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"Außenposten" im All
Internationale Raumstation ISS
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ColAIS und Vessel-ID-System - Schiffsverkehr aus dem All sichern

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  • COLAIS%2dAntenne außen am Columbus%2dModul

    COLAIS-Antenne außen am Columbus-Modul

    Astronaut Randolph Bresnik hinter der COLAIS-Antenne am Columbus-Modul

  • Schiffsverkehr im Mittelmeer

    Schiffsverkehr im Mittelmeer

    COLLAIS ermöglicht die Erfassung der Schiffsbewegungen weltweit

Hintergrund und wissenschaftliche Ziele:

Die größten beweglichen Bauwerke der Menschheit sind Schiffe. Sie können große Gütermengen mit wenig Personal und geringem Aufwand befördern. Rund 45.000 Handelsschiffe sind derzeit auf den Ozeanen unterwegs und transportieren fast sieben Milliarden Tonnen Güter pro Jahr. Über 90 Prozent des gesamten Welthandels und nahezu 70 Prozent des deutschen Im- und Exports werden über See abgewickelt. Die Sicherheit dieser Flotte zu garantieren, trägt zur Sicherung des globalen Handels bei. Insbesondere auf hoher See bietet die Raumfahrt neue Möglichkeiten der Überwachung. Schiffe und deren genaue Positionen werden aus dem All erkannt und kartiert. Das Columbus Automatic Identification System (ColAIS) auf der ISS empfängt die Signale, die die Schiffe aussenden, ermittelt so deren Position und schickt die Daten wieder zurück zur Erde. Bis zur Inbetriebnahme von ColAIS wurde das Automatische Identifikationssystem (AIS) lediglich im Küstenbereich angewandt. Es soll nun zusammen mit anderen orbitalen Systemen erweitert werden und so die Reichweite vergrößern und den Empfang des Signaltyps außerhalb der Erdatmosphäre ermöglichen. So soll ColAIS unsere "Meeresautobahnen" in Zukunft noch sicherer zu machen. Die Experimentanlage ist Teil des Vessel-ID-Systems, das während der Blue Dot-Mission des deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst auf der Raumstation den Betrieb fortsetzt.

Experimentbeschreibung:

ColAIS ist ein experimenteller ISS-Sensor, der die Schiffsbewegungen erfasst, indem er die AIS-Transponder-Signale empfängt, die die Boote aussenden. Diese Transponder sind für internationale Schiffe mit mehr als 300 Tonnen oder Frachtschiffe mit mehr als 500 Tonnen vorgeschrieben. Über das UKW-Signal können Schiffe über offene Meere verfolgt und über vier Monate kontinuierlich beobachtet werden. Die Transponder senden in regelmäßigen Abständen die Schiffsposition als Datenpaket auf zwei AIS-Kanälen. Wie oft sie senden, hängt von der Schiffsgeschwindigkeit und Kursstabilität ab. Alle drei Minuten setzen Schiffe vor Anker ihre Signale ab, fahrende Schiffe über 23 Knoten etwa alle zwei Sekunden. Über die ColAIS-UKW-Antenne werden die Signale auf der Raumstation an zwei Empfänger geleitet, die die Pakete für die Weiterverarbeitung im Computer entschlüsseln. Über die ISS-Kommunikation werden die Daten zum Boden übertragen und an die Endempfänger verteilt. Sie können auf einem Bildschirm als Symbol mit Positionsangabe und Richtungs- beziehungsweise Fahrtvektor angezeigt werden. Die Länge des Fahrtvektors ist geschwindigkeitsabhängig. Mit einem GPS-Empfänger kann der Kapitän und seine Mannschaft auf der Brücke am Bildschirm die eigene Schiffsposition verfolgen. Durch Überlagerung der Daten auf einer elektronischen Seekarte erhält die Schiffscrew alle navigationsrelevanten Informationen zur Schiffsführung.

Status:

Alle Systeme funktionieren nominal. ColAIS soll voraussichtlich bis zum Ende der ISSNutzungsphase in Betrieb bleiben.

Ergebnisse:

ColAIS ist noch in einer Validierungsphase. Die Funktionstüchtigkeit des Systems ist mittlerweile allerdings bewiesen. In vier Monaten wurden 30 Millionen einzelne Nachrichten von AIS-Transpondern auf mehr als 60.000 verschiedenen Schiffen aller Klassen und Größen empfangen.

Perspektiven für Forschung und Anwendung:

Schweden, Norwegen aber auch die EU, die UN sowie internationale Schifffahrtsbehörden zeigen Interesse an ColAIS. Nach ausreichender Testphase auf der ISS könnte ein privates System zur weltweiten Überwachung des Schiffverkehrs in naher Zukunft Wirklichkeit werden. AIS-Sender könnten als zugelassene persönliche Notfallsender benutzt werden. Von Schiffbrüchigen aktiviert, könnte der Sender eine Notfallnachricht sowie gleichzeitig per AIS die Position des eingebauten GPS-Empfängers aussenden. Mit mehreren Tagen Sendedauer könnte das Gerät die Rettung beschleunigen und so Leben retten. An der Bergung beteiligte Schiffe können die Person in Seenot auf ihrem Kartenplotter genau lokalisieren. Die AIS-Daten, die in die elektronische Seekarte einblendet werden, überlagern derzeit noch die eingetragenen Seezeichen des heutigen Identifikationsstandards. Zurzeit gibt es noch keine genormte Darstellung von AIS-Seezeichen. Weil diese Signale aber überall auf der Welt verfügbar sind, wären internationale Anstrengungen zur  Standardisierung dieser Daten wünschenswert und ein wichtiger Schritt, um unsere "Meeresautobahnen" in Zukunft noch sicherer zu machen. Da AIS in einem ähnlichen Wellenlängenbereich wie Mobiltelefone arbeitet, ist eine Weiterentwicklung moderner AIS-Empfänger notwendig.

Start: Zwei Empfänger: 10.September 2009 / HTV-1; Antenne: 16. November 2009 / Space Shuttle Atlantis (STS-129)
Computer-ERNObox: 14. Mai 2010 / Space Shuttle Atlantis (STS-132)
ISS-Zeitraum seit Juni 2010
Unterbringung Antenne: außen am Columbus-Modul, Computer-ERNObox: im Columbus-Modul, NORAIS-Empfänger: im Columbus-Modul, LUXAIS-Empfänger: im Columbus-Modul
Einrichtung FFI; Seatex; ESA; Airbus Defence & Space
Bereich industrielle Nutzung, Telekommunikation
Partner Norwegen; Airbus Defence & Space, Bremen
Deutsche Industrie Airbus Defence & Space, Bremen

 

Zuletzt geändert am:
03.07.2014 13:54:45 Uhr