Weltraumforschung unter Eis TU Braunschweig testete autonomes Unterwasserfahrzeug in Nordschweden

Die Technische Universität Braunschweig testete in Nordschweden ein autonomes Unterwasserfahrzeug im Rahmen der TRIPLE-Initiative (Technologies for Rapid Ice Penetration and Subglacial Lake Exploration). Die Feldtests bereiten eine große Testkampagne in der Antarktis Ende des Jahres 2026 vor. Ziel des Projekts ist es, alle notwendigen Technologien für die Erforschung von Eismonden wie dem Jupitermond Europa zu entwickeln.

Eigenständig Gewässer unter Eis erkunden: Genau das soll das kompakte Fahrzeug (Autonomous Underwater Vehicle, AUV) können, das als zentraler Bestandteil des TRIPLE-Vorhabens entwickelt wird. Dafür müssen unter anderem die Funktionalitäten des sogenannten nanoAUVs in den Bereichen Regelung, Navigation, Pfadplanung und Umfeldwahrnehmung verbessert werden. Diese Softwarekomponenten werden im Teilprojekt TRIPLE-GNC (Guidance, Navigation & Control) unter Beteiligung der TU Braunschweig am Institut für Flugführung (IFF) entwickelt.

Ein wesentliches Ziel der Testkampagne im März 2026 war die Überprüfung des Zusammenspiels von Hard- und Software unter realistischen Einsatzbedingungen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen sicherstellen, dass alle TRIPLE-Komponenten für die geplante Gesamtsystemdemonstration in der Antarktis zuverlässig zusammenarbeiten.

Das TRIPLE-Projekt, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE), zeichnet sich durch seinen enorm hohen technischen Anspruch aus: Neben der eigentlichen Erkundung subglazialer Gewässer mittels nanoAUV umfasst das Missionskonzept auch das Durchschmelzen des Eispanzers sowie die Analyse der gewonnenen Wasserproben. Aufgrund des engen Raumfahrtbezugs müssen darüber hinaus umfangreiche, zeitintensive Review- und Qualifikationsprozesse nach Raumfahrtstandards durchlaufen werden.

Der Feldtest im März 2026 fand am Lake Torneträsk an der Abisko Scientific Research Station statt. Primäres Ziel war die Evaluation von Navigation und Kommunikation unter Eis. Da elektromagnetische Wellen im Wasser stark gedämpft werden, kamen hierfür akustische Sensoren zum Einsatz. Unter Eis können jedoch Reflexionen und Mehrwegeausbreitung auftreten, die die Navigationslösung beeinträchtigen. Die Versuche sollten klären, wie stark diese Effekte in der Praxis ausfallen und ob die bestehenden Navigationsalgorithmen ausreichend geschützt sind oder weiterentwickelt werden müssen.

Die TU Braunschweig bringt über ihr Institut für Flugführung maßgebliche Expertise in das Teilvorhaben TRIPLE-GNC ein. Konkret werden dafür ein

• fehlertoleranter Lageschätzer, der mithilfe eines Algorithmus die Lage eines Fahrzeuges im Raum auch bei Ausfall einzelner Sensoren bestimmen kann,
• sowie ein FDIR-Modul (Fault Detection, Isolation and Recovery) entwickelt. Ein solches Modul erkennt Störungen, lokalisiert deren Ursache und stellt den sicheren Betrieb wieder her. Diese Softwarekomponenten bilden im Fall von Ausfällen der Navigationssensorik eine essenzielle Rückfallebene, indem sie grundlegende Zustandsinformationen bereitstellen, die eine sichere Rückkehr des Fahrzeugs zur Einschmelzsonde ermöglichen. Dies ist von besonderer Bedeutung, da ein Auftauchen des Fahrzeugs im Fehlerfall unter dem Eis nicht möglich ist.

Langfristig zielt das TRIPLE-Vorhaben auf eine extraterrestrische Mission ab. Gleichzeitig ermöglichen die entwickelten Technologien erstmals eine systematische Exploration subglazialer Gewässer auf der Erde. Diese sind bislang nur unzureichend erforscht, da sie extrem schwer zugänglich sind.

Projektdaten

Nach einer Phase-0-Studie im Jahr 2018 wurde das TRIPLE-Projekt 2020 gestartet und läuft in der zweiten Phase bis voraussichtlich Mitte 2027. Es sind folgende Einrichtungen beteiligt: Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Physikalisches Institut B (RWTH Aachen University), MARUM (Zentrum für Marine Umweltwissenschaften Universität Bremen), Fachgruppe Physik (Bergische Universität Wuppertal), GSI – Gesellschaft für Systementwicklung und Instrumentierung mbH, DSI Aerospace GmbH, Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik (Universität Erlangen-Nürnberg), Institut für Regelungstechnik (RWTH Aachen University), HAW Hamburg, Institut für Bioengineering (FA Aachen), Lehrstuhl für Methoden der Modellbasierten Entwicklung in den Computergestützten Ingenieurwissenschaften (RWTH Aachen University), Cognitive Neuroinformatics (Universität Bremen), GloMic GmbH, Robotics Innovation Center (Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz), Institut für Flugführung (TU Braunschweig), TriOS GmbH und EvoLogics GmbH.