Aquarius (Labor)
- Bauwerk unter Wasser
- Forschungsstation
- Meereskunde
- Tauchen
Die Aquarius ist ein US-amerikanisches Unterwasserhabitat und -labor, das sich im Besitz der National Oceanic and Atmospheric Administration befindet und von der Universität von North Carolina, Wilmington betrieben wird. Sie liegt circa vierzehn Kilometer südöstlich vor Key Largo im Atlantik.
Vorgeschichte
In der Mitte des 20. Jahrhunderts war neben der Erforschung des Weltraums der Vorstoß in die Tiefen der Ozeane ein Traum der Menschheit. Nachdem Jacques Piccard und Don Walsh mit ihrem U-Boot Trieste am 23. Januar 1960 den im Marianengraben gelegenen tiefsten Punkt des Weltmeeres erreicht hatten, erhoffte man sich, ganze Unterwassersiedlungen bauen zu können, um die Ressourcen der Tiefsee auszubeuten. In den folgenden Jahrzehnten wurden viele Unterwasserhabitate in den verschiedenen Teilen der Meere versenkt. Die Aquarius ist das letzte funktionsfähige Labor dieser Ära.
Aufbau
Die Aquarius wurde 1986 von der Firma Victoria Machine Works in Victoria, Texas gebaut. Ihre Hülle besteht aus 1,9 cm starkem Stahl, auf dem eine 1 cm starke Isolationsschicht aufgebracht ist. Über vier Pfeiler ist sie mit der 116 t schweren Grundplatte verbunden. Jeder der vier Pfeiler ist mit 25 t Blei gefüllt, so dass die gesamte Konstruktion eine Masse von etwa 300 t aufweist. Die Höhe der Pfeiler kann einzeln in einem Bereich von circa 2 m eingestellt werden, was eine Nivellierung der Aquarius je nach Meeresbodenbeschaffenheit erlaubt. Habitat und Grundplatte wurden so konstruiert, dass sie auch schweren Stürmen widerstehen können.
Das Innere ist in drei Bereiche aufgeteilt. Es besteht aus Hauptbereich, Einstiegsschleuse und Nassbereich, in denen unterschiedliche Druckverhältnisse eingestellt werden können. Die Unterseite des Nassbereichs ist zum Wasser hin offen. In ihm herrscht immer ein höherer Druck als der Druck des Wassers, so dass kein Wasser eindringen kann. So können Taucher in das Innere gelangen, ohne dass eine entsprechende Schleuse nötig ist. Der Nassbereich ist 2,5 m lang, 3,6 m breit und 2,1 m hoch. Hier stehen Stauraum für Taucherausrüstungen und eine Heißwasserdusche zur Verfügung, so dass die Taucher ihre Anzüge gegen trockene Kleidung tauschen können.
Vom Nassbereich aus führt eine luftdicht schließende Luke zur Einstiegsschleuse. Die Einstiegsschleuse bietet eine Toilette, ein Waschbecken, die Schalttafeln für die Gas- und Stromversorgung, die Lebenserhaltungssysteme, einen Arbeitsplatz und Stauraum für persönliche Dinge der Besatzungsmitglieder.
Eine weitere luftdichte Luke verbindet die Einstiegsschleuse mit dem Hauptbereich. Er ist in einen Arbeits- und einen Wohnbereich sowie einen Schlafbereich mit sechs 60 cm breiten und 1,90 m langen Kojen aufgeteilt. Des Weiteren gibt es dort einen Esstisch mit Bänken, eine Kombüse mit Spülbecken, Mikrowellenherd und Stauraum für Nahrung sowie Kommunikations- und Videoausrüstungen, medizinische Ausrüstungen und Lebenserhaltungssysteme.
Bei einem eventuellen Notfall können sowohl Hauptbereich als auch Einstiegsschleuse mit Strom aus Batterien und Atemluft aus Notfalltanks versorgt werden. Auch Ausrüstung zur Entsorgung des anfallenden CO2 steht zur Verfügung, falls die Verbindung zur LSB abreißen sollte.
Außerhalb der Aquarius steht in der Nähe des Ausgangs für einen Notfall eine Tauchglocke zur Verfügung, die etwa 1,7 m3 Luft enthält und sechs Menschen ein bequemes Stehen erlaubt.
Lebenserhaltungsboje
Die Lebenserhaltungsboje (Life Support Buoy, LSB) besteht aus einer Plattform mit zehn Metern Durchmesser, die über der Aquarius an der Meeresoberfläche fixiert ist. Für die Befestigung ist die LSB an fünf Punkten über Nylon-Seile von etwa fünf Zentimeter Dicke an Vertäuungsplatten auf dem Meeresgrund verankert. Die Vertäuungsplatten selbst sind mit 1,2 m langen Ankerbolzen im Meeresboden befestigt.
Neben einem Turm für Kommunikationszwecke hat die Boje einen Innenraum mit einer Grundfläche von circa siebzig Quadratmetern. Innerhalb der Boje befinden sich zwei Dieselgeneratoren mit je vierzig Kilowatt Leistung, zwei Luftkompressoren mit einer Liefermenge von 510 Litern pro Minute sowie Empfangsanlagen für den VHF-Bereich und Sende- und Empfangsanlagen für den UHF-Bereich und das Mobilfunknetz. Die UHF-Anlage ermöglicht zuverlässige verschlüsselte Audio-, Video- und Datenverbindungen mit einer Bandbreite von bis zu zehn MB pro Sekunde zwischen der Aquarius und dem Mission Control Center an Land. Technische Verbesserungen sind in Planung (Stand: 2008), um die Qualität der Video- und Telefonieverbindungen noch weiter zu erhöhen.
Über einen 42 Meter langen und 8 Zentimeter starken Verbindungsschlauch ist die Aquarius an der Lebenserhaltungsboje angeschlossen. Innerhalb des Schlauches befinden sich Energieversorgungskabel zu den Generatoren, zwei Koaxial- und zwölf Twisted-Pair-Kabel zu den Sende- und Empfangsanlagen sowie Luftversorgungsschläuche zu den Luftkompressoren.
Operationsbasis an Land
Die Operationsbasis ist in Key Largo in zwei Gebäuden untergebracht. Ein Gebäude beherbergt die Verwaltung, Unterbringungsmöglichkeiten für Besucher und ausgedehnte Arbeitseinrichtungen. Im anderen Gebäude existieren komfortable Schlafbereiche für Wissenschaftler, voll ausgestattete Küchen sowie zwei Laboratorien.
Forschungsmissionen
Die Aquarius bietet Wissenschaftlern die Möglichkeit zur Erforschung des Lebens im Ozean über einen längeren Zeitraum unter Wasser. Seit ihres ersten Einsatzes haben mehr als zweihundert Wissenschaftler von über neunzig Organisationen mehr als fünfzig Forschungsmissionen durchgeführt. Durch Untersuchungen der Korallenriffe können sie beispielsweise Aspekte der Umweltverschmutzung erforschen.
Nach dem Bau der Aquarius 1986 wurde sie 1988 zunächst vor den amerikanischen Virgin Islands eingesetzt. Nach dreizehn Missionen und dem Hurrikan Hugo wurde sie in Wilmington, North Carolina einer Generalüberholung unterzogen und 1992 an ihren heutigen Standort gebracht. 1996 wurde sie nach weiteren zwanzig Missionen wegen Finanzierungsschwierigkeiten erneut gehoben. Nach Sicherstellung der weiteren Finanzierung wurde sie 1997 an der Harbor Branch Oceanographic Institution erneut generalüberholt und 1998 wieder an ihren alten Standort vor Key Largo zurückgebracht.
Missionsübersicht 2001 bis 2008
2001 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
---|---|---|---|
Betriebsbedingte Unterstützung | Craig Cooper, Universität von North Carolina Wilmington | 16. bis 20. April | |
ökologische Aspekte von Tiefseeschwämmen | Joseph Pawlik, Universität von North Carolina Wilmington | 14. bis 18. Mai | 21. bis 27. April |
bodennahe Nährstofffluktuationen im Florida Key Riff | James Leichter, Woods Hole Ocean Institute | 11. bis 15. Juni | 18. bis 28. Juni |
Biologie und Ökologie der Fangschreckenkrebse | Roy L. Caldwell, Abteilung Integrative Biologie, Universität von Kalifornien, Berkley | 9. bis 13. Juli | 16. bis 25. Juli |
Ökologie und Physiologie der Braunalgen im Korallenriff der Florida Keys | Kevin Beach, Universität von Tampa | 5. bis 10. August | 13. bis 22. August |
Überwachung der Korallen und Erprobung von Tauchtechniken zur Unterstützung der nationalen Meeresschutzprogramme | Dan Basta, Universität von North Carolina Wilmington | 4. bis 8. September | 11. bis 19. September |
NASA-Mission | NASA | 15. bis 19. Oktober | 21. bis 27. Oktober |
Untersuchung von Fischschwärmen und deren Verhalten in geschützten Meeresbereichen | 5. bis 9. November | 12. bis 18. November | |
2002 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
Studie der Populationsdynamik der Steinkorallen im Conch Riff mit demografischem und populationsgenetischem Ansatz | Mary Alice Coffroth, SUNY-Buffalo | 8. bis 12. April | 15. bis 24. April |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt der NASA | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 6. bis 10. Mai | 13. bis 21. Mai |
Auswirkung der globalen Klimaerwärmung auf die Vermehrung der Korallen: Die wechselwirkenden Effekte von Temperatur und Keimentwicklung auf die Biologie der Porites Astreoides Larven | Peter Edmunds, California State Universität, Northridge | 3. bis 7. Juni | 10. bis 19. Juni |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt der NASA | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 8. bis 12. Juli | 15. bis 23. Juli |
Untersuchungen durch Zählung und Markierung von Riff-Fischen in Bezug auf das nationale Meeresschutzgebiet der Florida Keys | Billy Causey, Nationales Meeresschutzprogramm | 12. bis 16. August | 19. bis 28. August |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt der NASA | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 9. bis 13. September | 16. bis 24. September |
Untersuchung der Effekte von Materialaustausch, Wasserbewegung und Temperatur auf die Gesundheit von Riffen | David Wethey, Universität von South Carolina | 7. bis 11. Oktober | 14. bis 23. Oktober |
Strömungsabhängiger Metabolismus: Verbindungen zwischen dem Ausbleichen der Korallen und Sauerstoffmangel im Riff | Mark Patterson, College of William and Mary | 4. bis 8. November | 11. bis 20. November |
2003 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
Besatzungstraining und System-Überprüfung | 24. März bis 2. April | ||
Besatzungstraining und System-Überprüfung | 21. bis 30. April | ||
Studie der Populationsdynamik der Steinkorallen im Conch Riff mit demografischem und populationsgenetischem Ansatz | Mary Alice Coffroth, SUNY-Buffalo | 12. bis 16. Mai | 19. bis 28. Mai |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 5 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 9. bis 13. Juni | 16. bis 29. Juni |
Strömungsabhängiger Metabolismus: Verbindungen zwischen dem Ausbleichen der Korallen und Sauerstoffmangel im Riff | Dr. Mark Patterson, College of William and Mary | 7. bis 11. Juli | 14. bis 23. Juli |
Reaktionen bentischer Macroalgen auf hochfrequenten Auftrieb am Florida Riff | Dr. James Leichter, Scripps Institution of Oceanography | 4. bis 12. August | 11. bis 20. August |
Untersuchungen durch Zählung und Markierung von Riff-Fischen in Bezug auf das nationale Meeresschutzgebiet der Florida Keys | Billy Causey, Nationales Meeresschutzprogramm | 12. bis 16. August | 19. bis 28. August |
Biochemischer und geologischer Einfluss auf die stabilen Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotopzusammensetzungen von Schwämmen an natürlichen Umgebungsgefällen | Dr. Chris Martens, Universität von North Carolina in Chapel Hill | 8. bis 12. September | 15. bis 24. September |
Widerstand von Pflanzenfressern gegen die Verteidigungsmechanismen von Algen und deren Effekte auf die Lebensgemeinschaft im Riff | Dr. Mark Hay, Georgia Institute of Technology | 3. bis 7. November | 10. bis 19. November |
Mission der US Navy | Mr. Craig Cooper | 1. bis 4. Dezember | 6. bis 10. Dezember |
2004 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
Besatzungstraining und System-Überprüfung | Craig Cooper, NURC/UNCW | 19. bis 23. April | |
Untersuchung der physikalischen und biologischen Wechselwirkungen im Florida Keys Riff | Dr. James Leichter, Scripps Institution of Oceanography | 7. bis 11. Juni | 14. bis 23. Juni |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 6 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 6. bis 10. Juli | 12. bis 21. Juli |
Entwicklung der Schwämme und Wiedergewinnung von Stickstoff im Ökosystem Korallenriff | Dr. Chris Martens, Universität von North Carolina in Chapel Hill | 2. bis 6. August | 9. bis 18. August |
Physiologische Ökonomie von symbiotischen Dinoflagellaten: Verständnis des Einflusses von physikalischen und biologischen Faktoren auf photosynthetische Prozesse und Veränderungen der Population | Dr. Mark Patterson, College of William and Mary | 7. bis 11. Juli | 14. bis 23. Juli |
Internationale biomedizinische Forschungsmission | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 4. bis 8. Oktober | 11. bis 25. Oktober |
Widerstand von Pflanzenfressern gegen die Verteidigungsmechanismen von Algen und deren Effekte auf die Lebensgemeinschaft im Riff | Dr. Mark Hay, Georgia Institute of Technology | 1. bis 5. November | 8. bis 17. November |
Trainingsmission der US Navy Tauchschule | Capt Mark Helmkamp, US Navy | 6. bis 9. Dezember | |
Trainingsmission der US Navy Tauchschule | Capt Mark Helmkamp, US Navy | 11. bis 14. Dezember | |
2005 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
Besatzungstraining und System-Überprüfung | Craig Cooper, NURC/UNCW | 18. bis 19. April | 20. bis 22. April |
Die Rolle der Hydrodynamik bei Nährstofffluktuationen im Conch Reef | Dr. Stephen Monismith | 5. bis 8. Juli | 15. bis 21. Juli |
Entwicklung der Schwämme und Wiedergewinnung von Stickstoff im Ökosystem Korallenriff | Dr. Chris Martens, Universität von North Carolina in Chapel Hill | 8. bis 12. August | 15. bis 24. August |
Bewegungsverhalten von Fischen | Dr. James Lindholm, PIER | 31. Oktober bis 4. November | 7. bis 16. November |
Trainingsmission der US Navy Tauchschule | Capt Mark Helmkamp, US Navy | 5. bis 9. Dezember | |
Trainingsmission der US Navy Tauchschule | Capt Mark Helmkamp, US Navy | 9. bis 14. Dezember | |
2006 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
Besatzungstraining und System-Überprüfung | Craig Cooper, NURC/UNCW | 6. bis 7. März | 7. bis 11. März |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 9 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 27. bis 31. März | 3. bis 20. April |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 1 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 5. bis 6. Juni | 6. bis 10. Juni |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 2 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 10. bis 14. Juni | |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 10 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 18. bis 20. Juli | 22. bis 28. Juli |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 11 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 12. bis 14. September | 16. bis 22. September |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 3 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 3. bis 7. November | |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 4 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 9. bis 13. November | |
2007 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
Besatzungstraining und System-Überprüfung | Otto Rutten, NURC/UNCW | 2. bis 5. April | 6. bis 9. April |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 12 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 30. April bis 4. Mai | 7. bis 18. Mai |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 1 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 5. bis 9. Juni | |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 2 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 10. bis 14. Juni | |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 13 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 30. Juli bis 3. August | 6. bis 15. August |
Wenn Riffe sprechen könnten | Kate Thompson, Nationales Meeresschutzprogramm | 10. bis 14. September | 17. bis 25. September |
Die Rolle der Schwämme bei der Stickstoffverwertung und Atmung im Ökosystem eines Korallenriffs | Niels Lindquist, UNC Chapel Hill | 8. bis 12. Oktober | 15. bis 24. Oktober |
Projekt SeaCamel: Klassenraum Aquarius | Captain Philip G. Renaud, Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation | 5. bis 9. November | 12. bis 16. November |
2008 | |||
Bezeichnung | Forschungsleiter | Trainingszeitraum | Missionszeitraum |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 1 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 15. bis 19. April | |
NURC/Navy Weiterentwicklung des Sättigungstauchens Mission 2 | Craig Cooper, NURC/UNCW | 21. bis 25. April | |
NURC Weiterentwicklung des Umgebungsdrucktauchens | Craig Cooper, NURC/UNCW | 19. bis 20. Mai | 20. bis 24. Mai |
Aquarius Experimente zur Wiederherstellung und Widerstandsfähigkeit von Korallen | Dr. Margaret Miller, NOAA Fisheries | 2. bis 6. Juni | 9. bis 18. Juni |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 14 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 28. Juli bis 1. August | 4. bis 15. August |
Die Rolle der Schwämme bei der Stickstoffverwertung und Atmung im Ökosystem eines Korallenriffs | Niels Lindquist, UNC Chapel Hill | 8. bis 12. September | 15. bis 24. September |
Weltraum Simulations- und Trainingsprojekt NEEMO 13 | Bill Todd, NASA/United Space Alliance | 30. Juli bis 3. August | 6. bis 15. August |
Die Versauerung des Ozeans | TBA | 6. bis 10. Oktober | 13. bis 22. Oktober |
Mission des nationalen Meeresschutzprogramms | Steve Gittings, NOAA’s National Marine Sanctuary Program | 3. bis 7. November | 10. bis 19. November |
Zukunftsaussichten
Auch künftig soll die Aquarius weiter eingesetzt und weiterentwickelt werden. Die NOAA plant, das Labor autonomer zu machen. Hierzu sollen zum Beispiel Atemlufttanks installiert werden, um eine ganze Mission mit Luft versorgen zu können. Des Weiteren werden Anstrengungen unternommen, die Energieerzeugung unter Wasser zu verlegen, um auf die LSB verzichten zu können und nur noch eine Boje für die Kommunikationsverbindungen zu benötigen. Aus dem gleichen Grund werden CO2-Recyclingsysteme getestet. Auch an der Erhöhung der maximalen Tauchtiefe wird gearbeitet.
Quellen
- Spiegel-Online Artikel vom 5. März 2008
- NOAA Website über das Aquarius-Habitat
- UNCW Website über das Aquarius-Habitat
Weblinks
Koordinaten: 24° 57′ 0″ N, 80° 27′ 12,99″ W