformen - in der öffentlichen Wahrnehmung ist dieser Titel immer noch eher dreiachsigen Marsmobilen vorbehalten. Die Bilder ihrer ersten Ausfahrten auf dem roten Planeten gingen um die Welt; wenn Tauchroboter die immer noch weißen Flecken unserer Weltkarte durchfahren, sind hingegen meist nur eine Handvoll Wissenschaftler Zeugen. Dabei sind die Weiten der Tiefsee - jener "Erdteil", der immerhin fast 60 Prozent der Erdoberfläche bildet - weit weniger bekannt als die Weiten von Mars und Mond.

Ausrüstung QUEST 


45 Tonnen Ausrüstung auf einem Blick: Kontrollcontainer mit der ROV-Steuerzentrale, Aussetzrahmen, elektrische Winde und Transportcontainer umringen hier den leuchtend roten Unterwasserroboter QUEST.
(c) MARUM_Forschungszentrum Ozeanränder, Universität Bremen

 

Bei der Erforschung dieser unentdeckten Welten hat sich ein ganz bestimmtes Grunddesign durchgesetzt, dem fast alle ROV-Konstrukteure mehr oder minder folgen. Die Tauchroboter besitzen meist eine Art metallischen Nutzlastschlitten, auf dem Antriebe, Scheinwerfer, Manipulatoren, Sensoren, Trimmgewichte und Auftriebskörpern montiert sind. Ein halbes Dutzend Propeller ermöglichen es den an der Meeresoberfläche verbleibenden Piloten, das im Wasser wie schwerelos dahin gleitende ROV punktgenau zu manövrieren. Die Befehle dazu überwinden die bis zu einige Kilometer lange Strecke zwischen dem Roboter und dem Leitstand an Bord eines Forschungsschiffes über ein nicht einmal drei Zentimeter dickes Versorgungskabel, das im englischen treffend "umbilical", also Nabelschnur, genannt wird. Kupferkabel transportieren den Starkstrom, der dem Roboter Leben einhaucht, nach unten, Glasfaserkabel leiten Daten wie Videomaterial, Bilder und Messwerte an die Oberfläche.

Kameras - mittlerweile sogar HDTV -, Scheinwerfer, Messapparaturen, Elektromotoren, Greifarme und Probenbehälter bilden die Standardausrüstung der Hightech-Taucher. Und die muss bei jedem Einsatz eine Menge verkraften. Vor allem der Gewichtsdruck einer mehrere Kilometer hohen Wassersäule stellt große Anforderungen an die Technik der kabelgebundenen Tiefseegefährte.

"Der Druck am Arbeitsplatz wächst" - in der Welt robotischer Arbeitnehmer wie QUEST hat diese Aussage eine ganz handfeste Komponente. Wenn das ROV in 4000 Metern Tiefe arbeitet, lasten beeindruckende 400 Atmosphären auf seinem Körper, auf Scheinwerfern, Kameras, Motoren, der gesamten Außenhaut. Massiven Bauteilen kann auch ein solch hoher Wasserdruck kaum etwas an haben. Anders sieht das aus bei Komponenten, die komprimierbare Hohlräume aufweisen. Sie müssen zum Schutz entweder in sichere Druckgehäuse verpackt werden, in denen trotz Tauchfahrt immer angenehme 1013 Millibar herrschen oder aber werden mit Öl befüllt, welches durch einen speziellen Mechanismus stets automatisch den Umgebungsdruck des Wassers annimmt. Ohne Druckdifferenz zwischen innen und außen existieren auch keine Druckkräfte, die teures Gerät zerquetschen könnten.

Die Preise, die Forschungsinstitute für das komplette Hightech-Paket eines Tauchroboters zahlen, können mehrere Millionen Euro erreichen, je nachdem ob es sich um einen umgerüsteten kommerziellen Roboter oder um eine Eigenentwicklung handelt. Nicht der einzige Unterschied übrigens innerhalb der ROV-Familie, wie die nachfolgenden Steckbriefe einiger prominenter Vertreter zeigen:

Ein Klick auf die Passbilder führt zu den jeweiligen Steckbriefen.



TM, iserundschmidt 02/2007


Mehr Informationen zu Tauchrobotern finden Sie auf den Internetseiten des "ROV Committee of the Marine Technology Society".

Verweise
Bild(er)