Untersuchung von Schwebeteilchen 18.12.2013, 15:20 Uhr

Wolkenforschung mit unbemanntem Flugzeug

Drohnen lassen sich auch zivil ausgesprochen vielseitig nutzen: Mit dem unbemannten Flugzeug Aladina will die TU Brauchschweig nun Aerosole in der Luft untersuchen. Diese feinen Teilchen spielen eine große Rolle für das Klima und für die menschliche Gesundheit.

Leicht und preiswert: Das Flugzeug Aladina soll Partikel in Wolken untersuchen helfen. Das Flugzeug hat für Messgeräte eine Nutzlast von 2,2 kg und erreicht Flughöhen von bis zu 1000 Metern.

Leicht und preiswert: Das Flugzeug Aladina soll Partikel in Wolken untersuchen helfen. Das Flugzeug hat für Messgeräte eine Nutzlast von 2,2 kg und erreicht Flughöhen von bis zu 1000 Metern.

Foto: TU Braunschweig

3,60 Meter Spannweite und nur 22 Kilogramm Gewicht: Aladina ist ein Modellflugzeug mit besonderen Qualitäten. Als Forschungsdrohne kann es locker in 1000 Meter Höhe aufsteigen, bis zu 40 Minuten fliegen und dabei noch zweieinhalb Kilo Nutzlast tragen. Am Institut für Flugführung der TU Braunschweig wurde es entwickelt, um Messgeräte speziell für die Aerosolforschung zu transportieren.

Aerosolpartikel sind feinste Schwebeteilchen in der Luft. Einige von ihnen regen die Tropfenbildung an und spielen deshalb eine große Rolle bei der Bildung von Wolken. Sie beeinflussen das Klima, weil sie einen Teil der Sonneneinstrahlung abschirmen, aber auch den so genannten sauren Regen und das Ozonloch. Nicht zuletzt atmen Menschen Aerosole ein – mit möglichen schweren Folgen für die Gesundheit.

Erfolgreicher Praxistest in Leipzig

Gründe genug also, die Partikel genau zu untersuchen. Bislang war das aber fast nur mittels Bodenmessungen oder teuren Flügen mit Hubschraubern oder auch Luftschiffen möglich. Das unbemannte Flugzeug bietet nun eine günstige Alternative. Forscher des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung in Leipzig (TROPOS) und der Universität Tübingen haben besonders leichte Messgeräte entwickelt, die Aladina tragen kann. Sie liefern nicht nur Daten über die Aerosole, sondern messen auch Feuchtigkeit und Temperatur. Der erste Praxistest in der Nähe von Leipzig hat nun reibungslos funktioniert.

Die Wissenschaftler können damit jetzt sehr kleinteilig die Entstehung und Verteilung der Partikel in der Luft und Veränderungen ihrer Konzentration untersuchen. Alle Daten werden in Echtzeit an die Bodenstation übermittelt.

Hoffnung für Klimaforscher auf mehr Wissen über Wolkenbildung

Die Forschung mit unbemannten Flugzeugen könnte helfen, eine wesentliche Lücke in der Klimaforschung zu schließen. Der Weltklimarat IPCC hat noch in seinem vor drei Monaten veröffentlichten Sachstandsbericht festgestellt, dass die Bildung von Wolken zu wenig verstanden ist, um ihren Anteil am Klima genau beurteilen zu können. Dabei geht es vor allem um die Frage, wie sich Niederschlagsmengen in den verschiedenen Jahreszeiten durch die globale Erwärmung verändern.

Dank zweier Kameras kann die Minidrohne „DelFly Explorer“ selbstständig manövrieren. Die nur 20 Gramm leichte Drohne der TU Delft gleicht einer Libelle.

Dank zweier Kameras kann die Minidrohne „DelFly Explorer“ selbstständig manövrieren. Die nur 20 Gramm leichte Drohne der TU Delft gleicht einer Libelle.

Foto: TU Delft

Größere unbemannte Flugzeuge, die aber nicht derart kleinteilige Daten wie Aladina liefern können, werden schon seit längerem in der Atmosphärenforschung eingesetzt. So hat die NASA vor drei Jahren mehrere Drohnen von der US-Armee erworben, die zuvor der militärischen Aufklärung dienten.

Besonders leichte Drohne von nur 20 Gramm aus Holland

Die Zukunft liegt aber womöglich bei noch viel kleineren Fluggeräten. Forscher der Technischen Universität Delft haben jetzt mit dem „DelFly Explorer“ die der TU zufolge erste Mikrodrohne der Welt mit Flügelschlag entwickelt, die mithilfe zweier Kameras wie ein Mensch „sehen“ und selbständig Hindernissen ausweichen kann. Das libellenartige Fluggerät wiegt dabei nur 20 Gramm und somit einen Bruchteil anderer Drohnen, die zu solch intelligentem Flugverhalten fähig sind. Bislang ist der DelFly Explorer vor allem für die Erkundung von Gebäuden etwa im Dienst von Rettungskräften gedacht. Wenn sich noch kleinere und leichtere Messgeräte entwickeln lassen, könnte er aber auch für die Forschung nützlich sein.

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