Bodenschätze in der Tiefsee lokalisieren – einfach und umweltschonend
21.04.2016

Massive Sulfide (Foto: GEOMAR)

Passiv Q-geschalteter Prototyp eines Laserkopfs entwickelt von LZH im Rahmen des Technologie-Vorbereitungsprogramms für das LIBS der ESA ExoMARS Mission (Foto: LZH)

Bislang ist es mit sehr hohen Kosten verbunden, Bodenschätze am Meeresboden zu lokalisieren. Um diese zu reduzieren, arbeitet das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) gemeinsam mit acht weiteren europäischen Partnern daran, bis 2020 ein laserbasiertes, autonomes System zu entwickeln. Dieses soll Proben, wie beispielsweise Manganknollen, detektieren und direkt auf dem Tiefseegrund hinsichtlich ihrer Materialzusammensetzung analysieren.

Mit dem zuverlässigen und kostengünstigen System sollen zukünftig Mineral- und Rohstoffvorkommen großer Gebiete abgebildet werden. Neben den reduzierten Kosten wird mit dieser Technik auch der Eingriff in die Natur deutlich verringert.

Kombination von AUV und LIBS
Um dieses Ziel zu erreichen, werden zwei Technologien kombiniert: Ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV) für das 3D-Kartografieren des Meeresbodens wird mit einer laserbasierten Element-Analyse-Einheit ausgestattet. Diese Einheit ermöglicht es, basierend auf der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) Bodenproben zu untersuchen. Dafür wird ein kompaktes, autonomes System benötigt, das außerdem robust genug ist, dem in der Tiefsee herrschenden Druck standzuhalten.

Wissen aus der Raumfahrt für die Tiefsee
Die Abteilungen Laserentwicklung sowie Werkstoff- und Prozesstechnik des LZH nutzen für die Entwicklung des Systems das Wissen aus dem ExoMARS-Projekt des LZH. Dafür wurde ein kleines, ultraleichtes Lasersystem entwickelt, das LIBS-basierte Analysen auf dem Mars ermöglichen soll. Für den Einsatz in der Tiefsee ist das Gewicht des Lasersystems nebensächlich. Die Anforderung, ein sehr kompaktes System mit gleichzeitig hoher Pulsenergie einzusetzen, besteht aber auch hier.

Bei der Entwicklung arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des LZH mit der neoLASE GmbH zusammen, einer Ausgründung des LZH. Die Mitarbeiter der Firma bringen ihre Expertise zur Elektronik und Steuerung des Lasersystems in das Projekt ein. Die weiteren Partner ergänzen notwendige Kompetenzen in den Bereichen Meeresforschung, 3D-Kartografie und Biogeochemie.

Das Projekt „ROBotic sUbSea exploration Technologies - RO-BUST“ wird vom The Welding Institute (TWI Ltd.) in Großbritannien koordiniert. Neben dem LZH und der neoLASE GmbH sind an dem Projekt weiterhin beteiligt: CGG Veritas Consultants Ltd. (Frankreich), ALS Marine Consultants Ltd. (Zypern), GEOMAR Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung (Deutschland), Graal Tech S.r.l. (Italien), Università Degli Studi Di Genova (Italien), Coronis Computing S.L. (Spanien).

Das Projekt „Robotic Subsea Exploration Technologies - ROBUST“ (Förderkennzeichen: 690416) wird durch die Europäische Union im Rahmen des Programmes „Horizon 2020“ gefördert.

Auf der Hannover Messe zeigt das LZH neueste Forschungsergebnisse zum Laserstrahlschneiden unter Wasser. Dieser Prozess wird ebenfalls von den Wissenschaftlern der Gruppe Maschinen und Steuerungen aus der Abteilung Werkstoff- und Prozesstechnik des LZH entwickelt. Besuchen Sie uns auf dem Gemeinschaftsstand des Landes Niedersachsen Halle 2, Stand A08!

Pressemitteilung zum Download: 

 

Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen über 170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.

Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 17 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.