Hightech-Drohne im Dienste der Wissenschaft zur Untersuchung der Luftgüte

Das Labor für Umweltmesstechnik unter Leitung von Prof. Dr. Konradin Weber und sein Team forschen seit vielen Jahren im Bereich der Lufthygiene an der FH Düsseldorf (FH D). Dazu werden vom Labor für Umweltmesstechnik seit einigen Jahren speziell ausgerüstete Flugzeuge für Umweltforschungsflüge verwendet. Das sind beispielsweise Flüge über Industrieanlagen, Flüge zum Nachweis des Schadstoffeintrags aus tschechischen Braunkohlekraftwerken und Industrieanlagen nach Deutschland, Flüge zur Bestimmung der Vulkanaschekonzentration bei den letzten drei Vulkanausbrüchen auf Island oder Forschungsflüge beim Saharastaubevent im Frühjahr 2014 im Rahmen der Flugbereitschaft des Labors für Umweltmesstechnik für den deutschen Wetterdienst (DWD).

Diese Forschungsflüge mit Flugzeugen sind jedoch an Mindestflughöhen gebunden, wodurch eine lückenlose Untersuchung der Atmosphäre bis hinunter zum Boden unmöglich ist. Diese Lücke wurde nun vom Labor für Umweltmesstechnik durch Entwicklung und Bau eines autonom fliegenden Multikoptersystems, einer sogenannten Drohne, geschlossen. Unter Beteiligung von Studierenden entstand eine Hightech-Drohne, mit der der Luftraum vom Boden bis in Höhen über 1000 m auf Luftschadstoffe untersucht werden kann. Diese vom Labor für Umweltmesstechnik entwickelte, mit Messgeräten ausgerüstete Hightech-Drohne wurde jetzt erstmalig bei einer Messkampagne bis in eine Höhe von 520 m über Grund erfolgreich eingesetzt. Dies geschah in Kooperation mit dem Landesumweltamt Sachsen und dem TROPOS (Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig). Bei dieser Messkampagne in Melpitz (Torgau) wurde neben der Hightech-Drohne der FH D auch eine Drohne (Flächenflugzeug) der TU Braunschweig bis 1000 m Flughöhe eingesetzt. Zur zeitgleichen Untersuchung des oberen Luftraums wurde ein durch das Labor für Umweltmesstechnik mit Messgeräten zur Untersuchung der Luftgüte ausgerüstetes Flugzeug mit einer maximalen Flughöhe von 7500 m eingesetzt, welches von 200 m bis 3000 m Höhe die Luftverunreinigungen untersuchte. Somit gelang es, die Atmosphäre lückenlos vom Boden bis in eine Höhe von 3000 m zu untersuchen.

Diese Kombination verschiedenartiger Flugsysteme hat das Potenzial, Untersuchungen, die bisher nur mit einem extrem hohen logistischen und finanziellen Aufwand umgesetzt werden konnten, jetzt auch kostengünstig durchzuführen. Hightech-Drohnen werden vom Labor für Umweltmesstechnik der FH D auch in Zukunft zur Untersuchung der bodennahen Luftschichten eingesetzt werden, während der obere Luftraum mit Flugzeugen untersucht wird. Bereits in den nächsten Wochen finden Untersuchungen mit Hilfe der Hightech-Drohne und einem Forschungsflugzeug zur Untersuchung von Feinstäuben statt.