Drohnen erkennen giftige und radioaktive Stoffe in der Luft

Manche Substanzen sind extrem gefährlich. Nach einem Chemieunfall im italienischen Seveso mussten 1976 mehrere hundert Menschen ihre Häuser verlassen, Tausende Tiere starben. Bis heute ist auch das Gebiet um das ehemalige Atomkraftwerk Tschernobyl ein radioaktives Sperrgebiet. Sehen, hören oder riechen kann man solche Gefahren oft nicht.

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Die EU-Kommission suchte deshalb nach technischen Lösungen, wie sich solche Belastungen schneller und besser erkennen lassen. Deshalb beauftragte sie eine internationale Forschergruppe mit der Entwicklung eines solchen Systems. Geleitet wurde das Projekt „CBRN-RSS“ vom Österreichischen Bundesheer und dem AIT Austrian Institute of Technology.

Unfälle und Terroranschläge

„Das Ziel war, bei chemischen, biologischen, radioaktiven oder nuklearen Gefahrenlagen rascher reagieren zu können“, erklärt der Projektleiter Michael Hofstätter vom AIT. „Etwa bei einem Unfall in einem Atomkraftwerk oder einer Explosion in einer Chemieanlage, wo Gase freigesetzt werden. Im schlimmsten Fall kann es sich auch um eine terroristische Attacke handeln“. 

In solchen Fällen gelte es, sehr schnell viele Sachverhalte zu klären: „Wo die Stoffe sind, um welche es sich handelt, wie die Gefahrenlage ist und wo man die Einsatzkräfte hinschicken soll“, erklärt er.

Einsatz kann lebensgefährlich sein

Werden solche Stoffe in einem Gebiet vermutet, müssen geschulte Einsatzkräfte dorthin ausrücken. Zunächst müssen sie vor Ort das Ausmaß der Verseuchung bestimmen, damit passende Schutzmaßnahmen für die Bevölkerung in die Wege geleitet werden können. Diese Einsätze sind gefährlich, weil man für Messungen und Proben die kontaminierte Zone betreten muss. Bei weitläufigeren Gebieten ist zusätzlich oftmals das konkrete Ausmaß der Verseuchung schwieriger auszumachen. 

Im Rahmen des europäischen Projekts untersuchte man nun 30 Monate lang, ob man für diesen Zweck Drohnen und Bodenroboter einsetzen könnte. Dazu wurde ein mehrstufiges, hochkomplexes System entwickelt, bei dem man Drohnen und einen Bodenroboter in ein kontaminiertes Gebiet schickt. Gesteuert werden die Geräte von einer Kontrollzentrale außerhalb dieses Gebietes – so müssen sich zunächst keine Personen mehr in die Gefahrenzone begeben.

Sensorköpfe je nach Bedrohungslage

„Unser System kann mit mehreren Sensoren parallel bestückt sein und viele unterschiedliche Stoffe gleichzeitig detektieren. Dann sagt es, ob eine Gefahr besteht“, erklärt Hofstätter. „Weil man vorher meistens weiß, wo der Austritt war, kann man die Stoffe einschränken und die richtigen Sensorköpfe anbringen“. Insgesamt könne man damit eine zweistellige Liste an Chemikalien detektieren. Zusätzlich nimmt ein Roboter vor Ort Bodenproben. 

Die Geräte senden die Messdaten dann an ein Kontrollgerät, das sich an der Grenze zur Gefahrenzone befindet. Im nächsten Schritt werden die Daten an eine mobile Zentrale außerhalb der Gefahrenzone weitergeleitet. „Das ist ein Raum, der 1 bis 50 Kilometer außerhalb der kontaminierten Zone aufgebaut wird“, erklärt Stefan Ringsmuth, vom Projektpartner CNS Solutions & Support, einer Tochterfirma des österreichischen Technologie-Unternehmens Frequentis. 

In dieser „Datenfusionszelle“ kommen alle Daten in Echtzeit zusammen. „Dort wird dann die potenzielle Gefahrenzone errechnet und auf einer Karte visualisiert“, erläutert Ringsmuth. Weitere Informationen, etwa zu Wind und Wetter, vervollständigen das Echtzeit-Lagebild. Sogar Empfehlungen, wo die Einsatzkräfte hingeschickt werden sollen, gibt das Programm.

Praxistest in Allentsteig

Im April wurde das ausgetüftelte System bereits einem Praxistest unterzogen: In Allentsteig (NÖ) wurde der gesamte Ablauf durchgespielt:  „Diese Tests sind sehr gut gelaufen. Wir konnten die Funktionstüchtigkeit eines solches Systems beweisen, indem wir kleine Mengen an echten radioaktiven Quellen und Gasen ausbrachten, die kein Problem für Umwelt und Mensch darstellten“, sagt Hofstätter. „Wir konnten zeigen, dass moderne Technologien die Reaktionszeit drastisch verkürzen und die aktive Probeentnahme durch unbemannte Fahrzeuge möglich ist“, sagt Ringsmuth. 

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Aktuell wird die Projektfortsetzung geplant. Das System soll nun zur militärischen Einsatzreife weiterentwickelt werden. Ab 2028 soll es dann für das Bundesheer einsatzbereit sein. „Mit diesen Technologien können wir die Einsatzzeit auf 40 bis 45 Minuten verkürzen und müssen die Soldaten nicht mehr direkt zum Gefahrenherd bringen“, sagt Oberst Jürgen Schlechter, Kommandant des ABC-Abwehrzentrums Österreich. Derzeit würde das noch 2 Stunden dauern.