Tiefseeforscher des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben am 27. August 2017 den Unterwasserroboter Tramper nach fast 60 Wochen Messungen aus 2435 Metern Wassertiefe geborgen. Es war der erste Langzeiteinsatz eines Kettenfahrzeugs unter dem arktischen Meereis. Die ersten 24 Wochen hat das Gerät die biogeochemischen Messungen wie geplant an verschiedenen Orten durchgeführt. Eine blockierte Kette bedingte, dass der AWI-Tramper ab Januar an derselben Stelle blieb, aber weiterhin den Sauerstoffgehalt des Sediments aufzeichnen konnte.
Es war ein aufregendes Wochenende an Bord des Forschungseisbrechers Polarstern: Nahezu auf direktem Weg vom norwegischen Tromsø waren die Tiefsee- und Weltraumforscher der Helmholtz-Allianz ROBEX in die Framstraße gefahren. Am Freitag, den 25. August ließen sie dann das ferngesteuerte Unterwasserfahrzeug ROV Kiel 6000 vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel dort zu Wasser, wo sie den Tramper am 11. Juli 2016 ausgesetzt hatten.
„Wir sind zunächst an seiner Aussetzstelle abgetaucht und haben auch genau die Stelle gefunden, an der wir Tramper abgesetzt haben“, berichtet der wissenschaftliche Fahrtleiter Dr. Frank Wenzhöfer von Bord. Im sogenannten Windenleitstand war für alle Expeditionsteilnehmenden eine Übertragung der ROV-Kameras aufgebaut worden. „Das ROBEX-Team hat die Entdeckung des Trampers im Windenleitstand begeistert mitverfolgt“, berichtet ROBEX-Koordinatorin Martina Wilde, die selber aus der Raumfahrtforschung kommt. Die Fahrtteilnehmenden konnten live zuschauen, wie das ROV den Spuren des Trampers folgte. „Wir konnten sehen, dass er gefahren war und auch sein Zustand sah noch einwandfrei aus“, erzählt der AWI-Biogeochemiker Wenzhöfer und ergänzt: „Als wir ihn dann in den Kameras auftauchen sahen, waren wir zunächst etwas verwundert, dass er quer zur Fahrtrichtung stand.“ Des Rätsels Lösung: Ein Kettenantrieb war ausgefallen, so dass der Tramper sich in der zweiten Hälfte seiner Einsatzzeit um sich selbst gedreht hatte.
Bis die Wissenschaftler und Ingenieure den Tramper dann an die Wasseroberfläche holen konnten, war Geduld gefragt. Für die Aufnahme des Trampers ist ein Schlauchbooteinsatz nötig, der jedoch wegen zu starken Windes von fünf bis sechs Beaufort sowie einer Wellenhöhe von mehr als zwei Metern erst zwei Tage nach dem ersten Kontakt sicher möglich war. Sobald der Wellengang es erlaubte, konnte die Bergung starten. Über ein akustisches Signal haben die Forscher den Tramper ausgelöst und er hat sein Gewicht wie geplant abgeworfen. Die Aufstiegzeit aus 2435 Metern Wassertiefe betrug zwei Stunden, bevor er an der Wasseroberfläche auftauchte. Mit dem Schlauchboot haben die Expeditionsteilnehmer ihn dann zum Schiff gezogen und mit dem Kran an Deck gehievt.
Das Auslesen der Daten sowie eine erste Sichtung ergab, dass die Messsysteme (Kamera und Sensoren) einwandfrei gelaufen sind. „Alle programmierten Zyklen (Schlafen – fahren – Sediment-Check – Foto – Messen – Foto) haben funktioniert, leider nach der Hälfte der Mission immer an der gleiche Stelle“, berichtet Frank Wenzhöfer. Hier hatte der Tramper sich durch die blockierte Kette über Wochen in den Meeresboden eingegraben. Die zurückgelegte Strecke betrug etwa 360 Meter. „Die ersten 24 Wochen zeigen spannende Daten, die wir nun weiter auswerten werden. Wir können also jetzt etwas über die Variation der Sauerstoffzehrung im arktischen Meeresboden über ein halbes Jahr (Juli bis Dezember) aussagen“, ordnet Frank Wenzhöfer die Mission ein. Begeistert waren die Entwickler von der noch vorhandenen Batteriekapazität, die ihnen vorher Sorgen bereitet hatte. Tramper hat nur etwa die Hälfte verbraucht und hätte somit fast nochmal ein Jahr unterwegs sein können. Das Verhalten von Batteriezellen bei minus 0,8 Grad ist nur schwer abzuschätzen, daher war dies eine positive Überraschung.
Schade sei jedoch, dass es keine Messungen der Variation der Sauerstoffzehrung in der zweiten Jahreshälfte des Einsatzes (Januar bis August) gibt. Die Sensoren haben zwar weiter gemessen, jedoch immer an der gleichen Stelle, an der Tramper sich eingegraben hatte. Die Expeditionsteilnehmenden werden jetzt versuchen die defekte Kette zu reparieren. Wenn das gelingt, werden sie die Batterien tauschen und die Sensoren erneuern, um den Crawler am Ende der Reise wieder auszubringen, damit er diesmal Daten über einen gesamten Jahreszyklus erheben kann.
Die nächsten Highlights der Expedition werden jetzt ein Test des Unterwasserfahrzeugs Viator vom GEOMAR sowie eines Gleiters vom MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen sein, die ebenfalls im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX entwickelt wurden. Im Helmholtz-Polarstern-Blog berichtet ROBEX-Koordinatorin Martina Wilde von der Bergung und von weiteren Highlights der Expedition.
Video: Tramper taucht auf
Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER ist nun nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden wieder aufgetaucht. Das Gerät ist eines von mehreren Demonstrationsprojekten robotischer Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX entwickelt haben. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.
