Katastrophen-Kommunikation Mini-Helis sollen kaputte Handy-Netze flicken

Wenn das Handy-Netz nach Naturkatastrophen oder Terroranschlägen zusammenbricht, haben Retter und Überlebende ein Problem - weil Hilfe nur schwer zu organisieren ist. In Zukunft sollen Mini-Hubschrauber aus Deutschland die lebenswichtige Kommunikation wieder in Gang bringen.

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Aus Ilmenau berichtet


Wenn Tobias Simon den Schalter seiner Fernbedienung umlegt, surrt es, als machte sich ein riesiger Bienenschwarm auf den Weg. Tatsächlich aber lässt der 26-jährige Doktorand vor dem Informatikgebäude der Technischen Universität Ilmenau einen sogenannten Quadrocopter starten - eine Art Hubschrauber mit vier Rotoren. "Der ist einfacher und stabiler zu steuern als ein normaler Heli", erklärt Simon.

Im leichten Wind des Sommernachmittags hebt die rund ein Kilogramm schwere Maschine sanft ab und schwebt zwischen den Universitätsgebäuden. Mehrere Sensoren übermitteln ständig Positionsdaten an einen kleinen weißen Laptop am Boden. Was auf den ersten Blick wie ein etwas exzentrisches Hobby anmutet, soll eines Tages Menschen in Extremsituationen helfen. Die Ilmenauer Forscher wollen mit Hilfe der Quadrocopter zerstörte Mobilfunknetze in Katastrophengebieten wieder aufbauen. Das heißt, eine Gruppe der Fluggeräte sucht das betroffene Gebiet von oben ab: Wo gibt es noch funktionierende Funkzellen? Und wo muss zerstörte Technik ersetzt werden, um den Sprach- und Datenfluss wieder möglich zu machen?

"Ein Erdbeben wie in Haiti wäre ein mögliches Szenario", sagt Andreas Mitschele-Thiel. Der Informatiker ist Chef eines gerade gegründeten Graduiertenkollegs der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das den Einsatz der fliegenden Katastrophenhelfer auf den Weg bringen soll. Gerade im Krisenfall sind Menschen besonders stark auf die lädierten Kommunikationsnetze angewiesen: Besorgte Verwandte versuchen herauszubekommen, wie es ihren Lieben geht; Opfer wollen um Hilfe rufen, Rettungskräfte ihre Einsätze koordinieren.

Geköpfte Rosen beim Probeflug

Immerhin sechs Millionen Euro lässt sich die DFG das Forschungsvorhaben nun kosten. Auch sonst stehen in Ilmenau die Zeichen auf Wachstum, zahlreiche neue Gebäude säumen den Uni-Campus. Auch neben dem Institut der Informatiker, einem alten Bau aus DDR-Zeiten, entsteht gerade ein rosafarbener Neubau. Auf dem Schreibtisch des Professors liegt schon der Raumplan. Büros und Labors sind mit Markierungen in drei Neonfarben gekennzeichnet, grün, gelb und rot.

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Quadrocopter: Helfen im Flug
Die fliegenden Notfallzentralen sind ein Aushängeschild für die Mobilkommunikations-Wissenschaftler in Ilmenau. Wenn sie über Antennendesign, Übertragungsprotokolle oder die effiziente Nutzung von Funkfrequenzen sprechen, können sich nur wenige Menschen etwas Konkretes darunter vorstellen. Bei den Drohnen ist das anders. Dabei sei es mit seiner Quadrocopter-Flugerfahrung so eine Sache, gesteht Mitschele-Thiel. Beim Probeflug im Garten seines Vaters habe er erst einmal ein paar Rosen geköpft.

Doch schon bald soll ohnehin kein menschlicher Pilot nötig sein, damit die Geräte ihrem Dienst nachgehen: "Die Quadrocopter fliegen aus und schauen selbsttätig, wo sie gebraucht werden", sagt Tobias Simon. Wenn sie einmal ihren Einsatzort bestimmt und angeflogen haben, sollen die Drohnen dann Daten zu benachbarten Funkstationen weiterleiten - im Zweifelsfall sind das wiederum Quadrocopter.

Eine Idee davon, wie viel bis zu einem tatsächlichen Einsatz der Funkflieger aber noch zu tun ist, bekommt man in einem kleinen, vollgestopften Raum unter dem Flachdach des Informatik-Gebäudes. Wie in einem Hobbykeller sieht es hier aus. Ein offener Werkzeugkoffer steht auf dem Boden, aus Schränken quellen Kabel und Platinen. Fernbedienungen, Netzteile, Akkus liegen auf den Tischen. Von der Serienreife ist die Technik noch weit entfernt. Ein großer Teil der Arbeit besteht aus Basteln: Vier flugfähige Quadrocopter gibt es bisher in Ilmenau. Die Fluggeräte mit den Federbeinchen sind allesamt Einzelstücke, jedes von ihnen sieht ein wenig anders aus.

Fluggeräte sollen im Schwarm unterwegs sein

Auf einem handelsüblichen Quadrocopter-Bausatz bringen die Informatiker ihre Technik unter: Kommunikationsantennen für drahtlose Internetverbindungen und den Bluetooth-Funkstandard, einen Prozessor, wie er in modernen Handys zum Einsatz kommt, Sensoren zur Lageerkennung, und so weiter. In diesen Tagen werden gerade acht neue Exemplare für die Flotte gebaut. In einem sogenannten Girlscamp werkeln Zweierteams aus Masterstudentinnen und Schülerinnen am Nachschub für die fliegende Flotte. Sogar aus Ägypten und Pakistan kommen junge Frauen nach Thüringen, um die Geräte zu bauen und zu testen. Die Schülerinnen und Studentinnen hoffen auf spannende Praxiserfahrung, Mitschele-Thiel und seine Kollegen auf begeisterte Studieninteressenten - und Technik-Nachschub.

Neue Fluggeräte haben die Forscher dringend nötig, setzt ihr Konzept doch darauf, dass die Quadrocopter eines Tages in größeren Schwärmen unterwegs sind. Dabei sollen sie sich selbstständig untereinander absprechen: Wer macht was? Wer fliegt wohin? Einerseits können nur so größere Gebiete abgedeckt werden, andererseits ist ein Gruppeneinsatz auch nötig, um das Netz längere Zeit aufrechtzuerhalten: Erst wenn ein vollautomatischer Auswechselspieler in der Nähe ist, kann sich ein Fluggerät mit gefährlich leerer Batterie auf den Heimweg zu einer Ladestation machen - um dann später mit vollen Akkus wieder zurückzukehren.

Bisher halten die Quadrocopter bis zu 20 Minuten lang durch. In dieser Zeit müssen sie zumindest an ihrem Ziel ankommen sein und noch genug Saft für den Rückflug aufheben. "Die meiste Leistung wird für den Flug verbraucht, nicht für die Rechentechnik", sagt Tobias Simon. Einmal gelandet, könnten die Maschinen deswegen durchaus noch ihrer eigentlichen Arbeit nachgehen.

Damit das auch in der Praxis gut funktionieren kann, hoffen die Ilmenauer Forscher darauf, dass die Industrie noch leistungsfähigere Akkus und leichtere Bauteile entwickelt. Denn bisher fehlt den Fluggeräten aus Thüringen noch wichtiges Zubehör - und zwar für ihre Verbindung zum Handy-Netz. Das liegt am zu hohen Gewicht der nötigen Technik, das die Flugzeit noch zu sehr begrenzen würde.

Die derzeit leichtesten GSM-Basisstationen sind ungefähr ein halbes Kilogramm schwer. Die Quadrocopter könnten diese Last aber zumindest für kurze Zeit tragen, das haben die Ilmenauer Informatiker schon herausgefunden. Mit einer Bierdose.

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Seite 1
mavoe 27.07.2010
1. Ui
Zitat von sysopWenn das Handynetz nach Naturkatastrophen oder Terroranschlägen zusammenbricht, haben Retter und Überlebende ein Problem - weil Hilfe nur schwer zu organisieren ist. In Zukunft sollen Mini-Hubschrauber aus Deutschland die lebenswichtige Kommunikation wieder in Gang bringen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,708173,00.html
jetzt mal eine wirklich gute deutsche Erfindung. Für Katastrophenfälle! Nur wenn diese Dinger in 10 Jahren "präventiv" weltweit überall herumschwirren... hmm..., ich denke da zurück an die Stille aufm Sinai, in Ladakh, im australischen Outback... Vorbei!
thomas56805812 27.07.2010
2. Mir erschliest es sich nicht ganz...
warum es sinnvoll ist, ein Drone mit einer Flugzeit von weniger als 20min als Kommunikationseinheit zu konzipieren? Ist hier der Einsatz von statischen Balonen nicht sinnvoller, auch wenn diese weniger Forschungspotential bieten? Die Versorgung der Dronen mit Strom würde einen erheblichen Aufwand (personel und technisch) mit sich bringen, was gerade in Kriesengebieten etwas schierig werden könnte.
CHANGE-WECHSEL 27.07.2010
3. das ist Marktwirtschaft?
Zitat von sysopWenn das Handynetz nach Naturkatastrophen oder Terroranschlägen zusammenbricht, haben Retter und Überlebende ein Problem - weil Hilfe nur schwer zu organisieren ist. In Zukunft sollen Mini-Hubschrauber aus Deutschland die lebenswichtige Kommunikation wieder in Gang bringen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,708173,00.html
Erwachsene Kinder die basteln und spielen. Für ihre Spielereien dürfen sie sich Wissenschaftler nennen. Und für den Titel Wissenschaftler bekommen sie horrende Gehälter. Dabei erfinden sie nur technisches Spielzeug mitder Hilfe von Steuergeldern. Nutzen wird dann das Militär diese neuen Spielereien. Denn Krieg spielen ist ja auch reine Männersache.
blob123y 27.07.2010
4. Na na
solche Dinger gibts schon seit Jahren in der Regel mit zwei Rotoren, die erfuellen genau dieselben Dienste, in der Regel als Kameraplatform aber da kann man auch etwas anderes herumbugsieren wie Sensoren fuer die hier angegebenen Zwecke etc. Im Prinzip kann man in jeden besseren Modellbauladen gehen und sowas kaufen, ob das Dang dann 2 oder 4 Rotoren hat ist rein Akademisch, also warum werfen die 2 Millionen und zig Mannstunden hinaus, ist das Basteltheraphie ?
Alzheimer, 27.07.2010
5. Auf Thema antworten
Diese Spielereien mit gekauften Helis haben m.E. keinen Nutzen. Eine einpfündige Basisstation kann sicher nicht den im Katastopenfall entstehenden massiven Telefonverkehr bewältigen. Für eine effektive Kommunikation im Katastrophenfall müssen streng hierarchische funkbasierte Kommunikationsnetze mit geeigneten Operatoren vorhaden sein. Nach den Anschlägen vom 11.9. war es fast unmöglich nach USA zu telefonieren, da die Netze überlastet waren.
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