Unbemanntes Kleinflugzeug am Institut für Raumfahrtsysteme gelandet >>>>>>>>>>>>>

Adlerblick auf Umweltschäden

Er ist ungewöhnlich groß, fliegt ferngesteuert und soll aus der Luft die Umweltdaten von natürlichen Oberflächen wie Wiesen und Wäldern erfassen: Im März wurde am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) im Rahmen einer Vortragsveranstaltung der „Stuttgarter Adler“ eingeweiht. Das außergewöhnliche Kleinflugzeug wurde von Studierenden des IRS unter der Betreuung von Institutsleiter Prof. Hans-Peter Röser und Prof. Rudolf Voit-Nitschmann und in Zusammenarbeit mit dem Institut für Flugzeugbau entworfen und konstruiert.

Kleinflugzeug mit großen Dimensionen:
Der „Stuttgarter Adler“.

Kombiniert mit anderen „Plattformen“ des IRS soll das unbemannte Luftfahrzeug (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) Umweltdaten sowie die winkelabhängige Reflexion natürlicher Oberflächen erfassen und auswerten. Dabei beeindruckt das von der Firma Top-Fly Modelltechnik gefertigte Kleinflugzeug mit beachtlichen Dimensionen. So ist der Adler 2,60 Meter lang und hat eine Spannweite von 4,33 Metern. Mit einem maximalen Gewicht von 25 Kilogramm wird er eine Nutzlast von etwa sieben Kilo in eine Höhe von 300 Metern tragen. Als Antriebe dienen zwei Elektromotoren mit modernen Akkus, die eine Flugzeit von 30 bis 45 Minuten ermöglichen.

Die Lenkung erfolgt über eine Fernsteuerung, der Einsatz eines Autopiloten ist in einer späteren Projektphase möglich. Bereits im Oktober vergangenen Jahres ist der „Stuttgarter Adler“ erfolgreich zu seinem ersten zehnminütigen Testflug gestartet und erreichte eine maximale Flughöhe von etwa 150 Metern. „Trotz seiner ungewöhnlichen Größe ließ er sich erstaunlich leicht steuern“, sagte „Pilot“ Michael Hagenmayer von Top-Fly Modelltechnik. Mit einer Auf- und Abbauzeit von nur einer halben Stunde ist der Stuttgarter Adler zudem besonders schnell einsatzfähig und gegenüber anderen fliegenden Plattformen preiswert.

Erderkundung im Verbund: Die Daten
des Kleinflugzeugs werden mit
Messwerten am Boden und Satelliteninformationen
verknüpft. (Foto und Grafik: Institut)

Das Innenleben des Flugzeugs wird von Uwe Putze, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IRS, derzeit mit Instrumenten ausgerüstet. Vorgesehen sind drei Kameras, die jeweils im grünen, roten und nahen infraroten Spektralbereich arbeiten. Außerdem wird eine Thermalkamera sowie ein Spektrometer an Bord installiert. Bei einer typischen Flughöhe von 300 Metern beträgt die räumliche Auflösung der drei Kameras etwa zehn Zentimeter; die Thermalkamera erreicht eine räumliche Auflösung von 30 Zentimetern und das Spektrometer eine von etwa 50 Zentimetern. Mit dieser Ausstattung soll das ferngesteuerte Kleinflugzeug in den nächsten Monaten erstmals Umweltdaten von natürlichen Oberflächen wie Wiesen und Wäldern erfassen. Sie liefern die Grundlage für die verschiedensten Umweltmissionen: So können die Instrumente zum Beispiel Veränderungen der Vegetation erfassen und deren Vitalität überwachen oder Gewässerverunreinigungen dokumentieren. Auch das Zählen von Tierpopulationen, Bildaufnahmen von Wärmeschutzisolierungen oder Deichdurchlässigkeiten, Informationen über Brandschäden oder die Überwachung von Altlasten und Deponien sind möglich. Getestet wird der Adler auf Versuchsflächen am Ihinger Hof bei Renningen, die im Rahmen einer Kooperation mit der Universität Hohenheim genutzt werden. „Mit ersten Ergebnissen rechnen wir im Herbst“, freut sich IRS-Mitarbeiterin Ursula Kirchgäßner, die, gefördert durch die Friedrich und Elisabeth Boysen-Stiftung, die gewonnenen Umweltdaten auswerten wird.

Einfluss der unteren Atmosphäre wird messbar
Weiterhin möchten die Wissenschaftler mit dem „Stuttgarter Adler“ die winkelabhängige Reflexion von natürlichen Oberflächen untersuchen. Hierzu werden die Flugzeugdaten mit Messungen eines von Marc Schwarzbach am IRS eigens hierfür entwickelten Bodenmessgerätes kombiniert. Das besondere daran: Durch gleichzeitige Messungen am Boden und in 300 Metern Höhe kann der Einfluss der unteren Atmosphäre untersucht werden. Mit dem „Stuttgarter Adler“ werden solche Daten erstmals mit Hilfe eines ferngesteuerten Kleinflugzeuges gewonnen. „Mit diesen Informationen können wir nicht nur eine qualitative, auf Bildern basierende, sondern auch eine quantitative Analyse der Umwelt- und Reflexionseigenschaften natürlicher Oberflächen durchführen“, freut sich Projektleiterin Dr. Maria von Schönermark. Darüber hinaus können mit dem System aus Bodenmessgerät und ferngesteuertem Kleinflugzeug auch Erderkundungsdaten von Satelliten wie etwa dem „Flying Laptop“, der im Rahmen des Stuttgarter Kleinsatteliten Programms am IRS entwickelt wird, kalibriert und überprüft werden. Dörte Mehlert/amg

KONTAKT
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Prof. Hans-Peter Röser
Institut für Raumfahrtsysteme
Tel. 0711/685 62375
Fax 0711/685 63596
e-mail: roeser@irs.uni-stuttgart.de

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