Ingenieursstudenten der Yonder Deep an der UC San Diego arbeiten seit einiger Zeit an einer 3D-Druck-Lösung für ein torpedoartiges Unterwasserfahrzeug. Dies soll eine kostengünstigere Methode für die Forschung an der Arktis ermöglichen. Derzeit arbeitet das Team an seinem vierten Prototypen. Wir stellen die Arbeit einmal genauer vor.
Bachelor-Ingenieurstudenten der Studentengruppe „Yonder Deep“ von der University of California San Diego berichten in einer Pressemitteilung über ihre Ziele, ein torpedoartiges Unterwasserfahrzeug (AUV) zu konstruieren und in 3D zu drucken, das Sensoren für Temperatur, Druck und Hydrophone beherbergen soll und dabei vielseitig genug ist, den kalten Gewässern der Arktis sowie den aufgewühlten Küstengewässern Südkaliforniens standzuhalten. Das AUV soll es Forschern ermöglichen, kostengünstig ozeanografische Daten und Klimadaten zu sammeln.
Bisherige Ergebnisse
Eine der ersten Missionen, an deren Quantifizierung das Studententeam arbeitet, ist das Abschmelzen von Gletschern und der anschließende Anstieg des Meeresspiegels. Es gibt zwar arktische Forschungsinstrumente mit fortschrittlichen Sensoren, um die Schmelzrate der Gletscher zu messen. Die Gletscherforschung ist jedoch gefährlich. Die Preise von AUVs, die eine geeignete Alternative wären, beginnen bei 300.000 USD (280.335 EUR). Das Yonder Deep Team möchte eine deutlich geringere Lösung schaffen und hat darum in den vergangenen fünf Jahren unter der Leitung des physikalischen Ozeanographen Grant Deane, einem Forscher im Marine Physical Lab der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego, daran gearbeitet.
Das AUV der Studenten verwendet Hydrophone und misst damit die Geschwindigkeit des Eisschmelzens. Schmilzt Eis, wird Luft im Eis eingeschlossen, wenn Blasen entweichen und ein Knistern entsteht. Die Studenten überwachen diese Geräusche und können so feststellen, wie schnell das Eis schmilzt. Um herauszufinden, wie sich das geplante AUV unter extrem kalten Bedingungen der Arktis schlägt, musste das Team berücksichtigen, wie die Wasseraufnahme des porösen Materials das Gewicht und den Auftrieb des Objekts beeinflussen würde. Dabei spielten die Haltbarkeit, das Verhalten und die Geometrie des 3D-gedruckten Materials eine wichtige Rolle.
Derzeit arbeitet das Team am vierten Prototyp in Originalgröße. Es geht davon aus, dass sein aktuelles AUV bis Ende Sommer 2023 für intensive Tests bereit ist.
Stimmen der Beteiligten
Daniel Ju, Maschinenbaustudent, ehemaliger Präsident und jetzt technischer Berater und Mechaniker Architekt bei Yonder Deep, sagte:
„Der 3D-Druck wird normalerweise für das Prototyping verwendet, aber unsere einzigartigen Designs und Prozesse ermöglichen den Einsatz von additiver Fertigung, was die Hauptgründe dafür sind, dass die Strategie von Yonder Deep so vielseitig und erschwinglich ist.“
Deane erklärt:
„Das Team von Yonder Deep erweitert die Grenzen kostengünstiger, hochwertiger Meeresplattformen für die Forschung in Polarregionen mit hohem Risiko. Diese Art von Arbeit ist entscheidend für das Verständnis des Anstiegs des Meeresspiegels und die Entwicklung von Systemen zur Überwachung des grönländischen Eisschilds. Es ist aufregend, mit diesem dynamischen, motivierten und talentierten Team von Ingenieuren zusammenzuarbeiten, um diese Ziele zu erreichen.“