Meeresbodenmessungen jetzt in Echtzeit möglich

Forscher des Georgia Tech Research Institute http://gtri.gatech.edu haben einen neuen Zugang entwickelt, um Tiefenlinienmessungen zur Kartografierung des Meeresbodens noch effizienter zu machen.

Dabei tragen unbemannte Luftfahrzeuge Lasergeräte mit, die optische Abstands- und Fernmessung ermöglichen. Zusätzlich können die Systeme die Daten in Echtzeit übertragen und so eine hochauflösende 3D-Darstellung der Unterseewelt produzieren.

Militärisches Anwendungspotenzial

Die Vorteile der neuen Methode können unter anderem in militärischer Hinsicht, wie beim Aufspüren von Unterseeminen oder U-Booten, sowie bei der Kartografie in der kommerziellen Welt Verwendung finden, Forschungsleiter Grady Tuell. Konkret geht es um ein leichtes „Lidar“ (Light Detection and Ranging) sowie ein Tiefenlinienmessgerät, das um weniger als die Hälfte kleiner und leichter ist, als heutige Systeme.

Um die Bewegungen eines Flugzeuges zu simulieren, musste der Prototyp über ein Laborpool geflogen werden. Lidar nutzt energiereichen grünen Laser, der bis in tiefste Meerestiefen eintaucht. Jede Zehntausendstelsekunde wurde ein Laser abgeschossen, um zu studieren, welche die beste Methode ist, um akkurate Bilder von Objekten am Boden des Pools zu erhalten. Ein detailreicher Meeresgrund ist das Ziel.

Labortest im wassergefüllten Pool

Bei den Untersuchungen wurde auch miteinberechnet, dass das Laserlicht beim Aufprall auf das Wasser Geschwindigkeit verliert und sich logischerweise beugt. Der Winkel der Lichtbrechung variiert stetig aufgrund der Veränderung der Wasseroberfläche. Dies muss von den Computermodellen in Betracht gezogen werden. Hinzu kommt, dass Photonen des Lasers beim Aufprall auf das Meerwasser streuen.

Jedes Mal, wenn ein Laser abgefeuert wird, braucht es nur wenige Nanosekunden für den Strahl, um den Grund des Pools zu erreichen und zu reflektieren. Jedes Mal, wenn der Strahl zurückkommt, errechnet ein Computer die Koordinaten des auf den Grund befindlichen Gegenstandes, bevor der nächste Laser abgefeuert wird.

„In unseren Labortests wurden rund 37 Mio. Punkte pro Sekunde von den Computern in Echtzeit analysiert. Das gibt uns riesige Informationen über die Meeresoberfläche innerhalb einer sehr kurzen Zeit“, so Tuell.