Auf dem Grund von Nord- und Ostsee liegen schätzungsweise 1,6 Millionen Tonnen Munition aus den beiden Weltkriegen, allein vor der deutschen Küste. Verladen auf einen Güterzug würde diese Menge einen rund 1.000 Kilometer langen Zug füllen, etwa die Strecke von Berlin nach Paris. Die Hüllen dieser Altlasten korrodieren zunehmend, wodurch Explosivstoffe ungehindert ins Meer freigesetzt und von Flora und Fauna aufgenommen werden. Das gefährdet nicht nur die marine Ökologie, sondern kann auch Risiken für die menschliche Gesundheit bergen. Zudem bedrohen die belasteten Gebiete die Sicherheit der Schifffahrt, beeinträchtigen die Fischerei und erschweren den Ausbau und Betrieb von Offshore-Windparks.
Um dieser wachsenden Gefahr für Umwelt, Menschen und Wirtschaft zu begegnen, hat das Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) das Sofortprogramm Munitionsaltlasten in Nord- und Ostsee gestartet. Spätestens mit dem Beginn der Pilotbergung in der Lübecker Bucht im Sommer 2024 ist das Thema der Altlasten im Meer immer stärker in den Fokus gerückt.
Auch das DLR hat die Dringlichkeit dieses Problems erkannt: Mit dem Impulsprojekt WATERSIDE bündeln mehrere DLR-Institute ihre Expertise und sind zuversichtlich, den Prozess der Altlastenbergung mit bereits existierenden Verfahren aus verschiedenen Forschungsbereichen mehrwertbringend zu unterstützen. So überträgt das DLR seine Erfahrung aus Raumfahrt, Verkehr, Sicherheit und Luftfahrt auf das drängende Problem der Munitionsaltlasten: Konzepte, die bisher vor allem in der Raumfahrt eingesetzt wurden, etwa auf der ISS, werden nun unter Wasser erprobt und angepasst, um alte Munition auch ohne Taucher sicher zu greifen und zu bergen. Moderne Verfahren wie die Quantensensorik machen es möglich, Munition auch unter mehreren Metern Sediment zu erkennen und die gefährlichen Altlasten zuverlässig zu identifizieren.
WATERSIDE Infografik
Überblick über die WATERSIDE-Technologiekette, von der Luftraumaufklärung bis hin zur teleoperierten Bergung am Meeresboden: (1) Eine Drohne übernimmt die echtzeitfähige Luftraumaufklärung und behält das Einsatzgebiet von oben im Blick. (2) Digitale standardkonforme Navigationswarnungen werden an die umliegenden Verkehrsteilnehmer verteilt. (3) Ein Unterwassernavigations- und Positionierungssystem ermöglicht die präzise Ortung und Navigation unter Wasser. (4) Ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV) mit neuartiger Sensorik erkennt vergrabene Munition und andere Altlasten im Meeresboden. (5) Ein ferngesteuertes System birgt die gefundene Munition mit einem Greifarm und unterstützt den Operator mit haptischem Feedback. (6) Eine kontinuierliche AUV-Zustandsüberwachung sorgt während des gesamten Einsatzes für den zuverlässigen Betrieb der Unterwassersysteme.
Das WATERSIDE-Projekt konzentriert sich dabei auf die folgenden thematischen Beiträge:
Neuartige Sensorik zur Detektion von Altlasten: Ziel ist die präzise Ortung und Identifikation versenkter Munition. Dafür kommen neuartige Sensorsysteme zum Einsatz, darunter innovative Quantensensorik (vgl. Infografik, Punkt 4). Diese können selbst kleinste magnetische und gravimetrische Anomalien erfassen und so auch tief vergrabene Objekte lokalisieren. Die anschließende Klassifikation ermöglicht eine Unterscheidung zwischen harmlosen Objekten und gefährlichen Altlasten.
Lagebild und Navigationswarnungen: Bei Such- und Räumeinsätzen ist es entscheidend, den Schiffsverkehr in der Umgebung zu überwachen und Gefahren frühzeitig zu erkennen. Hierzu wird das Gebiet einer Räumung per luftgestützter Drohne kontinuierlich überwacht, um sicherzustellen, dass keine unbefugten Verkehrsteilnehmer in den gesicherten Bereich einfahren (vgl. Infografik, Punkt 1). Zudem werden die maritimen Akteure durch einen neuen digitalen Warndienst auf Basis des IHO Standards S-100 informiert. Er stellt relevante Informationen, etwa zu laufenden Bergungseinsätzen, präzise und in Echtzeit sowohl an Bord von Schiffen als auch an Land digital bereit, um die umliegenden Verkehrsteilnehmer über die stattfindende Bergung zu informieren (vgl. Infografik, Punkt 2). Eine AUV-Zustandsüberwachung informiert den Operator zudem über den Gesundheitszustand der autonomen Einheiten, um bei Fehlern frühzeitige Gegenmaßnahmen zu ergreifen (vgl. Infografik, Punkt 6)
Teleoperierte Bergung und genaue Positionierung: Die eigentliche Bergung der Munition erfolgt über einen speziell entwickelten, teleoperierten Greifarm, der mit haptischem Feedback präzises und sicheres Arbeiten auch unter schwierigen Sichtbedingungen ermöglicht (vgl. Infografik, Punkt 5). Um diesen Greifarm sicher und genau zu steuern, ist eine exakte Positionsbestimmung unter Wasser nötig, eine besondere technische Herausforderung, da GPS-gestützte Navigation nicht verfügbar ist. Ein eigens entwickeltes dezentrales Unterwassernavigations- und Positionierungssystem übernimmt deshalb die präzise Ortung von Greifarm und beteiligten autonomen Unterwasserfahrzeugen (vgl. Infografik, Punkt 3).
Ziel ist es, Industrie, Wissenschaft und Behörden mit innovativen und nachhaltigen Lösungen zu unterstützen, von der Detektion und Identifikation bis zur sicheren Bergung. Daher wird das WATERSIDE Projekt in enger Abstimmung mit Partnern aus der Industrie und Politik durchgeführt, um die DLR-eignen Systeme bestmöglich auf die Anforderungen im Feld anzupassen.
