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Tauchfahrzeuge für den X-Prize

Die Water Strider sind Katamarane mit aufblasbaren Rümpfen. Sie sind knapp sechs Meter lang und knapp drei Meter breit und mit einem etwa 7,4 Kilowatt starken Motor sowie mit Systemen zur Kommunikation und Positionsbestimmung über Satellit ausgestattet. Der Water Strider schleppt den Great Diver ins Einsatzgebiet und klinkt ihn dort aus.

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Das Tauchboot ist 2,6 Meter lang, hat einen Durchmesser von knapp 60 cm und wiegt 350 kg. Ausgerüstet mit einem 370 Watt starken Elektromotor, einem Sonarsystem sowie einem Ultraschallkommunikationssystem taucht es bis zu 4.000 Meter tief ab, um den Meeresboden zu kartieren. Wichtig dabei ist die Positionsbestimmung. Dazu kommunizieren die Tauchfahrzeuge per Ultraschall mit den Oberflächenfahrzeugen und können über Triangulation ihren Standort errechnen. "Nicht das einzelne Fahrzeug zählt, sondern das Zusammenspiel im Schwarm ist ein Kernbestandteil der Idee", erläutert Pontes. "Nur wenn mehr als ein Tandem im Einsatz ist, kann die Positionsbestimmung unter Wasser funktionieren."

Nach beendeter Mission taucht der Great Diver wieder auf und wird von dem Water Strider in einem dafür ersonnenen Manöver eingefangen. Dazu umkreist der Katamaran das Tauchfahrzeug in einer enger werdenden Spirale so lange, bis die Schleppleine im Great Diver eingehakt ist. Die Idee zu dem Manöver, das die Fraunhofer Forscher zum Patent angemeldet haben, soll einem der Teammitglieder in der Badewanne gekommen sein. Getestet haben sie es auf einem Altrheinarm.

Die Diver sind nicht aufgebaut wie ein herkömmliches U-Boot, sie haben nämlich keine Druckkammer. Stattdessen besteht die Hülle aus einem Polypropylenschaum, der auch für den Auftrieb sorgt. Sie ist aber nicht dicht, das Tauchfahrzeug ist offen und voll mit Wasser. Alle Teile sind so konstruiert, dass sie dem Druck von 400 bar in 4.000 Metern Tiefe standhalten. Die elektronischen Bauteile sind dazu druckneutral in Silikonkautschuk eingebettet - "Elektronik in Aspik", nennen die Forscher das. Lediglich einige druckempfindliche Komponenten sind in einem Titanzylinder untergebracht.

Great Diver wie Water Strider wurden eigens für den Wettbewerb konstruiert. Es war aber schon einiges an Knowhow vorhanden, das für den Bau autonomer Unterwasserfahrzeuge nötig ist, auf das das Team um Projektinitiator und -leiter Gunnar Brink zurückgreifen konnte. So waren die Great Diver nicht die ersten autonomen Tauchboote in offener Bauweise, die am Fraunhofer IOSB konstruiert wurden. Zuvor hatte es schon Tietek und Dedave gegeben. Mit der Schwarmthematik hatten sich andere Institutsteile bereits beschäftigt, allerdings in der Luft, nicht unter Wasser.

  • Autonome Tauchboote Great Diver (Bild: Fraunhofer IOSB)
  • Autonomes Oberflächenfahrzeug Water Strider im Einsatz (Bild: Fraunhofer IOSB)
  • Drucksicher untergebrachte Elektronik in Aspik ... (Bild: Werner Pluta/Golem.de)
  • ... beim Vorgänger Tietek auf der Cebit 2011. (Bild: Werner Pluta/Golem.de)
  • Autonomes Fraunhofer-Tauchboot Dedave  (Bild: Fraunhofer IOSB)
Drucksicher untergebrachte Elektronik in Aspik ... (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

"Für das Fraunhofer IOSB war das ganze Projekt ein Puzzleteil unserer Strategie zur Erforschung und Entwicklung autonomer Systeme für lebensfeindliche Umgebungen. Dieses Thema hat viele Aspekte, und Tiefseerobotik ist einer davon", fasst Pontes zusammen. Dennoch geht es erst einmal nicht weiter mit den Arggonauts.

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Agba 17. Jun 2019

Vielen Dank für diesen tollen Bericht. Ich empfand ihn gerde beim Frühstück als sehr...


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