Blackbox AF 447 Auf der Suche nach dem „Ping“

Noch immer rätselt die Fachwelt über den Absturz des Airbus A-330-200 von Air France, der auf dem Nachtflug von Rio de Janeiro nach Paris etwa 1200 Kilometer nordöstlich des brasilianischen Festlands in den Atlantik stürzte. An Bord waren 228 Passagiere. Wurde zunächst angenommen, die Maschine sei in einem Gewitter vom Blitz getroffen worden, vermuten Fachleute heute, dass fehlerhafte Geschwindigkeitsdetektoren zum Absturz führten. Demnach wussten die Piloten nicht, wie schnell sie flogen.

Aufschluss über die Unfallursache können nur die Flugschreiber geben. Die berühmte „Black Box“ besteht aus zwei Geräten - einem Stimmenrekorder, dem Cockpit Voice Recorder, und dem eigentlichen Flugdatenschreiber, dem Flight Data Recorder. Während der Stimmenrekorder die Kommunikation der Piloten aufzeichnet, speichert der Flugdatenschreiber alle wesentlichen Angaben wie Geschwindigkeit, Kurs, Flughöhe, Neigungswinkel, Stellung der Ruder und der Klappen sowie Daten der Triebwerke. Beide Geräte, so groß wie Handkoffer und leuchtendorange, sind meist im Heck eines Flugzeugs eingebaut, das bei Abstürzen weniger zerstört wird. Von einem Sicherheitsbehälter geschützt, können ihnen heftige Stöße, Feuer und Wassertiefen bis zu 6000 Meter nur wenig anhaben.

„Der Flugschreiber könnte in einem Tal oder in einem Abgrund liegen“

Jeder Flugschreiber ist mit einer Vorrichtung zum Auffinden ausgestattet, einem Underwater Location Beacon (ULB). Beim Kontakt mit Wasser setzt es automatisch akustische Signale ab - ein „Ping“-Ton mit einer Frequenz von 37,5 Kilohertz. Die Stromversorgung reicht ungefähr 30 Tage. Ein auf einem Schiff installierter Empfänger kann die für das menschliche Gehör nicht wahrnehmbaren Signale aus bis zu 6000 Meter Wassertiefe empfangen.

Nach allem, was man zur Zeit weiß, liegen die Flugschreiber des französischen Airbus in 3500 Meter Wassertiefe. Noch nie wurde eine „Black Box“ aus dieser extremen Tiefe geborgen. Es ließe sich kaum ein ungünstigerer Ort aussuchen. Der Druck von 350 bar in dieser Wassertiefe und die pechschwarze Finsternis sind nicht das Problem. Der entscheidende Punkt ist, dass das Absturzgebiet über dem Mittelatlantischen Rücken liegt, dem längsten Gebirgszug der Erde, der den Atlantischen Ozean von Nord nach Süd durchzieht. „Dieses unterseeische Gebirge hat Täler, Abhänge, steile Wände, Gipfel und Abgründe mit einem Höhenunterschied von 3000 bis 4000 Meter“, erklärt Friedrich Abegg, Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften an der Universität Kiel (IFM-Geomar). „Der Flugschreiber könnte in einem Tal oder in einem Abgrund liegen, so dass die Schallwellen einen Kegel bilden, an dem ein Schiff leicht vorbeifährt.“

Ein Geduldsspiel

Frankreich hat mit dem Jagd-U-Boot „Emeraude“ das bestmögliche Gerät für die Ortung der Flugschreiber in das Absturzgebiet entsandt. Das mit 68 Mann besetzte Boot von knapp 74 Meter Länge verfügt neben seinen Sonaren über hochempfindliche Horchgeräte. Um die Signale der Flugschreiber aufzuspüren, muss die „Emeraude“ Suchlinien in einem engmaschigen Gitternetz abfahren. Ein Geduldsspiel.

Für Friedrich Abegg vom IFM-Geomar bietet sich auch eine andere Lösung an: Der Einsatz von automatischen Unterwasserfahrzeugen, genannt „Autonomous Underwater Vehicles“ (AUV). Die meist torpedoförmigen Fahrzeuge wurden konstruiert, um mit ihren Sonargeräten große Seegebiete auf programmierten Strecken abzufahren und zu scannen - Grundlage zur Erstellung von Seekarten. Auf ihren Routen sind AUVs völlig auf sich gestellt, ohne Verbindung zum Mutterschiff. Voraussetzung dafür ist eine hochkomplizierte Programmierung der Route, die auch unvorhergesehene Fälle einkalkuliert, beispielsweise Unterwasserhindernisse. „Ein AUV wäre ideal geeignet, die Trümmerlandschaft eines Flugzeugwracks auf dem Meeresboden zu erfassen. Würde man das Heckteil finden, müssten in der Nähe die Flugschreiber liegen“, sagt Abegg.

Kleine U-Boote mit Greifarmen

Doch solange die Flugschreiber noch senden, sind Fahrzeuge mit speziellen Horchgeräten die bessere Wahl. Allerdings kann die Mannschaft der „Emeraude“ die Geräte nur orten, bergen kann sie sie nicht. Dazu sind kleine U-Boote mit Greifarmen erforderlich oder Tauchroboter, sogenannte Remotely Operated Vehicles (ROVs).

ROVs wurden ursprünglich von der amerikanischen Kriegsmarine konstruiert, dann für zivile Zwecke weiterentwickelt, vor allem für technische Kontrollen der Offshore-Industrie. Diese mit Verstellpropellern angetriebenen Fahrzeuge sind je nach Aufgabe mit Scheinwerfern, Videokameras, Sonaren, Greifarmen und Sammelvorrichtungen ausgestattet und können vielerlei Aufgaben übernehmen, darunter Aufnahmen von Seepipelines und Seekabeln sowie von Fundamenten der Ölbohrplattformen. Nicht selten werden sie auch zur Erkundung von Rohstofflagerstätten und zur Wracksuche eingesetzt. Während ROVs heute das Standardarbeitsgerät sind, werden bemannte Tauchboote eher für Spezialaufgaben genommen.

„Allein zur Bedienung sind acht Mann erforderlich“

„Ein ROV ist nichts anderes als die verlängerten Augen, Ohren und Hände des Menschen am Meeresboden, allerdings mit sehr viel mehr Power“, erklärt Thomas Kuhn. Der Meeresforscher hatte im Jahr 2007 am Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften ein ROV der „Quest-7“-Baureihe des führenden Herstellers Schilling Robotics in Kalifornien in Betrieb genommen, ein für 6000 Meter Tauchtiefe ausgelegtes Heavy-duty-Gerät, genannt „ROV Kiel 6000“. Der Prototyp kostete rund 4,7 Millionen Euro und ist eines der wenigen High-Tech-Geräte dieser Art auf der Welt.

Der 3,5 Tonnen schwere „ROV Kiel 6000“ gleicht mit seinen Propellern Strömungen aus und kann sich unter schwierigen Bedingungen positionieren, wie Harald Pauli erklärt, der Leiter der Abteilung Druckgeräte und Unterwassertechnik des Germanischen Lloyd, der das Fahrzeug technisch geprüft hat. Im vergangenen Jahr erforschte Friedrich Abegg mit Mannschaften von knapp 30 Forschern und Technikern in zwei Fahrten von je sechs Wochen Dauer mit den Forschungsschiffen „Merian“ und „Meteor“ die „Schwarzen Raucher“ im Mittelatlantischen Rücken - Quellen am Grund der Tiefsee, die Sedimentwolken ausstoßen. „Allein zur Bedienung des ,ROV Kiel 6000'“ sind acht Mann erforderlich“, berichtet Abegg.

Teuer, aufwendig und intensive logistische Vorbereitung

Zwei Piloten „fliegen“ das Gerät mit seinen sieben Propellern und sind für die Navigation zuständig, sie bedienen die Greifarme, die Fotokamera, die Winde und das Kabel. Außerdem sind erforderlich: ein Elektroniker, der auch als Video-Ingenieur arbeitet, ein Starkstrom-Elektriker, ein Hydraulik-Ingenieur und ein IT-Ingenieur, der den Datenverkehr überwacht. Die gesamte Ausstattung umfasst fünf Zwanzig-Fuß-Container mit einem Gesamtgewicht von 65 Tonnen, darunter der klimatisierte Arbeitscontainer, das eigentliche Betriebszentrum, der Werkstattcontainer und die 15 Tonnen schwere Kabelwinde. Der Einsatz eines modernen ROVs ist teuer, aufwendig und erfordert intensive logistische Vorbereitung. Mal eben ein ROV der schweren Klasse einzusetzen ist nicht möglich.

ROV hatten lange Jahre ein Handikap - die relativ geringe Energieleistung. Das Nadelöhr war stets das Kabel, die Nabelschnur. „Es muss völlig verschiedenen Ansprüchen genügen“, erklärt Robert Surma, Ingenieur für Druckgeräte und Unterwassertechnik beim Germanischen Lloyd. „Wenn man in der Tiefe mehr Leistung haben will, muss man mehr Strom durchleiten. Dadurch erhitzt sich das Kabel stärker, wodurch das Glasfaserkabel zur Datenübertragung beeinträchtigt werden kann.“ Vor allem bei geringer Tauchtiefe wird die Stromversorgung - 4160 Volt bei 416 Hertz - wegen der entstehenden Hitze im Kabel zum Problem. Eine der wesentlichen Verbesserungen des „ROV Kiel 6000“ war denn auch eine geeignetere Isolierung innerhalb des Kabels, wie Robert Surma berichtet.

Sechs Videokameras, unterstützt von maximal 16 Scheinwerfern

Die technische und elektronische Ausstattung eines modernen Tauchroboters ist beeindruckend. Das „ROV Kiel 6000“ verfügt über sechs Videokameras, unterstützt von maximal 16 Scheinwerfern. Damit kann die Bedienungsmannschaft auf dem Mutterschiff zehn bis 20 Meter weit den Meeresboden überblicken. Das bordeigene Sonargerät erhöht den Blickradius auf 400 Meter, was wichtig ist für das „Fliegen“ dicht über Meeresgrund. Moderne ROVs sind im Wasser gewichtsneutral, sie schweben gewissermaßen, hängen also nicht mit voller Last am Seil des Mutterschiffs. Man kann einen ROV mit einer Sicherheitssteuerung fahren, die den von sieben Propellern angetriebenen Tauchroboter auf der Stelle hält, genannt „station keeping“. „Man kann diese Sicherheitssteuerung auch ausschalten“, sagt Surma, „aber dann müssen die Piloten genau wissen, was sie tun.“

Es ist nicht das erste Mal, dass Flugdatenschreiber aus der See geborgen werden. Im Januar 2004 holten zwei französische Tauchroboter die Flugschreiber einer ägyptischen Passagiermaschine aus 1030 Meter Tiefe im Roten Meer. Zwei Wochen intensiver Suche hatten die Fahrzeuge dafür benötigt.

In zwei Wochen wird der Signalton verstummen

Inzwischen ist das Forschungsschiff „Pourquoi pas?“ des französischen Meeresforschungsinstituts Ifremer im Absturzgebiet eingetroffen. Das nur 6600 Tonnen verdrängende, 108 Meter lange Schiff ist für die schwierige Suche bestens ausgestattet. Es hat das Tiefsee-Tauchboot „Nautile“ sowie den unbemannten ROV „Victor 6000“ (siehe Kasten) an Bord. Beide Fahrzeuge können den Seeboden mit Sonar abtasten, beide können mit ihren Greifarmen Gegenstände aufsammeln und bergen. Das bemannte Boot „Nautile“ ist das vielseitigere Fahrzeug, „Victor 6000“ dagegen kann länger im Einsatz sein und hat den stärkeren Greifarm.

Mit Sonargeräten lässt sich der Meeresboden nur dokumentieren und nach Wrackteilen absuchen, einen Flugdatenschreiber könnte man also nur optisch erkennen. Bei 3500 Meter Tiefe wäre das auch im starken Scheinwerferlicht eines Tauchroboters keine leichte Aufgabe. So bleibt es dem Jagd-U-Boot „Emeraude“ überlassen, das „Ping“ der „Black Box“ zu hören und zu orten. Die Uhr läuft: In zwei Wochen wird der Signalton verstummen. Danach kann die Suchmannschaft in der pechschwarzen Finsternis nur noch optisch mit Sonargeräten nach den leuchtendorangenen Kästen forschen. Alle warten auf das „Ping“ aus der Tiefe.