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SeaGlide: Günstiger Bausatz für autonomen Unterwassergleiter

In einer Wasserflasche werkeln ein Arduino und eine servogetriebene Spritze. Dazu noch ein paar Teile aus dem 3D-Drucker und schon taucht der SeaGlide durchs Wasser.

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Sehr langsam, sehr effizient: der SeaGlide.

(Bild: heise online/Daniel AJ Sokolov)

Unterwassergleiter sind langsam, aber effizient, sie können monatelang Daten sammeln. Eine Gruppe von Lehrern aus Oregon hat mit finanzieller Unterstützung der US Navy einen Modellbausatz namens SeaGlide für Schulen entwickelt. Das größte Stück darin ist eine Wasserflasche aus hartem Plastik, dazu kommen ein Arduino, eine Spritze aus der Apotheke, Stahlkugeln, fünf AAA-Batterien, ein paar Sensoren, ein kleiner wasserdichter Kunststoffbehälter und einige Teile aus dem 3D-Drucker.

Der SeaGlide ist weniger als einen halben Meter lang. Der Bausatz ist für Mittelschulen gedacht und kostet inklusive Arduino weniger als 100 US-Dollar. Die Baupläne samt 3D-Druckvorlagen stehen auch online kostenfrei zur Verfügung.

Das Funktionsprinzip ist simpel: Die Spritze saugt Wasser an, womit der SeaGlide an Auftrieb verliert und absinkt. Dabei neigt sich der Gleiter und die Flossen/Tragflächen sorgen für vorwärtstrieb. Nach einer programmierbaren Zeitspanne drückt die Spritze das Wasser wieder hinaus, womit der Auftrieb zunimmt und der Gleiter aufsteigt. Auch dabei geht es wieder ein Stückchen vorwärts.

Diese Form des Antriebs ermöglicht es, mit nur einem beweglichen Bauteil einen energieeffizienten Unterwassergleiter zu konstruieren. Mit den fünf AAA-Batterien kommt der SeaGlide etwa sechs Stunden aus. Optional kann am Ruder ein fernsteuerbarer Servomotor befestigt werden. Das ermöglicht Richtungsänderungen, sofern die Strömung nicht zu stark ist. In der Nase sind Sensoren für Temperatur und Wasserdruck untergebracht; die Messwerte landen auf einer MicroSD-Karte.

Flott ist anders. Der SeaGlide kommt auf etwa einen halben Stundenkilometer. In einer Schulumgebung ist das von Vorteil, weil es das Verletzungsrisiko deutlich senkt. Etwa 300 Bausätze wurden bisher an US-Schulen ausgeliefert. Ein Schüler kam auf die Idee, die Flügel neu zu gestalten. Er ahmte die Flossenform von Buckelwalen nach und dürfte damit tatsächlich die Effizienz des SeaGlides erhöht haben.

2009 hat die Rutgers University aus New Jersey ein größeres, autonomes Gerät nach dem gleichen Prinzip gebaut. Es heißt Scarlet Knight RU 27 und durchquerte als erstes autonomes Unterwasservehikel den Atlantik. Für die rund 7.400 Kilometer brauchte RU 27 221 Tage. 22.000 Pumpvorgänge für 11.000 Tauchgänge und ebensoviele Auftauchvorgänge waren notwendig.

RU 27 nutzte gezielt natürliche Wasserwirbel, um sich Richtung Europa "schleudern" zu lassen. So gelang eine frappierende Energieeffizienz. "Ein Auto hätte mit der gleichen Energie nur zehn Kilometer fahren können", schreibt die Universität auf der Projektpage. (axk)