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Fliegende Messplattform untersucht Gase in der Luft

Forschende der ZHAW School of Engineering haben das Deutsche GeoForschungsZentrum bei der Entwicklung einer fliegenden Messgeräteplattform unterstützt. Das System misst die Treibhausgase in der unteren Atmosphäre. Das Fluggerät kann senkrecht starten und landen.

Dank der ZHAW-Forschenden fliegt das Messsystem jetzt durch die Luft.

Eine der grossen Fragen im Zuge der Klimaerwärmung ist, welche Mengen Treibhausgas aktuell und künftig beispielsweise aus Permafrostböden freigesetzt werden. Das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam untersucht unter anderem im Rahmen des neuartigen Erdbeobachtungssystems MOSES den Austausch dieser Gase zwischen der Erde und der unteren Atmosphäre. Das GFZ hat dazu eine Messplattform entwickelt, die nicht nur die Gaskonzentration, sondern auch die lokale Strömung der Luft sehr schnell und genau messen kann.

Forschende vom ZHAW-Institut für Mechanische Systeme (IMES) haben die Sensoren und Instrumente auf engstem Raum integriert, so dass sie leicht und kompakt mit einer handelsüblichen Drohne kombiniert werden können. Die Wahl des Fluggeräts fiel auf den Wingcopter, dessen technisches Prinzip an der ZHAW bereits genutzt wird. «Unsere Aufgabe war es, die Messgeräteplattform auf die Nutzlast des Wingcopters auszulegen – konkret durfte sie maximal vier Kilogramm wiegen», erklärt IMES-Projektleiter Hanfried Hesselbarth.

Neben den Treibhausgassensoren ist auch eine Fünflochsonde für den Windvektor auf der Messplattform integriert. Insgesamt haben die Forschenden ein halbes Dutzend Sensoren und meteorologische Instrumente mit zwei Computern gekoppelt und rund um eine Faserverbundröhre befestigt, in welcher die Messungen in der Luft stattfinden. Dazu kommen noch ein GPS-Modul, eine Kamera und eine inertiale Messeinheit, um die eigene Bewegung und Beschleunigung des Fluggeräts zu messen. Aufgezeichnet werden die Messdaten auf einem USB-Stick. «Dank der ZHAW fliegt unser Messsystem jetzt tatsächlich durch die Luft. Unsere ersten Tests sind vielversprechend verlaufen», sagt Projektingenieur Mathias Zöllner vom GFZ. Anhand der Messdaten aus der Luft wird das System somit bald neue Erkenntnisse zu Treibhausgasen und Erde-Atmosphäre-Wechselwirkungen liefern.