Mit eigens entwickelten Kameraobjektiven unterstützt das Optikunternehmen ZEISS die ARGGONAUTS des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe. Das Team ist der einzige deutsche Teilnehmer im Rennen um den XPRIZE Ocean Discovery, einen drei Jahre dauernden, mit sieben Millionen US-Dollar dotierten Forschungswettbewerb. Das Ziel: die Erforschung der Tiefsee durch unbemannte, automatisch operierende Systeme entscheidend voranzubringen.
62 Prozent der Erdoberfläche liegen mehr als 1000 Meter tief unter dem Meer. Dort herrschen absolute Dunkelheit und extremer Wasserdruck, dem kein normales, bemanntes U-Boot standhalten könnte. »Über die Tiefsee wissen wir heute weniger als über den Mars«, erklärt Dr. Gunnar Brink, der das Team ARGGONAUTS leitet. Dabei gibt es eine Menge zu entdecken: drei Millionen Schiffswracks beispielsweise sowie eine immense Artenvielfalt. »Schätzungen zufolge gibt es in der Tiefsee etwa zehn Millionen Arten noch unbekannter Lebewesen«, so Brink.
Bisher wird die Erforschung der Tiefsee vor allem dadurch limitiert, dass große und teure Expeditionsschiffe als Einsatzbasis erforderlich sind. Das rund 25-köpfige Team ARGGONAUTS verfolgt einen anderen Ansatz, der in einigen Jahren die Tiefsee-Erforschung in weit größerem Maßstab und auch für kleinere, spezialisierte Unternehmen erschwinglich machen soll: Unbemannte, leichte Trägerboote bringen kleine, ebenfalls unbemannte U-Boote zum Einsatzort. Diese Tauchdrohnen schwärmen vollautomatisch aus, vermessen den Meeresboden und fertigen Aufnahmen von interessanten Objekten und Lebewesen an.
Vom Mond in die Tiefsee: Spezialobjektive von ZEISS
Genau dafür werden die Objektive benötigt, die das Optikunternehmen ZEISS eigens für das Projekt entwickelt hat: „Mit dem UW-Distagon 2.8/12 haben wir ein Objektiv gebaut, das den Extrembedingungen in der Tiefe standhält“, sagt Till W. Bleibaum, bei ZEISS zuständig für das Projekt ARGGONAUTS. „Es muss äußerst verlässlich und robust sein, die Einzelteile dürfen kein Spiel haben.“ Daher haben sich Bleibaum und sein Team – anders als bei normalen Fotoobjektiven – für eine feste Blende entschieden. Auch der Fokus des Objektivs ist unbeweglich. „So stellen wir sicher, dass sich bei abrupten Bewegungen und Vibrationen kein Optikelement verschiebt und wir immer die gleiche hervorragende Bildqualität haben.“ Auch das Optikdesign hat ZEISS auf die Verhältnisse in der Tiefe ausgelegt. Mehr als ein halbes Jahr hat die Entwicklung gedauert. „Nachdem unsere Objektive bereits bei der ersten Mondlandung dabei waren, freuen wir uns, mit unserem Optik-Knowhow nun einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Tiefsee zu leisten“, sagt Bleibaum. „Wir sind sehr gespannt, was uns dort unten vor die Linse kommt.“
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Großer Feldtest Mitte November
Aktuell bereitet sich das ARRGONAUTS-Team auf einen ersten großen Feldversuch vor, nachdem erste Systemtests in einem Baggersee sowie der Ostsee bereits erfolgreich verlaufen sind: Mitte November 2017 reisen die ARGGONAUTS mit drei Tauchdrohnen und ebenso vielen Trägerbooten nach Laredo, Nordspanien. Dort sollen die Systeme im Rahmen eines 16-stündigen Einsatzes 70 Quadratkilometer Meeresgrund erfassen. Wenn das gelingt, ist eine im XPRIZE geforderte Leistungskennzahl erfüllt, und das Team kann der bevorstehenden Begutachtung durch die Wettbewerbsjuroren entspannt entgegensehen.
Anschließend winkt die Einladung zum großen Finale: Voraussichtlich im September 2018 werden die besten zehn Teams in einem Feldversuch in direkter Konkurrenz antreten. Die Drohnen müssen dann unerforschten Meeresgrund in 4000 Metern Tiefe erkunden und hochauflösende Fotos interessanter archäologischer, biologischer oder geologischer Merkmale liefern. Der Siegermannschaft winken vier Millionen Dollar Preisgeld.
Bilder: PI ZEISS OBERKOCHEN, 10. November 2017