Atlantik-Mission: Autonomes Segelboot legt 22.000 Kilometer zurück und sammelt Meeresdaten
Ein autonomes Mini-Segelboot war rund ein Jahr lang im tropischen Atlantik unterwegs, um detaillierte Informationen zur Kohlendioxid-Konzentration an der Meeresoberfläche zu sammeln. Mit den von der Drohne gesammelten Daten soll im Rahmen des europäischen Projekts EuroSea sowie des vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekts SAILDRONE die Ozeanbeobachtung verbessert und zukünftige Veränderungen abgeschätzt werden.
SAILDRONE SD 1079 hat eine einzigartige Mission absolviert: Mit dem unbemannten Segelboot konnte die Forschung in entlegene Gebiete des tropischen Atlantiks vordringen, die bislang für Schiffsexpeditionen kaum erreichbar waren. Die Drohne segelte insgesamt 11.910 Seemeilen (22.057 Kilometer) über den „Großen Teich“ und war 370 Tage auf See. Die Mission bestand darin, CO2-Daten zu sammeln, um globale Kohlenstoffprognosen zu verbessern. Zugleich wurde ein neuer Rekord für autonome Langstreckenfahrten erzielt. Der bisherige Höchstwert von 11.879 Seemeilen wurde 2019 von einem anderen SAILDRONE-Modell bei der Umrundung der Antarktis aufgestellt.
Die monatelange Mission der Drohne führte durch ein biologisch produktives und nährstoffreiches Gebiet des Atlantischen Ozeans, welches für Segelschiffe schwer zu durchfahren ist, da dort extrem starke Strömungen und nur leichte Winde zu verzeichnen sind. Das signalrote, sieben Meter lange Boot mit der fünf Meter hohen Tragfläche versorgt seine Elektronik für Messungen und Navigation über Solarmodule. Mit dem großen Segel kann es Spitzengeschwindigkeiten von fünf bis sechs Knoten erreichen. Die Segeldrohne ist in der Lage, eine Zielregion völlig autonom zum Beispiel durch Kreuzen am Wind zu erreichen, um dort dann gezielte wissenschaftlichen Messungen durchzuführen.
Unterwegs erfasste das autonome Segelboot mit hochpräzisen Sensoren den Kohlendioxid-Gehalt an der Meeresoberfläche und speiste seine Informationen fast in Echtzeit in ein spezielles Datennetz ein. Die Daten wurden über die Plattform BELUGA der Wissenschaft zur Verfügung gestellt und können beispielsweise mit aktuellen Satellitendaten zur besseren Missionsplanung abgeglichen werden. Am Ende der Mission absolvierte die Drohne ihren Transit zurück zum Hersteller.
Je mehr Daten gewonnen und ausgewertet werden, desto besser lassen sich die Auswirkungen des globalen Wandels auf den Ozean und die Rückkopplungen auf das Klimasystem abschätzen. Risiken können früher erkannt und Maßnahmen zum Schutz und zur nachhaltigen Nutzung entwickelt werden. So sind detaillierte Angaben zur Kohlendioxid-Konzentration an der Meeresoberfläche wichtig, um Veränderungen in der Ozeanchemie sichtbar zu machen. Auf dieser Basis lässt sich einschätzen, wie viel zusätzlichen Kohlenstoff der Ozean in Zukunft aufnehmen kann.
Vor allem die tropischen Meeresregionen spielen im globalen Klimasystem aufgrund der starken Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre eine bedeutende Rolle, nicht nur hinsichtlich des Austauschs von Wärme, sondern auch von relevanten Treibhausgasen wie Kohlendioxid. Darüber erlauben die von SAILDRONE gesammelten Informationen konkrete Rückschlüsse auf die Lebensbedingungen für Tiere und Pflanzen. Die Drohne ist mit einem wissenschaftlichen Echolot ausgestattet, welches in den Ozean hineinhören kann und eine präzise Verteilung von Zooplankton und Fisch in den oberen 800 Meter der Wassersäule liefert.
„Die Drohne hat das Potential, eine entscheidende Rolle im internationalen Beobachtungsnetzwerk im tropischen Atlantik zu spielen, da in dieser Region bisher nur sehr wenige Messungen für Kohlendoxid durchgeführt werden konnten“, erklärt Dr. Björn Fiedler, am Projekt beteiligter Meereschemiker vom GEOMAR. „Sie ergänzt und verknüpft Messungen von fest installierten Verankerungen und Tiefendriftern, die mit den Meeresströmungen treiben, sowie von wissenschaftlichen Expeditionen.“
Projekt EuroSea
Ziel des internationalen EuroSea-Projekts, das vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel koordiniert und von der EU gefördert wird, ist die Verbesserung des Ozeanbeobachtungssystems. Insbesondere Untersuchungen des Kohlenstoffaustauschs zwischen Luft und Meer sind für die Vorhersage künftiger Veränderungen des globalen Klimas unerlässlich. So verwendet das Global Carbon Budget bislang nur Schätzungen der Kohlenstoffaufnahme im Ozean, die mit Hilfe von Modellen und statistischen Methoden errechnet werden. Diese Modelle können längst nicht alle räumlichen Muster in der dynamischen Meeresumwelt rekonstruieren. Die Datenerhebung für die EuroSea-Mission „SAILDRONE - Bestimmung regionaler Ozean-Atmosphären-Gasaustauschflüsse im tropischen Atlantik" wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.