Aquarius (Labor)

Trieste vor dem ersten Tauchgang zum Marianengraben

In der Mitte des 20. Jahrhunderts war neben der Erforschung des Weltraums der Vorstoß in die Tiefen der Ozeane ein Traum der Menschheit. Nachdem Jacques Piccard und Don Walsh mit ihrem U-Boot Trieste am 23. Januar 1960 den im Marianengraben gelegenen tiefsten Punkt des Weltmeeres erreicht hatten, erhoffte man sich, ganze Unterwassersiedlungen bauen zu können, um die Ressourcen der Tiefsee auszubeuten. In den folgenden Jahrzehnten wurden viele Unterwasserhabitate in den verschiedenen Teilen der Meere versenkt. Die Aquarius ist das letzte funktionsfähige Labor dieser Ära.

Die Aquarius am Meeresboden

Die Habitat-Hülle besteht aus 1,9 cm starkem Stahl, auf dem eine 1 cm starke Isolationsschicht aufgebracht ist. Über vier Pfeiler ist sie mit der 116 t schweren Grundplatte verbunden. Jeder der vier Pfeiler ist mit 25 t Blei gefüllt, so dass die gesamte Konstruktion eine Masse von etwa 300 t aufweist. Die Höhe der Pfeiler kann einzeln in einem Bereich von circa 2 m eingestellt werden, was eine Nivellierung der Aquarius je nach Meeresbodenbeschaffenheit erlaubt. Habitat und Grundplatte wurden so konstruiert, dass sie auch schweren Stürmen widerstehen können.

Das Innere ist in drei Bereiche aufgeteilt. Es besteht aus Hauptbereich, Einstiegsschleuse und Nassbereich, in denen unterschiedliche Druckverhältnisse eingestellt werden können. Die Unterseite des Nassbereichs ist zum Wasser hin offen. In ihm herrscht immer ein höherer Druck als der Druck des Wassers, so dass kein Wasser eindringen kann. So können Taucher in das Innere gelangen, ohne dass eine entsprechende Schleuse nötig ist. Der Nassbereich ist 2,5 m lang, 3,6 m breit und 2,1 m hoch. Hier stehen Stauraum für Taucherausrüstungen und eine Heißwasserdusche zur Verfügung, so dass die Taucher ihre Anzüge gegen trockene Kleidung tauschen können.

Vom Nassbereich aus führt eine luftdicht schließende Luke zur Einstiegsschleuse. Die Einstiegsschleuse bietet eine Toilette, ein Waschbecken, die Schalttafeln für die Gas- und Stromversorgung, die Lebenserhaltungssysteme, einen Arbeitsplatz und Stauraum für persönliche Dinge der Besatzungsmitglieder.

Aquarius mit Tauchglocke im Vordergrund

Eine weitere luftdichte Luke verbindet die Einstiegsschleuse mit dem Hauptbereich. Er ist in einen Arbeits- und einen Wohnbereich sowie einen Schlafbereich mit sechs 60 cm breiten und 1,90 m langen Kojen aufgeteilt. Des Weiteren gibt es dort einen Esstisch mit Bänken, eine Kombüse mit Spülbecken, Mikrowellenherd und Stauraum für Nahrung sowie Kommunikations- und Videoausrüstungen, medizinische Ausrüstungen und Lebenserhaltungssysteme.

2011 besuchte der Autor James Nestor kurz die Anlage und schrieb, die Toilette sei "so klein und bietet so wenig Privatsphäre, dass die Aquanauten ihr Geschäft lieber im Wasser draußen verrichten. Doch auch das ist mit Problemen verbunden. Die Meereslebewesen kämpfen um die menschliche »Nahrung«. Ein Aquanaut, der im Nassbereich bis zur Hüfte im Wasser stand, wurde einmal von einem hungrigen Fisch so in den Hintern gebissen, dass er blutete." Außerdem würde die Eingangsluke auch als Plumpsklo benutzt. Er berichtet auch von überdurchschnittlich guter Laune der Aquanauten, die sich schon seit mehreren Tagen im Habitat aufhielten. Ihm wurde dazu erklärt, eine längere Einwirkung von 2,5 bar Druck könne zu einem leichten Delirium führen. Den Innenraum des Habitats beschreibt er als "nasskalten, engen, gefährlichen Ort", geprägt durch schimmlige Handtücher, rostendes Metall und erstickende Luftfeuchtigkeit. Außerdem würde sich etwa alle dreißig Sekunden durch das Auf und Ab der Wellen an der Oberfläche der Druck im Habitat ändern und einen Druckausgleich der Ohren erfordern.[3]

Bei einem eventuellen Notfall können sowohl Hauptbereich als auch Einstiegsschleuse mit Strom aus Batterien und Atemluft aus Notfalltanks versorgt werden. Auch Ausrüstung zur Entsorgung des anfallenden CO₂ steht zur Verfügung, falls die Verbindung zur Lebenserhaltungsboje (Life Support Buoy, LSB) abreißen sollte.

Außerhalb der Aquarius steht in der Nähe des Ausgangs für einen Notfall eine Tauchglocke zur Verfügung, die etwa 1,7 m³ Luft enthält und sechs Menschen ein bequemes Stehen erlaubt.

Lebenserhaltungsboje

Die Life Support Buoy

Die Lebenserhaltungsboje (Life Support Buoy) besteht aus einer Plattform mit zehn Metern Durchmesser, die über der Aquarius an der Meeresoberfläche fixiert ist. Für die Befestigung ist die LSB an fünf Punkten über Nylon-Seile von etwa fünf Zentimeter Dicke an Vertäuungsplatten auf dem Meeresgrund verankert. Die Vertäuungsplatten selbst sind mit 1,2 m langen Ankerbolzen im Meeresboden befestigt.

Neben einem Turm für Kommunikationszwecke hat die Boje einen Innenraum mit einer Grundfläche von circa siebzig Quadratmetern. Innerhalb der Boje befinden sich zwei Dieselgeneratoren mit je vierzig Kilowatt Leistung, zwei Luftkompressoren mit einer Liefermenge von 510 Litern pro Minute sowie Empfangsanlagen für den VHF-Bereich und Sende- und Empfangsanlagen für den UHF-Bereich und das Mobilfunknetz. Die UHF-Anlage ermöglicht zuverlässige verschlüsselte Audio-, Video- und Datenverbindungen mit einer Bandbreite von bis zu zehn MB pro Sekunde zwischen der Aquarius und dem Mission Control Center an Land.

Über einen 42 Meter langen und 8 Zentimeter starken Verbindungsschlauch ist die Aquarius an der Lebenserhaltungsboje angeschlossen. Innerhalb des Schlauches befinden sich Energieversorgungskabel zu den Generatoren, zwei Koaxial- und zwölf Twisted-Pair-Kabel zu den Sende- und Empfangsanlagen sowie Luftversorgungsschläuche zu den Luftkompressoren.

Operationsbasis an Land

Operationsbasis in Key Largo

Die Operationsbasis ist in Key Largo in zwei Gebäuden untergebracht. Ein Gebäude beherbergt die Verwaltung, Unterbringungsmöglichkeiten für Besucher und ausgedehnte Arbeitseinrichtungen. Im anderen Gebäude existieren komfortable Schlafbereiche für Wissenschaftler, voll ausgestattete Küchen sowie zwei Laboratorien.

• 1986 – Bau durch die Firma Victoria Machine Works in Victoria, Texas
• 1988 – Einsatz vor den amerikanischen Virgin Islands. Nach dreizehn Missionen und dem Hurrikan Hugo Generalüberholung in Wilmington, North Carolina
• 1992 – Transport zu ihrem heutigen Standort
• 1994 – Während eines Hurrikans fängt ein Generator Feuer. Alle Aquanauten müssen nach der Dekompression bei 5 m hohen Wellen evakuiert werden[3]
• 1996 – nach weiteren zwanzig Missionen erneute Hebung wegen Finanzierungsschwierigkeiten
• 1997 – Nach Sicherstellung der weiteren Finanzierung Generalüberholung an der Harbor Branch Oceanographic Institution
• 1998 – Rücktransport zu ihrem alten Standort vor Key Largo[4]
• 1998 – Bei einem Sturm mit Windstärken von 110 km/h wird Aquarius aus ihren Verankerungen gerissen und fast zerstört.[3]
• 2005 – Bei sehr rauer See wird die Anlage mehrere Meter über den Meeresboden geschleift.[3]
• 2009 – Tödlicher Unfall des Bordtechnikers Dewey Smith durch eine Fehlfunktion seines Kreislauftauchgeräts.[5][6]
• 2011 – NOAA streicht die Mittel für den Betrieb der Basis und sagte alle anstehenden Missionen ab, Aquarius wird geschlossen.[3]
• 2013 – Übergabe der Anlage an die Florida International University (FIU), von der sie seitdem auch betrieben wird.[1][2]
• 2016 – Zum ersten Mal werden fünftägige Kurse im Sättigungstauchen inklusive einer Übernachtung im Habitat angeboten.[7]

Die Aquarius bietet Wissenschaftlern die Möglichkeit zur Erforschung des Lebens im Ozean über einen längeren Zeitraum unter Wasser. Seit ihrem ersten Einsatz haben mehr als zweihundert Wissenschaftler von über neunzig Organisationen mehr als fünfzig Forschungsmissionen durchgeführt. Durch Untersuchungen der Korallenriffe können sie beispielsweise Aspekte der Umweltverschmutzung erforschen.

Auch künftig soll die Aquarius weiter eingesetzt und weiterentwickelt werden. Die NOAA plant, das Labor autonomer zu machen. Hierzu sollen zum Beispiel Atemlufttanks installiert werden, um eine ganze Mission mit Luft versorgen zu können. Des Weiteren werden Anstrengungen unternommen, die Energieerzeugung unter Wasser zu verlegen, um auf die LSB verzichten zu können und nur noch eine Boje für die Kommunikationsverbindungen zu benötigen. Aus dem gleichen Grund werden CO₂-Recyclingsysteme getestet. Auch an der Erhöhung der maximalen Tauchtiefe wird gearbeitet.

• Aquarius Homepage
• Video über die Aquarius (englisch)
• Videoarchiv der Universität von North Carolina (englisch)
• Artikel. Spiegel-Online, 5. März 2008
• NOAA Website über das Aquarius-Habitat
• UNCW-Website über das Aquarius-Habitat

1. Leonard Ho: It’s Official: Aquarius Reef Base still in business. 15. Januar 2013, abgerufen am 1. Oktober 2016 (englisch).
2. Aquarius Reef Base. In: Facebook. Abgerufen am 1. Oktober 2016 (englisch).
3. James Nestor: Deep Sea - Eine Reise zum Grund des Ozeans. 1. Auflage. München 2014, ISBN 978-3-492-96735-8.
4. FIU: Aquarius History. Abgerufen am 9. Dezember 2016 (englisch).
5. Robert Silk: Aquarius diver’s death remains a question. Florida Keys: keysnews.com, 9. Mai 2009, archiviert vom Original am 26. März 2010; abgerufen am 22. März 2021 (englisch).
6. Kenneth D. Johns: Scientific Diver Rebreather Fatality: An Incident Review. Hrsg.: University of North Carolina Wilmington. AAUS_2013_18. Wilmington NC, S. 139–146 (rubicon-foundation.org). Scientific Diver Rebreather Fatality: An Incident Review (Memento des Originals vom 9. Juli 2011 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/archive.rubicon-foundation.org
7. FIU: Introduction to Saturation Diving. Oktober 2016, abgerufen am 9. Dezember 2016 (englisch).
8. FIU: Missions 2008. Abgerufen am 11. Dezember 2016 (englisch).
9. FIU: Missions 2009. Abgerufen am 11. Dezember 2016 (englisch).
10. FIU: Missions 2010. Abgerufen am 11. Dezember 2016 (englisch).
11. FIU: Missions 2011. Abgerufen am 9. Dezember 2016 (englisch).
12. FIU: Missions 2012. Abgerufen am 9. Dezember 2016 (englisch).
13. David Sutta: CBS Miami. 2. Juli 2014, abgerufen am 9. Dezember 2016 (englisch).
14. nasa.gov NASA, vom 10. Juni 2014
15. NASA: NEEMO 18 Aquanauts Complete Underwater Mission. 30. Juli 2014, abgerufen am 11. Dezember 2016 (englisch).
16. Sarah Loff: NASA: NEEMO Undersea Crew Tests Tools and Techniques For Future Spacewalks. 31. Juli 2015, abgerufen am 11. Dezember 2016 (englisch).
17. Sarah Loff: NASA: Aquanauts Splash Down, Beginning NEEMO 21 Research Mission. 22. Juli 2016, abgerufen am 11. Dezember 2016 (englisch).
18. FIU: Current Missions. Abgerufen am 9. Dezember 2016 (englisch).
19. Mark Garcia: NASA Prepares for Future Space Exploration with International Undersea Crew. In: NASA. Abgerufen am 12. November 2020 (englisch).
20. Csilla Ari D`agostino: The stress of extreme living underwater for simulating upcoming Moon missions. 6. September 2019, abgerufen am 12. November 2020 (englisch).
21. Chris Bergin: Cristoforetti leading NEEMO 23 underwater expedition for deep space training. In: NASA Spaceflight. 10. Juni 2019, abgerufen am 12. November 2020 (englisch).

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