Drohne: Nasa fliegt in aktiven Vulkan

Die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics and Space Administration (Nasa) hat mit Hilfe von Drohnen einen Vulkan in Costa Rica erforscht. Mit den unbemannten Fluggeräten (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) konnten die Forscher näher an den Vulkan heranfliegen als mit einem bemannten Flugzeug, um Daten zu sammeln.

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Die Nasa hat mit drei Drohnen den Vulkan Turrialba in Costa Rica erkundet. (Bild: Matthew Fladeland/Nasa/Google)

Die Nasa-Forscher ließen drei Drohnen in die Rauchfahne des Vulkans Turrialba in dem mittelamerikanischen Staat Costa Rica fliegen. Der 3.325 Meter hohe Vulkan hat vier Krater und ist nach einer 140 Jahre dauernden Ruhephase seit 2006 wieder aktiv. Die Drohnen vom Typ RQ 14 Dragon Eye hatte das US Marine Corps der Nasa zur Verfügung gestellt.

Computermodelle über Vulkane

Ziel des Forschungsprojekts "In Situ Validation and Calibration of Remotely Sensed Volcanic Emission Data and Models" ist es, Daten von dem Vulkan zu sammeln, zum einen um die Fernüberwachung von Vulkanen durch Satelliten zu verbessern, zum anderen sollen anhand der Daten genauere Computermodelle über Vulkane erstellt werden. Die Nasa-Forscher hoffen, dass sich mit Hilfe dieser Modelle Vorhersagen über das Verhalten von Vulkanen treffen lassen, etwa über die Ausbreitung von gefährlichem vulkanischem Smog, sogenanntem Vog, um die Menschen, die rund um Vulkane leben, zu schützen. Die Ergebnisse sollen auch der Luftfahrt zugutekommen - 2010 hatte der Ausbruch des isländischen Vulkans Eyjafjallajökull den Flugverkehr über Europa lahmgelegt.

Zehn Flüge haben die Dragon Eyes zu dem Vulkan entlang des Kraterrandes sowie in die schwefeldioxidhaltige Rauchfahne des Vulkans hinein unternommen. Sie stiegen dabei bis zu 3.810 Meter auf, also bis etwa 500 Meter über dem Kraterrand. Dabei waren sie mit Kameras für sichtbares und Infrarotlicht, verschiedenen Sensoren sowie Flaschen zum Sammeln von Proben ausgestattet. Die Flüge fanden, wie die Nasa erst jetzt mitteilte, zwischen dem 11. und dem 14. März 2013 statt.

RQ 14 Dragon Eye

Die RQ 14 Dragon Eye ist von dem US-Unternehmen Aerovironment für militärische Zwecke entwickelt worden. Die Drohne ist 90 Zentimeter lang und hat eine Spannweite von 1,1 Metern. Sie wiegt 2,7 Kilogramm und kann mit etwa 450 Gramm Nutzlast beladen werden. Die Reichweite der Drohne beträgt 5 Kilometer, die Einsatzdauer etwa eine Stunde. Angetrieben wird das UAV von zwei Elektromotoren.

"Es sei sehr schwierig, Daten in einer vulkanischen Eruptionssäule und in Rauchfahnen zu sammeln, weil die Aufwinde sehr stark sind und die hohe Aschekonzentration die Triebwerke eines Flugzeugs leicht beschädigen können", erklärt David Pieri, der wissenschaftliche Leiter des Projekts. Drohnen, vor allem solche mit einem elektrischen Antrieb, die keine Luft ansaugen, seien deshalb für solche Expeditionen sehr gut geeignet.

Wenig Aufwind, wenig Flugverkehr

Die Wahl der Nasa fiel auf den Turrialba, weil dessen Rauchfahne wenig Auf- und Scherwinde aufweist. Außerdem stößt der Vulkan stetig eine Fahne aus Kohlendioxid, Wasserdampf, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoffe, weitere Gase wie Helium sowie Sulfat-Nanopartikel aus. Schließlich gebe es in dem Gebiet nur wenig Luftverkehr, sagt die Nasa.

2014 will die Nasa weitere Erkundungsflüge an dem Vulkan durchführen. Dann wird die größere Drohne Systems Integration Evaluation Remote Research Aircraft (Sierra) zum Einsatz kommen, die vom US Naval Research Laboratory und der Nasa entwickelt wurde. Das UAV kann mit rund 45 Kilogramm beladen werden. Es soll mit einem Massenspektrometer ausgestattet werden, der weitere Gase im Rauch des Turrialba identifizieren soll.