Am 10. Oktober 2024 brach ein Roboter-U-Boot von Martha's Vineyard auf, um die Welt zu umsegeln. Es hat keine Besatzung, keine Motoren im herkömmlichen Sinne und bewegt sich wie ein Unterwassergleiter, der von der Schwerkraft und den Meeresströmungen profitiert. Es heißt Redwing Und seine Mission ist einfach gesagt, aber unmöglich zu erfüllen: fünf Jahre lang ununterbrochen die Welt umrunden und ozeanografische Daten sammeln. Beh, quasi. Es wird nur an einigen strategischen Orten zu Wartungsarbeiten Halt machen: Gran Canaria, Kapstadt, Westaustralien, Neuseeland, den Falklandinseln und möglicherweise Brasilien. Dann geht es zurück nach Cape Cod. 73.000 Kilometer unter Wasser. Dies ist das erste Mal, dass ein autonomes Unterwasserfahrzeug einen solchen Versuch unternommen hat. Es ist, als würde man eine Drohne auf eine Rundreise um den Planeten schicken. Nur dass es hier unten kein GPS gibt, keine einfachen Routen und der Ozean unerbittlich ist.
Ein Segelflugzeug, das sich ohne Motor bewegt
Redwing ist eine Slocum Sentinel-Gleiter nächste Generation, entwickelt von Teledyne Marine in Zusammenarbeit mit dem Rutgers University. Die Sentinel-Mission, wie das Unternehmen genannt wird, wird unterstützt von NOAADell 'Dekade der Ozeane der Vereinten Nationen sowie Gesellschaft für MeerestechnikDer Name Redwing ist ein Akronym: Forschung & Bildung Doug Webb Inter-National Glider, gewidmet Doug Webb, Pionier autonomer Unterwassergleiter, starb 2024 im Alter von 94 Jahren.
Wie funktioniert es? Vor allem ein Detail: keine Propeller. Redwing reguliert seinen Auftrieb mit einem vier Liter großen Hydrauliktriebwerk – dem größten, das je in einem Segelflugzeug verbaut wurde. Beim Sinkflug komprimiert es das Öl im Inneren und wird dichter als Wasser. Beim Aufsteigen dehnt es sich aus und wird leichter. Das Ergebnis? Es taucht bis zu 1.000 Meter tief (die Höhe von drei übereinander gestapelten Eiffeltürmen) und steigt dann auf, wobei es auf seinen festen Flügeln gleitet. Die technischen Spezifikationen Sie sprechen von einer Reisegeschwindigkeit von 0.75 Knoten, mit der Möglichkeit, dank zweier achtern montierter Hilfsstrahlruder auf bis zu 3.5 Knoten zu beschleunigen.
Magellans Route, aber in einer Tiefe von tausend Metern
Die gewählte Route für die Sentinel-Mission Es folgt der ersten Weltumsegelung der Geschichte: der von Ferdinand Magellan, die zwischen 1519 und 1522 vollendet wurde. Nur dass Redwing sie unter Wasser zurücklegt. Abfahrt von Woods Hole, Massachusetts. Der erste Halt ist Gran Canaria vor der Nordwestküste Afrikas. Dann Kapstadt in Südafrika, Westaustralien, Neuseeland, die Falklandinseln im Südatlantik, eine mögliche Passage durch Brasilien und zurück nach Cape Cod. 73.000 Kilometer in etwa fünf Jahren.
Alle 8-12 Stunden taucht der Gleiter auf. Er übermittelt die gesammelten Daten an die NOAA und empfängt neue Navigationsanweisungen. Sensoren an Bord zeichnen Wassertemperatur, Salzgehalt, Strömungen und allgemeine Parameter zur Meeresgesundheit auf. Informationen werden weitergegeben in Echtzeit mit Wissenschaftlern, Ozeanographen, Meteorologen, Universitäten und Schulen auf der ganzen Welt. Ziel ist es, das Verständnis dafür zu verbessern, wie die Ozeane die globalen Wettersysteme beeinflussen.
Die Ozeane bedecken 70 % der Erdoberfläche und bestimmen das Klima des Planeten. Dennoch werden weite Teile der Erde nur unzureichend überwacht. Wie ich Ihnen in diesem Artikel über Cyborg-Quallen erzählt habeDie Unterwasserforschung erlebt derzeit radikale Neuerungen. Instrumente wie Redwing ermöglichen eine kontinuierliche Datenerfassung über längere Zeiträume und in geografischen Maßstäben, die mit herkömmlichen Forschungsschiffen nicht möglich wäre.
Studierende am virtuellen Ruder
Die Mission hat auch eine starke pädagogische Komponente. Mehr als 50 Studenten aus der Rutgers University, Bei der Zentrum für Ozeanführung (COOL) war an der Entwicklung der Navigationssoftware beteiligt, die Redwing über die Ozeane führt. Ihre Aufgabe? Die optimale Route unter Berücksichtigung von Meeresströmungen, Ladepunkten, geopolitischen Grenzen und Wetterbedingungen planen. Es handelt sich um eine Problemlösungsübung auf globaler Ebene.
Die Mission umfasst außerdem eine Live-Online-Beobachtungsplattform, Informationskampagnen und Bildungsinhalte, um Schüler und die breite Öffentlichkeit einzubeziehen. Die Idee ist, Redwing in ein schwimmendes (oder vielmehr gleitendes) Klassenzimmer zu verwandeln, um Ozeanographie, Physik, Ingenieurwesen und Klimawissenschaften zu unterrichten, während der Gleiter die Meere durchquert.
Extreme Autonomie
Der Slocum Sentinel Glider ist für Missionen konzipiert, die länger als zwei Jahre ohne menschliches Eingreifen dauern. Seine primären Lithiumbatterien können bis zu acht Sensoren gleichzeitig mit Strom versorgen. Seine Abmessungen wurden optimiert: 33 Zentimeter Durchmesser und über 240 Zentimeter Länge. Er kann 3,5-mal mehr Batterien transportieren als Standardgleiter der G3-Serie. Laut Teledyne Marine, der Sentinel ist dank seines übergroßen Auftriebsmotors und optionaler Triebwerke das schnellste Segelflugzeug der Welt.
Die Steuerungsarchitektur ist die gleiche wie bei den Standard-Slocum-Segelflugzeugen: Fernsteuerung, Flugkontrolle, Satellitenkommunikation. Aber alles ist so dimensioniert, dass es extremen Bedingungen standhält. Starke Strömungen, drastische Schwankungen der Wasserdichte, eisige Temperaturen. Das System muss in jedem Szenario funktionieren.
Lustige Tatsache: 1989 war es Science-Fiction
Die Sentinel-Mission erfüllt eine Prophezeiung. 1989 veröffentlichte das Magazin Ozeanographie-Magazin veröffentlichte einen Science-Fiction-Artikel über ein internationales Rennen autonomer Unterwassergleiter um die Weltumrundung. Das ursprüngliche Konzept stammt von Doug Webb, dem Pionier, dem Redwing gewidmet ist. Es dauerte 35 Jahre, aber die Technologie holte die Vision ein.
Wenn alles nach Plan läuft, wird Redwing in etwa fünf Jahren nach Cape Cod zurückkehren mit einem beispiellosen Datensatz zur Gesundheit der Ozeane. Wenn etwas schief geht, haben wir immer noch etwas darüber gelernt, was es bedeutet, eine Maschine jahrelang allein in der Tiefe zu halten. In jedem Fall Sentinel-Mission markiert einen Wendepunkt in der autonomen Unterwassererkundung.
Wie viele weitere Maschinen werden in den kommenden Jahrzehnten diesem Weg folgen?
