Ein tiefer Einblick in die Technologie, die die Meeresforschung – und vielleicht den Rest der Welt – revolutioniert.

Man sagt oft, dass wir mehr über die Oberfläche des Mars wissen als über die Tiefen unserer eigenen Ozeane. Dies liegt jedoch nicht an mangelndem Interesse, sondern vielmehr an den enormen Herausforderungen, die die extremen Bedingungen des Ozeans mit sich bringen, wie etwa immenser Druck, eisige Temperaturen und vor allem die völlige Dunkelheit der Tiefen.

Doch die jüngsten technologischen Fortschritte bei der unbemannten Erkundung ermöglichen es Wissenschaftlern, diese unerforschten Gebiete zu erkunden, was potenziell positive Auswirkungen auf das Leben über Wasser haben könnte, wie zum Beispiel die Verbesserung aktueller Klimamodelle, die Förderung nachhaltiger Fischereipraktiken und die Entdeckung biomedizinischer Ressourcen aus Tiefseeorganismen.

Die Fortschritte bei autonomen Unterwasserfahrzeugen (AUVs) haben die Meeresforschung grundlegend verändert. Diese Roboter-U-Boote können selbstständig operieren und die Tiefen des Ozeans ohne Besatzung an Bord navigieren. Zum Beispiel verbrachte das russische autonome Unterwasserfahrzeug Vityaz-D im Jahr 2020 drei Stunden mit der Erkundung des Marianengrabens, des tiefsten ozeanischen Grabens der Erde, und erreichte eine Tiefe von 10.028 Metern – tiefer als der Mount Everest hoch ist.

In ähnlicher Weise stellt die Manta Ray der US-Marine, eine Langzeitdrohne, einen großen Fortschritt in der unbemannten Unterwassertechnologie dar. Dieses Fahrzeug kann über lange Zeiträume autonom operieren und sogar auf dem Meeresgrund in einen Ruhezustand verfallen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.

Eine der größten Hürden bei der Tiefseeerkundung war die Schwierigkeit, Daten in Echtzeit zu übertragen. Im Gegensatz zu Land oder dem Weltraum können sich Radiowellen nicht durch den Ozean ausbreiten, da Wasser diese Signale absorbiert und streut, was ihre Reichweite und Wirksamkeit stark einschränkt.

Jüngste Durchbrüche in der Unterwasserkommunikation beginnen, diese Herausforderungen anzugehen. Beispielsweise wurden blaue und grüne Laser zur Beschleunigung der optischen Kommunikation eingesetzt, wodurch eine schnelle Datenübertragung über kurze Distanzen ermöglicht und die Datenübertragungsraten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden um das 1000-fache erhöht wurden. In Kombination mit akustischen Systemen ermöglichen diese Laser eine effizientere Kommunikation zwischen Unterwasserfahrzeugen und Oberflächenstationen.

Darüber hinaus haben Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und im maschinellen Lernen die Datenkomprimierungs- und Fehlerkorrekturverfahren verbessert, wodurch es möglich wird, komplexe Informationen über zuvor schwierige und unpraktische Entfernungen zu übertragen. Diese Technologien haben den Datenaustausch beschleunigt und den Erfolg von Unterwassermissionen gesteigert, indem sie sicherstellen, dass wichtige Informationen die Wissenschaftler ohne nennenswerte Verzögerung oder Verlust erreichen.

Fortschritte in der Kommunikation haben auch unsere Fähigkeit verbessert, die Tiefsee in Echtzeit zu erleben. Beispielsweise ist die Okeanos Explorer der NOAA, ein ehemaliges Schiff der US-Marine, das zu einem Forschungsschiff umgebaut wurde, mit hochauflösenden Kameras und Satellitenkommunikationssystemen ausgestattet, die eine Live-Übertragung ihrer Missionen ermöglichen.

In ähnlicher Weise bietet die Ocean Observatories Initiative eine Live-Videoübertragung direkt vom Axial Seamount an, einem aktiven Unterwasservulkan 250 Meilen vor der Küste Oregons. Diese hochauflösenden Videostreams sind alle drei Stunden verfügbar und ermöglichen es jedem auf der Welt, die Aktivität des Vulkans und die umliegende Meeresfauna zu beobachten. Sie können es sich von hier aus ansehen.