Tierfreundlich
TU Graz entwickelt Unterwasser-Navi für Taucher
Forschende der TU Graz haben ein System entwickelt, das mithilfe spezieller Bojen, die elektromagnetische Signale aussenden, eine präzise Positionsbestimmung unter Wasser ermöglicht. Über ein Head-up-Display in ihrer Maske sollen Taucher so den Weg zum gewünschten Ziel, zurück zum Tauchboot oder um Sperrzonen herum finden. Zudem seien sie im Notfall stets auffindbar, so die Uni in einer Mitteilung.
Unterwassernavigation für Taucher beschränkt sich bisher vorrangig auf die Orientierung an markanten Punkten oder auf die Kompassnavigation. Zwar gebe es Konzepte, die, ähnlich einem Sonar, eine Positionsbestimmung anhand akustischer Signalquellen ermöglichen, diese benötigten aber einen großen Schalldruck. Dies wiederum beeinflusse das Ökosystem und verursache Stress bei der lokalen Fauna, so die Wissenschaftler rund um Philipp Berglez vom Institut für Geodäsie der TU Graz.
Das Funktionsprinzip des neuartigen Navigationssystems vereint demnach die Präzision der Satellitennavigation mit der Übertragung von elektromagnetischen Signalen unter Wasser. Die Bojen werden im Einsatzgebiet platziert und bestimmen ihre Position über GNSS, genauer gesagt über den Galileo High Accuracy Service (HAS). Ein Signalgenerator in den Bojen sendet elektromagnetische Signale an die Taucher, die einen Empfänger in der Größe einer Packung Mannerschnitten mit sich führen.
Da mehrere Bojen gleichzeitig mit den Empfängern der Taucher kommunizieren, lasse sich anhand der verschiedenen Distanzinformationen über das Schnittverfahren der Trilateration deren Position und Tiefe bestimmen, erläuterte die Universität.
„Die größte Herausforderung für uns war die Berechnung der Ausbreitung der elektromagnetischen Signale unter Wasser, um die passenden Distanzwerte zu erhalten“, sagt Berglez. „Die Eigenschaften des Wassers, etwa Salzgehalt, Temperatur, Tiefe oder Leitfähigkeit, haben hier großen Einfluss. Aufgrund dieser vielfältigen und variablen Einflussfaktoren war die Modellierung der Ausbreitungseigenschaften unter Wasser besonders anspruchsvoll.“
Dem Forschungsteam ist es gelungen, Signale horizontal über 150 Meter zu übertragen, aber was das Vordringen in größere Tiefen bis 100 Meter betrifft, sehen die Wissenschaftler „noch viel Optimierungspotenzial“.
Mehrere Einsatzgebiete
Anwendungsbereiche für die neue Technologie gibt es laut Berglez und seinem Team viele. Im touristischen Bereich könnten etwa mit Positions-Bojen bestückte Tauchspots den Besuchern beim Finden von Unterwasser-Sehenswürdigkeiten helfen. Den Weg dorthin sähen sie im Head-up-Display ihrer Maske.
Ein solches hat das Unternehmen Oxygen Scientific im Rahmen des Projekts bereits entwickelt. Doch auch im Bereich der Gewässerökologie, der Unterwasserarchäologie und der Mülldokumentation unter Wasser könnte das System nützlich sein.
Tierfreundlich
Dem Projektteam war es neben der Entwicklung des Unterwasser-Navis wichtig, dass das System die Tierwelt – im Gegensatz zu Sonar – nicht beeinträchtigt. Testmessungen mit goldenen Regenbogenforellen, die sehr sensibel auf äußere Einflüsse reagieren, zeigten keinerlei Beeinträchtigungen.
„Ebenso unbeeinträchtigt zeigten sich die Goldforellen eine Woche, einen Monat und vier Monate nach den Messungen, womit auch zeitverzögerte Negativauswirkungen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit auszuschließen sind“, hieß es.
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