Das DLR auf der maritimen Messe SMM 2024 in Hamburg

„Technologischer Vorsprung durch Forschung und Umsetzung in Innovationen ist mehr denn je die Basis für den Erfolg. Auf der SMM 2024 zeigt das DLR Ideen und Lösungen, um die technologischen Anforderungen der industriellen Transformation zu bewältigen. Mit seiner Forschung unterstützt das DLR Stakeholder auch beim digitalen und klimaverträglichen Umbau des maritimen Wirtschaftsraums“, erklärt die Vorstandsvorsitzende des DLR, Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla. „Von Start-ups über den Mittelstand bis zu Global Playern – mit seiner Expertise in den Kerngebieten Luft- und Raumfahrt, Energie, Verkehr sowie Sicherheit und dem daraus resultierenden interdisziplinären Forschungsansatz ist das DLR auch im maritimen Sektor ein anerkannter Partner.“

Diese Themen zeigt das DLR auf der diesjährigen SMM:

Forschungsschiff mit alternativen Energiesystemen

Das DLR ist im Prozess der Beschaffung eines modular aufgebauten Forschungsschiffs. Auf ihm soll es möglich sein, verschiedene alternative Antriebe, zum Beispiel auf Basis von Wasserstoff und Batterien, zu erproben und weiterzuentwickeln. Dieser schwimmende Demonstrator soll die Entwicklung von Systemen und Komponenten für die Binnen- und Seeschifffahrt so weit voranbringen, dass sie in naher Zukunft weltweit eingesetzt werden können. Das Einzigartige an diesem Schiff ist, dass es über diverse Forschungsstationen verfügt und einfache Konfigurationsänderungen für verschiedene Komponententests ermöglicht. Durch verschiedene Energieträger und Antriebskonzepte sollen Stakeholder der maritimen Branche wie Schiffseigner und Werften sowie die Politik dabei unterstützt werden, Entscheidungen über den Einsatz erfolgversprechender neuer Schiffskonzepte für die Zukunft treffen zu können. Auf der Messe zeigt das DLR ein Modell des geplanten Schiffs.

GALANT-GPS-Empfänger: Stör- und Täuschsignale auf See unterdrücken

Mit gefälschten GPS-Signalen lassen sich Schiffe auf Abwege bringen. Werden Signale zur Schiffsnavigation gestört oder getäuscht, können Position und weitere kritische Daten – wie beispielsweise Kurs und Geschwindigkeit – beeinflusst werden. Forschende des DLR erprobten in einer dreitägigen Messkampagne in der Ostsee dazu neue Empfangssysteme und Verfahren zur Störunterdrückung. Mit diesen Systemen lassen sich zukünftige Stör- und Täuschversuche erkennen. Deren Einfluss auf Bordsensoren kann damit drastisch verringert werden, was wiederum zur Sicherheit des Schiffsverkehrs beiträgt.

Vollautonomes Unterwasserfahrzeug MUM

Das „Large Modifiable Underwater Mothership“, kurz MUM, ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördertes Verbundprojekt. In diesem Projekt arbeiten Industrie und Wissenschaft Hand in Hand unter Leitung des Unternehmens thyssenkrupp Marine Systems. Das Unterwasserfahrzeug soll sich per Brennstoffzellenantrieb fortbewegen und lässt sich wie aus einem Baukasten mit unterschiedlichen Systemen bestücken: Dazu zählen Batterien, Sensoren, Transportbehälter oder kleinere Untersee-Roboter – daher auch der Name „Mothership“, auf Deutsch Mutterschiff.

Das DLR entwickelt Sensorik und Algorithmik für MUM, um dem autonom fahrenden, modularen, unbemannten Unterwasserfahrzeug eine zuverlässige Analyse seiner Umgebung zu ermöglichen. Ein laser-unterstütztes Kamerasystem nimmt Daten durch widrige Witterungseinflüsse hindurch auf. Das auf der SMM ausgestellte, hochauflösende Kamerasystem erlaubt es, mit der entwickelten Algorithmik auch auf große Distanz Hindernisse zu erkennen. Die Zusammenführung von Sonar- und Kameradaten ermöglicht für Systeme und Benutzende eine verbesserte räumliche Wahrnehmung unter Wasser. Zusätzlich begleiten Forschende der Rechts- und Sozialwissenschaften die Entwicklung und die aktuellen gesetzgeberischen Prozesse, um den Betrieb und die Zulassung von autonomen, modularen Unterwassersysteme voranzubringen.

Mittelwellen R-Mode Empfänger

Im Projekt „R-Mode Baltic“ haben Forscherinnen und Forscher des DLR gemeinsam mit internationalen Partnern die „Ranging-Mode-Technologie“ – kurz R-Mode – weiterentwickelt. Sie stellt der Schifffahrt zusätzlich zu globalen Satellitennavigationssystemen eine unabhängige Signalquelle bereit, um die Position zu bestimmen. Das R-Mode-System ist ein bodengebundenes Ersatzsystem, das bestehende Funkstationen im Mittel- und Ultrakurzwellenbereich nutzt. Dabei wird die Entfernung eines Schiffs zu den verschiedenen R-Mode-Funkstationen gemessen und so seine geographische Position berechnet. Der vom DLR entwickelte R-Mode-Empfänger unterstützt die robuste Navigation von Schiffen und anderen maritimen Plattformen in Zeiten, in denen das primäre, satellitenbasierte Navigationsequipment gestört ist.

Anlegeassistenzsystem SmartKai

Das „Earth Observation Maritime Surveillance System“ (MARISS) ist eine hochentwickelte webbasierte Plattform für den umfassenden Zugriff, die Visualisierung und Analyse von optischen und  „Synthetic Aperture Radar“ (SAR) Satellitenbildern sowie Geodaten. MARISS liefert darüber hinaus Informationen zur Schiffserkennung, die aus den Satellitendaten abgeleitet und zusätzlich mit Daten des „Automatic Identification System“ (AIS) angereichert werden sowie Informationen zu Wind- und Seegang, die aus SAR-Bildern abgeleitet werden. Nutzende können damit Interessensgebiete definieren und räumliche Analysen durchführen, wodurch die Plattform vielseitig einsetzbar ist. Damit ist sie ein leistungsstarkes Werkzeug für die Forschung sowie die Meeres- und Umweltbeobachtung.

Schiffsverkehrsdienst für maritimes Verkehrsmanagement

Der weltweit eingeführte Schiffsverkehrsdienst, international als „Vessel Traffic Service“ (VTS) bezeichnet, ist eine landseitige Dienstleistung. Sie unterstützt die Navigation in der See- und Binnenschifffahrt. Das vom DLR entwickelte Verkehrslage-Analysesystem „VeLAS“ ist ein VTS-System der nächsten Generation. Es soll die Effizienz und Sicherheit des Seeverkehrs erhöhen. Durch digitalisierte und KI-basierte Methoden ermöglicht es weitere Automatisierung. Das Phänomen „Hurry-Up-And-Wait“, bei dem Schiffe darum wetteifern, als erste im Hafen anzukommen, erhöht die Sicherheitsrisiken und führt insgesamt zu längeren Wartezeiten und höheren Emissionen. Durch intelligentes Verkehrsmanagement kann VeLas dieses Problem mildern, indem es die gewünschten Ankunftszeiten der Schiffe effektiv plant. Weitere Ansätze zielen darauf, potenzielle Verkehrsgefahren (zum Beispiel überhöhte Geschwindigkeit, Einfahrt in verbotene Bereiche, verdächtiges Verhalten) so früh wie möglich zu erkennen und den Verkehrsfluss zu optimieren.

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