13.06.2016, 09:11 Uhr | 0 |

Neue Technik an Bord Forschungsschiff Polarstern bringt Roboter Tramper und AUV Paul in die Arktis

Das Forschungsschiff Polarstern hat mal wieder Fernweh: Am heutigen Montagabend sticht der Eisbrecher von Bremerhaven aus in See. Ziel ist der AWI-Hausgarten in Norwegen, ein Tiefsee-Langzeitobservatorium vor Spitzbergen. An Bord befinden sich gleich drei neue Geräte, die für bessere Daten aus der arktischen Tiefsee sorgen sollen.

Polarstern in der Arktis
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Polarstern in der Arktis: Das AWI-Forschungsschiff wird diesmal neue Technik mit ins Eis bringen. 

Foto: AWI

Es wird keine Urlaubsfahrt, sondern eine Dienstreise, wenn die Polarstern kommenden Montag mit dem Abendhochwasser um 19 Uhr von Bremerhaven aus in Richtung Spitzbergen aufbricht: Ziel ist der Hausgarten des Alfred-Wegener-Instituts (AWI). Und das ist ein Tiefsee-Langzeitobservatorium.

Es befindet sich in der Framstraße, dem Seeweg zwischen Nordatlantik und Arktischem Ozean. Der Hausgarten besteht aus inzwischen 21 Stationen in Wassertiefen von 300 bis 5500 m. Seit 1999 ist die Polarstern dort in den Sommermonaten immer wieder Stammgast. 

Tramper bleibt ein ganzes Jahr am Meeresboden

Gleich mehrere neuentwickelte autonome Messgeräte bringt die Polarstern diesmal mit. Sie sollen am Meeresboden, in der Wassersäule und in der Luft die Langzeitmessungen in der Übergangszone zwischen dem nördlichen Nordatlantik und dem zentralen Arktischen Ozean ergänzen. Mit der neuen Technik wollen die AWI-Forscher des Helmholtz-Zentrums für Polar- und Meeresforschung mit höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung die klimatischen Veränderungen in der Arktis und deren Auswirkungen auf die Lebenswelt vor Ort analysieren.

Dafür wird der Unterwasserroboter Tramper für ein ganzes Jahr am Meeresboden der Arktis ausgesetzt. „Das neu entwickelte Gerät soll dort wöchentlich Sauerstoff entlang von Tiefengradienten messen. So wollen wir quantifizieren, wie die sedimentbewohnenden Tiefseeorganismen die Biomasse am Meeresboden abbauen und als Nährstoffe wieder freisetzen“, erläutert Dr. Thomas Soltwedel. Der Tiefsee-Ökologe vom AWI ist Fahrtleiter der diesjährigen Sommerexpedition der Polarstern.

Auf jede Messung folgt einwöchiger Tiefschlaf

Der Unterwasseroboter ist nicht auf eine hohe Geschwindigkeit oder eine weite Fahrstrecke ausgelegt, sondern auf einen möglichst energiesparenden Betrieb. „Tramper fährt mit einem Tempo von maximal 13 Meter pro Minute, eine Geschwindigkeit bei der bereits eine unerwünschte Sedimentwolke entstehen kann“, erklärt AWI-Ingenieur Johannes Lemburg. Eigenständig und ohne Fernsteuerung fährt Tramper jeweils eine kurze Wegstrecke, fotografiert die Messstelle und führt die Sauerstoff-Profilmessungen durch. Danach fällt Tramper in einen einwöchigen Tiefschlaf, bevor sich die langsame Prozedur wiederholt.

Paul schwimmt über Tramper hinweg

Damit es dem Tramper am Meeresboden nicht zu langweilig wird, zieht Paul unermüdlich seine Kreise über ihm. Das autonome Unterwasserfahrzeug (AUV) namens Paul schwimmt auf festgelegtem Kurs durch das arktische Wasser und sammelt eifrig Proben ein, aus denen die Wissenschaftler an Bord der Polarstern die Kleinstlebewesen des Planktons filtern und bestimmen.

Paul ist ein kleines Labor: Er misst die Wassertemperatur, den Salzgehalt, die Nitrat-Konzentration, Chlorophyll und Sauerstoff sowie verschiedene organische Substanzen und die Intensität photosynthetisch aktiver Strahlung. Ein eingebauter akustischer Doppler-Strömungsmesser untersucht die physikalischen Eigenschaften entlang der Schmelzwassergrenze im Eisrandbereich des Arktischen Ozeans.

UAV unterstützt AUV

Unterstützung bekommt das AUV namens Paul durch sogenannte UAV, das sind unbemannte autonome Fluggeräte. Diese Unmanned Aerial Vehicle zeichnen neben der Eisbedeckung auch die Dicke der Schneeauflage auf. So lässt sich bilanzieren, welchen Anteil die Sonneneinstrahlung als Energie im Ozean unter dem Eis hat.

Ein UAV wird GPS-Sender auf dem Meereis platzieren, um den Drift des Meereises zu erfassen. Die von den Drohnen erfassten Daten werden genutzt, um die Route von Paul zu programmieren. Der koordinierte Einsatz der drei neuen Messgeräte ergänzt die Langzeitmessungen, die die Wissenschaftler im AWI-Hausgarten zwischen Spitzbergen und Grönland durchführen.

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Von Detlef Stoller
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