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Funktionalität
Moving Lander - Diese Bezeichnung steht für Fahrzeuge, die sich selbstständig mit Hilfe von Rad- oder Raupenantrieb über den Meeresboden vorwärtsbewegen können. Die Verwendung eines Radantriebes ist aus energetischer Sicht günstiger und bietet durch die flexible Festlegung der Radabmessungen die Garantie für eine gute Traktion bei minimaler Einsinktiefe.
Das Konzept des Fahrzeugs baut auf Erfahrungen mit bereits existierenden Forschungsinstrumenten auf. Die sogennanten Lander - stabile Gestelle, die mit entsprechender Sensorik bestückt auf dem Meeresboden abgesetzt werden und durch Abwurf eines Gewichts wieder an die Meeresoberfläche zurückkehren - gelten mittlerweile als Standardhilfsmittel der Tiefseeforschung. Sie erlauben Messungen von biogeochemischen Prozessen in Wassertiefen von bis zu 6000 m. Die Sensoren und Beprobungsinstrumente, die hierbei eingesetzt werden, sollen auch auf dem Moving Lander installiert werden.
Für die Erarbeitung eines erfolgreichen Fahrzeugkonzepts wird auch Know-how aus dem Raumfahrtbereich herangezogen. Ähnlich wie bei Planetenmissionen, bei denen in weitgehend unbekanntem Terrain gearbeitet wird, muss auch im Unterwasserbereich das Fahrzeug an das jeweilige, voraussichtliche Anwendungsszenario angepasst werden. Bei Energie- und Antriebskonzepten kann an Konzepte aus der erfolgreichen Entwicklung von Marsfahrzeugen angeknüpft werden.
Das bereits bekannte Marsfahrzeug Spirit war mit unterschiedlichen Mess- und Beprobungsinstrumenten ausgestattet. Dieser multifunktionaler Ansatz wird auch bei dem Moving Lander System verfolgt.
Das Marsfahrzeug SPIRIT
Technische Angaben zu Moving Lander
| Maximale Tauchtiefe | 6000 m |
| Einsatzdauer | bis zu 9 Monaten |
| Reichweite | 1 km |
| Anzahl der Probenpositionen | 30 |
| Gewicht in Luft | 1,5 t |
| Gewicht im Wasser | 100 kg |
| Typische Abmessungen | 3 x 2 x 2 m |
Antrieb
Für die Auswahl des Antriebs sind Energieeffizienz, Anpassungsfähigkeit an die Bodenverhältnisse, Steuerbarkeit und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung. Sowohl Rad- als auch Kettenantrieb kommen in Frage und werden auf ihre Eignung hin überprüft.
Steuerung & Kommunikation
Das Fahrzeug wird mit einer zentralen Steuereinheit ausgestattet werden, sodass es über den vorgesehenen Zeitraum ein vordefiniertes Arbeitsprogramm störungsfrei ausführen kann. Hierzu gehört die Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs und der Funktion der Messaufnehmer. In der Endausbaustufe wird das Fahrzeug von außen über eine Satelliten- und eine akustische Unterwasserübertragungsstrecke angesprochen werden können, um Statusdaten und wissenschaftliche Daten abzurufen .
CAN-Busbasierte Steuerungsmodul für den Radantrieb.
Windowsbasierte Benutzeroberfläche zur Steuerung des Fahrzeug und der wissenschaftlichen Instrumente
Navigation
Das Navigationsmodul ermöglicht die systematische Untersuchung eines umgrenzten Areals. Dieses beinhaltet auch das Wiederauffinden bereits untersuchter Messpositionen. Angestrebt sind Positioniergenauigkeiten unterhalb von 1 m.
Energie
Eine starke Einschränkung der Einsatzmöglichkeiten stellt die Energieversorgung dieses Fahrzeugs dar. Nicht nur der Antrieb auch die gesamte Steuerung und die Messinstrumente sollen über einen Zeitraum von 6-9 Monaten versorgt werden. Mit den derzeitigen Batteriesystemen unterliegt man starken Einschränkungen, z.B. was die Zahl der Messpositionen, die mögliche Verfahrstrecke und die Einsatzdauer betrifft. Die Energiemenge, die auf dem Fahrzeug unterzubringen ist, würde gerade reichen, um eine 100 W Glühbirne 5 Tage lang leuchten zu lassen.
Im Rahmen dieses Entwicklungsprojekts werden moderne Batteriemodule, wie sie auch von Mobiltelefonen bekannt sind, auf ihre Einsetzbarkeit in der Tiefsee hin untersucht werden.
Sensorik
Zur Bewältigung der Messaufgaben wird ein Basisinstrumentarium in das Fahrzeug integriert werden. Hierzu zählen Salzgehalts-, Temperatur-, Trübungs- und Strömungsmesssysteme. Zusätzlich sollen Inkubationskammern in das Fahrzeug integriert werden, die biogeochemischen Untersuchungen, wie z.B. der Messung von Stoffumsatzraten, dienen.
Durch das modulare Konzept können verschiedene andere Systeme zusätzlich oder im Austausch installiert werden
Auftrieb
Die Konstruktion des Fahrzeugs wird so ausgelegt, dass das Fahrzeug im Wasser ein Eigengewicht von typischerweise 100 kg besitzt und nach Abwurf von Ballastkörpern wieder an die Wasseroberfläche zurückkehrt. Zur Einstellung dieser Verhältnisse muss mit Auftriebsmaterial wie Glaskugeln oder syntaktischen Schaum gearbeitet werden. Ein möglichst geringes Eigengewicht des Auftriebsmaterials ist hierbei von großer Bedeutung. Auf diesem Gebiet wurden von den Herstellerfirmen neue Konzepte entwickelt, die in das endgültige Design des Fahrzeugs Moving Lander miteinbezogen werden.
Syntaktischer Schaum - Glaskugeln werden in Gießharz eingebettet.