Ein Forschungsteam der Universität Würzburg hat erfolgreich den Permafrost-Tunnel an der Zugspitze vermessen. Diese bahnbrechende Untersuchung nutzt innovative Technologien, um hochpräzise 3D-Aufnahmen in schwer zugänglichen Umgebungen zu ermöglichen. Der Tunnel selbst wurde im Jahr 1926 geschaffen, um Skifahrern den Zugang zur Region zu erleichtern und endet im Keller des Schneefernerhauses, einer etablierten Umweltforschungsstation. Die Julius-Maximilians-Universität Würzburg macht seit Januar 2024 von diesem Standort Gebrauch für ihre Forschungsanstrengungen.
Unter der Leitung von Professor Andreas Nüchter, der den Lehrstuhl für Informatik XVII mit Schwerpunkt Robotik innehat, testete das Team ein sphärisches Mobile Mapping System zur effektiven 3D-Kartierung. Diese moderne 3D-Kartierungstechnik spielt eine entscheidende Rolle in vielen Bereichen, darunter autonomes Fahren, Bauwerksinspektionen und Raumfahrt. Bisherige Methoden, wie rucksackmontierte LiDAR-Scanner und Drohnen, stießen häufig an ihre Grenzen in den besonders schwer zugänglichen Regionen.
Technologische Innovationen und Anwendungen
Sphärische Mobile Mapping Systeme zeichnen sich durch ihre Robustheit aus und ermöglichen die umfassende Erfassung ihrer Umgebung. Frühere Arbeiten hatten bereits deren Eignung für strukturierte Innenräume bewiesen. Das aktuelle Experiment untersuchte jedoch deren Nutzung in einem alpinen Kontext. Die gesammelten Daten wurden anschließend mit jenen von rucksackmontierten LiDAR-Systemen verglichen.
Eine der Herausforderungen dieser sphärischen Systeme ist die potenzielle Verzerrung, die bei schneller Rotation auftreten kann. Das Forschungsteam fokussiert sich daher auf die 3D-Kartierung und die Schätzung von Daten unter Verwendung von Beschleunigungssensoren. Die Ergebnisse könnten in vielen Anwendungen von Bedeutung sein, von der Erkundung gefährlicher Umgebungen auf der Erde bis hin zu zukünftigen Missionen im Weltraum. Beispielsweise schickt die japanische Raumfahrtagentur JAXA erfolgreich sphärische Roboter zum Mond, was das Potenzial dieser Technologie unterstreicht.
Die Einsatzmöglichkeiten der entwickelten Technologie sind vielversprechend, da sie möglicherweise autonome Erkundungen von Bergwerken, Höhlen und sogar Exoplaneten ermöglichen könnte. Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Messkugel zu entwickeln, die Temperaturinformationen sammeln und die Oberflächenbeschaffenheit analysieren kann. Dieser Tunnel führt durch das gefrorene Zugspitzmassiv, das aufgrund ähnlicher geologischer Bedingungen auch als Vergleich zu den Lavahöhlen auf dem Mond dient.
Internationale Forschungsinitiativen
In einem weiteren innovativen Projekt hat ein Team des Byrd Polar and Climate Research Center an der Ohio State University eine virtuelle Tour des CRREL Permafrost-Tunnels in Fairbanks, Alaska, ins Leben gerufen. Diese Initiative zielt darauf ab, das öffentliche Verständnis für Permafrost zu erhöhen. Die Tour wurde in Zusammenarbeit mit renommierten Institutionen und Forschern entwickelt und ist über das NSF-finanzierte Permafrost Discovery Gateway zugänglich.
Darüber hinaus betont der Arbeitskreis Permafrost, geleitet von Professor Dr. Michael Krautblatter und Dr. Lutz Schirrmeister, die Dringlichkeit, die Auswirkungen des sich verändernden Permafrostsystems zu erforschen. Seit 2011 bieten sie eine Plattform für deutschsprachige Wissenschaftler und setzen sich für die Ausbildung junger Forscher in diesem kritischen Bereich ein. Krautblatter hebt hervor, dass ein Verständnis der Veränderungen in den Permafrostregionen, insbesondere in den Alpen, für die Gesellschaft wichtig ist, um sie auf die kommenden Herausforderungen vorzubereiten.
Die neuesten Entwicklungen in der 3D-Kartierung des Permafrost-Tunnels und die virtuellen Initiativen zur Sensibilisierung verdeutlichen die fortschreitende Dynamik der Forschung zu diesem drängenden globalen Thema.