AWI-Unterwasserroboter im Langzeiteinsatz: Eine Woche Schlaf nach einer Messung

„Tramper“ allein in der Tiefsee

Der Tiefsee-Crawler „Tramper“ wird für einen Test in der Arktis von Bord der „Polarstern“ ausgesetzt. Das Gerät misst ein Jahr lang autonom am Meeresgrund wöchentlich den Sauerstoffgehalt im Sediment. - Foto: Eddi Fadeev/AWI

Bremerhaven - Fernab jeder Steuerung arbeitet ein Unterwasserroboter seit wenigen Tagen in 2500 Metern Wassertiefe am Meeresgrund der Arktis. Forscher und Ingenieure des Alfred-Wegener-Institut (AWI) haben den Tiefsee-Crawler „Tramper“ für eine ganzjährige, vollständig autonome Mission ins Wasser gesetzt.

„Schlafen, fahren, fotografieren und messen“ – so einfach klingt die Aufgabenbeschreibung für den „Tramper“. Und der Unterwasserroboter scheint für seinen Job in der arktischen Tiefsee bei einer Wassertemperatur nahe demGefrierpunkt bestens präpariert zu sein. Ein Testlauf war erfolgreich: Zwei Tage lang war er auf dem Meeresgrund in 1 500 Metern Tiefe unterwegs. Er legte 123 Meter zurück, führte sieben Messzyklen durch und stellte so seine Funktionsfähigkeit unter Beweis.

So war der Weg frei, um den Unterwasserroboter für seine lange Mission im Tiefseeobservatorium „AWI-Hausgarten“ in einer Wassertiefe von 2 500 Metern zu bringen. Ein videogeführtes Aussetzsystem („Launcher“) brachte den Crawler an den Meeresgrund, wo er nun jede Woche seine Messungen durchführen soll. Dabei bewegt er sich zunächst 15 Meter, um eine ungestörte Fläche zu erreichen. Eine Bilderkennungskamera prüft dort die Oberfläche: Sollten Steine oder ähnliches zu erkennen sein, fährt ,Tramper’ noch einmal zwei Meter weiter. Anschließend erfolgt eine hochauflösende Fotografie der Messstelle, bevor die eigentliche Messung beginnt. Dabei werden Sensoren in kleinen Schritten von 0,1 Millimeter in das Sediment gefahren, die die Sauerstoffverteilung im Meeresboden messen.

So weit, so gut. „Nach der Messung legt sich ,Tramper’ für ein Woche schlafen, um Energie zu sparen. Schließlich soll er mehr als 52 solcher Messzyklen bei einer Temperatur von minus 1,8  Grad Celsius absolvieren, die die Batterien stark fordert“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer, Biologe in der Helmholtz-Max-Planck-Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie.

Die Wissenschaftler wollen mit den „Tramper“-Messungen die Aktivität der Mikroorganismen am Meeresboden erforschen. Für den Abbau an organischem Material im Tiefseemeeresboden sind vor allem Mikroorganismen verantwortlich. Bakterien setzen die Reste toter Algen und Tiere um und verbrauchen dabei den Sauerstoff im Meeresboden. Je nachdem, wie viel tote Algen am Meeresboden ankommen, desto stärker oder geringer ist die Bakterienaktivität und damit die Sauerstoffzehrung. „Diese natürliche Schwankung über das Jahr wollen wir mit den Messungen von ,Tramper’ ermitteln“, sagt Wenzhöfer „Darüber lassen sich Aussagen treffen, wie das Ökosystem des arktischen Meeresbodens auf Umweltveränderungen reagiert. Solche Daten fehlen uns für die Arktis noch gänzlich.“

AWI-Ingenieur Dr. Johannes Lemburg ergänzt: „Für Untersuchungen der Tiefsee-Ökologen haben wir einen neuartigen Multi-Sensorrevolver entwickelt, der die gleichbleibende Qualität der Messungen garantieren soll.“ Dieser ermögliche es, mit drei Sensoren gleichzeitig zu messen und diese nach einer programmierten Anzahl an Messungen auszutauschen. Ein Sensortausch kann sechsmal erfolgen, so dass 18 Sensoren zum Einsatz kommen.

Ingenieure und Wissenschaftler warten jetzt gespannt auf ihre nächste Expedition: „Im Sommer 2017 werden wir mit der ,Polarstern’ in den AWI-Hausgarten zurückkehren und den ,Tramper’ hoffentlich heil und mit wertvollen Daten gespickt wieder aufnehmen können.“ - je

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