Unterwasserroboter versorgt sich selbst mit Strom

Wissenschaftler in den USA haben einen Unterwasserroboter entwickelt, der sich über ein spezielles System selbst mit Strom versorgt. Das autonome Unterwasserfahrzeug (Autonomous Underwater Vehicle, AUV) mit der Bezeichnung Solo-Trec (von: Sounding Oceanographic Lagrangrian Observer (SOLO) Thermal RECharging (TREC) hat bereits eine dreimonatige Mission in den Gewässern vor Hawaii absolviert.

Energie aus Wachs

Das Besondere an dem 84 kg schweren Solo-Trec ist seine Energieversorgung: Das AUV gewinnt Energie aus den Temperaturunterschieden im Meer. Dazu verfügt das Solo-Trec über zehn Außentanks, in denen sich eine wachsartige Substanz befindet. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes Phasenwechselmaterial (Phase Change Material, PCM), wie es beispielsweise auch in Handwärmern zum Einsatz kommt.

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Solo-Trec bei der Bergung nach der ersten Mission (Foto: NASA/JPL/U.S. Navy/Scripps Institute of Oceanography)

Ist das Solo-Trec in größerer Tiefe unterwegs, wo das Wasser kalt ist, verfestigt sich das PCM in dem Tank. Gelangt das Fahrzeug in wärmeres Oberflächenwasser, wird das PCM flüssig. Dabei dehnt es sich aus und presst Öl durch einen hydraulischen Motor. Der erzeugt Strom, der in den Akkus des AUV gespeichert wird.

Genug Strom für alle Geräte

Bei einem Tauchgang produziert das System 1,7 Wattstunden. Das reicht laut Nasa aus, um die wissenschaftlichen Instrumente, den GPS-Empfänger, die Kommunikationseinrichtungen und die hydraulischen Pumpen, die den Auftrieb regulieren, mit Energie zu versorgen.

Während der dreimonatigen Expedition, die etwa 160 km vor der Küste Hawaiis stattfand, unternahm das Solo-Trec 300 Tauchgänge bis in Tiefen von 500 Meter. Die Entwickler, das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der Nasa und die Scripps Institution of Oceanography, planen jetzt Forschungseinsätze, die deutlich länger dauern. Es sei möglich, Solo-Trec sogar auf mehrjährige Missionen zu schicken.

Einsatz ohne Beschränkungen

Das neuartige Energy-Harvesting-System ermögliche es, dass das Solo-Trec ohne Beschränkungen bei der Energieversorgung dauerhaft im Meer im Einsatz sein könne, erklärt Jack Jones, einer der leitenden Ingenieure des JPL. Bisher ist die Energieversorgung ein limitierender Faktor für Unterwasserroboter wie den Seaglider.

Forscher entwickeln immer neue Möglichkeiten, um die unterschiedlichsten Geräte mit Strom, den sie aus ihrer Umgebung gewinnen, zu versorgen. Kürzlich etwa haben Wissenschaftler in den USA einen Minisensor vorgestellt, der durch Verformen Strom erzeugt. Andere Möglichkeiten sind etwa Stoßdämpfer, die als elektrischer Generator fungieren, oder ein System, das die Kieferbewegungen in elektrische Energie wandeln und so Hörgeräte mit Strom versorgen soll.