Die Meere unseres Planeten sind essenziell für die Menschen. Das Potenzial dieser schwer zugänglichen Lebensräume reicht von der Energie über Ernährung und Gesundheit bis hin zur Grundlage für das Verlegen von Pipelines und Kabeln. Aber die Erforschung von Meer und Meeresboden ist anspruchsvoll und kostenintensiv. Mit dem Großprojekt »Ocean Technology Campus« (OTC) soll Rostock in den kommenden Jahren zum führenden Standort der technologischen Unterwasserforschung ausgebaut werden. Herzstück des Projekts ist das »Digital Ocean Lab«, das vom Fraunhofer IGD gegründet und verantwortet wird.

Über das Meer ist viel geschrieben worden. Weit über 2.000 verfügbare Bücher listet allein der Buchhandel auf. Viele davon sind allerdings Publikationen, die sich eher an der menschlichen Fantasie als am Tatsächlichem orientieren. Und das hat seinen Grund. Wenn Menschen wenig wissen, dann neigen sie zur Fiktion. Und das Wissen des Menschen über das Meer ist leidlich gering.

Dabei ist die Bedeutung des Meeres kaum zu überschätzen: Es dient als Transportweg und schafft über am Meeresboden verlegte Glasfaserkabel essenzielle Internet-Verbindungen zwischen den Kontinenten, es liefert über Aquakulturen Nahrungsmittel und es ist Standort für die Öl- und Gasförderung beziehungsweise für Offshore-Windparks. Zudem wird das Ausmaß der Nutzung von Meer und Meeresboden künftig stark steigen: Das Wachstum an Land stößt an seine Grenzen, und zukunftsfähige Lösungen in Sachen Nahrung und Energie für die Weltbevölkerung sind notwendig. Dafür müssen die Forscher aber Möglichkeiten finden, der Verschmutzung der Meere Lösungen entgegenzusetzen und den Meeresboden beispielsweise auch von Altmunition zu befreien.

Meeresforschung

Natürlich gibt es Forschungsanstalten und mehrere dutzend, teils hoch spezialisierte Hochschulen rund um den Globus, die Forschung über das Meer betreiben. Viele aber haben nicht die Voraussetzungen, wie sie sich dem Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD am Standort Rostock bieten. Denn im Verbund mit weiteren Fraunhofer Instituten, der Universität Rostock und Industriepartnern entsteht hier gerade der Ocean Technology Campus Rostock (OTC). Beziehungsweise: Er wird hier entstehen. Denn noch ist das OTC ein Ziel, für das zahlreiche Etappen genommen werden müssen. Dazu gehört beispielsweise der BMBF-Zukunftscluster-Wettbewerb, bei dem unter der Federführung der Universität Rostock im Rahmen von Workshops Themen und Bedarfe erarbeitet sowie erste Projektideen entwickelt werden.

Parallel dazu unterstützt die Rostocker Wirtschaftsförderung Rostock Business Unternehmen, die sich im OTC ansiedeln wollen. »Wir arbeiten hart daran, zum führenden Innovationsstandort für Meerestechnik zu werden«, betont Prof. Uwe Freiherr von Lukas, Standortleiter am Fraunhofer IGD in Rostock, der für das Institut die Umsetzung der Pläne für das OTC verantwortet. Das sei nicht nur entscheidend für die Forschungsmöglichkeiten an sich. Auch im Wettbewerb um neue Talente in Forschung und Entwicklung solle ein Standortvorteil entstehen, um die Arbeiten auch in den kommenden Jahrzehnten weiter vorantreiben zu können. Dann, geht es nach von Lukas, entwickelt sich das OTC zu einem gut funktionierenden Innovationsökosystem, das Forschern, gestandenen Unternehmen und Gründern optimale Bedingungen für ihre Arbeit bietet.

Tiefenblick

Aber schon heute finden viele der Forschungsbereiche des Fraunhofer IGD zum Meer und den Nutzungsmöglichkeiten der zum Großteil noch unbekannten Unterwasserumgebung weltweit Beachtung. Dazu gehören beispielsweise intelligente Kameras, die durch Meerwasser verursachte Trübe, Unschärfe und Dämpfung des Lichts herausrechnen. Oder auch ein »Akustisches Auge«, bei dem ähnlich wie bei Delfinen akustische Signale genutzt werden – im Fall der Forscherinnen und Forscher zur 3D-Bildgebung und 3D-Vermessung.

»Die Nutzung der Meere wird immer vielseitiger und umfangreicher. Da die Ozeane für das Ökosystem Erde eine große Bedeutung haben, muss diese Nutzung äußerst verantwortungsvoll erfolgen. Das aber kann nur durch die Entwicklung neuer Technologien gelingen, die wir federführend mitgestalten «, sagt von Lukas. Bislang aber gebe es kaum Möglichkeiten, komplexe Systeme der Unterwassertechnik und deren Zusammenspiel in realen Szenarien zu testen. Strömung, Salzgehalt, Sichtbedingungen und alle weiteren natürlichen Einflüsse im offenen Meer aber lassen sich in Forschungsbecken und Drucktanks nur bis zu einem bestimmten Grad künstlich herstellen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler müssen Tests unter Realbedingungen durchführen können – das OTC werde dafür prädestiniert sein.

Digital Ocean Lab

Herzstück des OTC wird das »Digital Ocean Lab« (DOL): ein vom Fraunhofer IGD vom Land aus kontrolliertes und im Wasser betriebenes Unterwassertestfeld in 15 bis 20 Metern Tiefe, das Akteuren aus Forschung und Wirtschaft im Kontext gemeinsamer Projekte zur Verfügung steht. Ausgangspunkt des meerseitigen Bereichs des DOL ist ein bereits bestehendes künstliches Riff mit einer Forschungsplattform vor Nienhagen in Mecklenburg-Vorpommern. Hier führt das Fraunhofer IGD Verhandlungen mit der Landesforschungsanstalt, die das Riff derzeit für die Fischereiforschung und Aquakultur betreibt, um das Gebiet in Kürze für technische Erprobungen nutzen zu können. Weitere Flächen – die sogenannten »Gärten« – befinden sich aktuell noch in der Planungsphase. Zu den Gärten werden dann unter anderem separate Zonen zur Altmunitions-Detektion, Gelände mit Kabelsträngen und Pipelines, nachgebaute Offshore-Anlagen und simulierte Hindernisse gehören, die von verschiedensten Forschungsinstituten und Unternehmen genutzt werden können. »Die Gärten sind für die Weiterentwicklung meerestechnischer Systeme essenziell. Beispielsweise, um Unterwasser-Reparaturmöglichkeiten an einer Pipeline erproben zu können«, betont von Lukas. Denn kein Unternehmen der Welt würde es gestatten, nötige Versuchsreihen von Prototypen eines autonomen Unterwasserfahrzeugs an kommerziell betriebenen Pipelines oder Offshoreanlagen unter Wasser durchführen zu lassen. »Der tatsächliche Start der Nutzung hängt von der Länge der Planungs- und Genehmigungsprozesse und der anschließenden technischen Einrichtung ab«, sagt von Lukas.

Die landseitige Steuerung und Überwachung der Testflächen und die Vergabe der Testzeiten wird dann von einem derzeit in Planung befindlichen, neuen Institutsgebäude des Fraunhofer IGD im Rostocker Fracht- und Fischereihafen übernommen. Dort wird auch die neue interdisziplinäre Fraunhofer-Forschungsgruppe »Smart Ocean Technologies« ihren Sitz haben. Bereits jetzt hat das Team als europaweit einzigartiger Forschungsverbund mit ersten Forschungen begonnen, die perspektivisch mit etwa 20 Expertinnen und Experten aus IT, Materialwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Elektronik, Sensortechnik, Energietechnik, Robotik, Aquakultur sowie Automatisierungs- und Systemtechnik intensiviert werden sollen. »Zu den ersten Projekten der neuen Forschungsgruppe gehören unter anderem die Charakterisierung von Mikroplastik und die Stärke des Vorkommens in bestimmten Arealen sowie das Durchführen autonomer Instandsetzungsarbeiten unter Wasser«, erklärt von Lukas. Beide Themen gehören zu den derzeit weltweit Wichtigsten, um den Lebensraum- und Wirtschaftsraum Meer zu erhalten und nachhaltig nutzen zu können.

(met)

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