Projekt in Berlin und AugsburgDrohnen für die nicht-staatliche Seenotrettung

Searchwing hat eine wasserdichte Drohne entwickelt, die von einem Schiff aus der Hand gestartet werden kann. In einem zweistündigen Einsatz fliegt das Gerät bis zu 120 Kilometer weit. Für die Echtzeit-Übertragung arbeiten die Mitglieder an einem neuen Modell.

Das Bild zeigt einen Mann, der eine weiße Drohne in der Hand hält und dabei auf einem Schiff im Meer steht.
Flugtests in verschiedenen Höhen auf der „Sea-Watch 4“ im Mittelmeer. CC-BY-NC 3.0 Searchwing

Im Mittelmeer setzen EU-Agenturen Drohnen ein, um Geflüchtete auf dem Weg nach Europa aufzuspüren und aufzuhalten. Seit Mai dieses Jahres stationiert Frontex eine israelische „Heron 1“ auf Malta, bald soll eine noch größere Drohne folgen. Einzelne Mitgliedstaaten setzen ebenfalls verstärkt auf autonome Systeme für ihre Küstenwachen. Sie werden dabei von EMSA, der Agentur für die maritime Sicherheit, unterstützt.

Seit einigen Jahren experimentieren auch nicht-staatliche Organisationen mit unbemannten Luftfahrzeugen. Damit wollen sie Menschen auf Hoher See retten und anschließend in einem Staat ausschiffen, der sie nicht verfolgt oder misshandelt. Eine von ihnen ist die Gruppe Searchwing. Im Oktober haben die Aktivist:innen einen mehrwöchigen Test auf dem Schiff „Sea-Watch 4“ abgeschlossen. Wir sprachen dazu mit Philipp Borgers, der als Teil des Teams mit an Bord war.

netzpolitik.org: Zum wiederholten Mal habt ihr jetzt eure Drohnen in einer echten, rauen Umgebung im Mittelmeer getestet. Was sind das für Luftfahrzeuge, wie werden sie gestartet und gelandet?

Searchwing: Wir haben zwei Drohnen auf die fünftägige Überfahrt der „Sea-Watch 4“ nach Burriana in Spanien mitgenommen. Das sind sogenannte „Fixed Wing UAV‘s“, sie haben Flügel und sehen wie ein kleines Flugzeug aus. Die Drohnen haben eine Spannweite von 130 Zentimetern, eine Länge von 83 Zentimetern, wiegen etwa zwei Kilogramm und werden von einem Elektromotor in die Luft gedrückt. Der Start erfolgt vom Schiff aus, im Falle der „Sea-Watch 4“ vom „Balkon des Kapitäns“. Dabei wird die Drohne von einem Co-Piloten per Wurf gestartet.

Das heißt, die Drohnen werden nach jedem Flug mit einem Schlauchboot aus dem Wasser gefischt?

Das Bild zeigt eine Person, die eine Drohne hält, in einem Schlauchboot das die im Hintergrund liegende "Sea-Watch 4" ansteuert.
Die Landung erfolgt im Wasser, die Fluggeräte werden mit einem Schlauchboot geborgen. - CC-BY-NC 3.0 Searchwing

Die Drohnen werden mit den sogenannten RHIBs, also den Beibooten, die für die Rettung genutzt werden, aus dem Wasser geborgen. Eine Bergung dauert nach Landung in der Nähe des Mutterschiffs etwa zehn Minuten.

Wie lange ist die maximale Dauer eines solchen Einsatzes?

Mit unseren neusten Lithium-Ionen-Akkus können wir rund 120 Kilometer weit fliegen. Bei einer Geschwindigkeit von 60 km/h dauert ein Einsatz zwei Stunden. Wir können Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/h erreichen.

Gegenüber Drohnen früherer Generationen ist das ja ein beachtlicher Wert. Wenn ihr mehrere Luftfahrzeuge einsetzt, wie groß ist das von der Beobachtung abgedeckte Gebiet? Und wie hoch fliegen sie dabei?

Die Drohnen sollen in einer Höhe von 550 Metern fliegen. Dies ist jedoch auch abhängig vom Wetter und dem Einsatzszenario. Eine Drohne kann mit ihren zwei Kameras ca. 100 Quadratkilometer erfassen. Der gleichzeitige Einsatz von mehreren Luftfahrzeugen ist denkbar, aber aktuell noch nicht geplant, da dies die Nutzer:innen wahrscheinlich erstmal überfordern würde. Die Pilot:innen, die wir aus der Crew der Rettungsschiffe rekrutieren, werden von uns in einer zweitägigen Schulung auf ihren Einsatz vorbereitet.

Welche Sensorik habt ihr dafür an Bord?

Das Bild zeigt einen Webbrowser auf einem Apple-Rechner, auf dem in einem großen Fenster das Luftbild eines Schiffes zu sehen ist, zwei kleinere Fenster zeigen Koordinaten und ein Flugmuster.
Die webbasierte Bildanalyse arbeitet mit einer automatischen Objekterkennung. - CC-BY-NC 3.0 Searchwing

Wir haben zwei Raspberry Pi Cameras V2.0 an Board, welche im Prinzip Standardhardware aus Smartphones sind und eine Auflösung von 3280 x 2464 Pixel haben. Dadurch erreichen wir bei unserer angepeilten Flughöhe eine theoretische Bodenauflösung von 20-30 Zentimetern pro Pixel und erreichen dadurch einen zwei Kilometer breiten Suchstreifen entlang der Flugrichtung. Langfristig sind höher aufgelöste Kameras angedacht. Zusätzlich testen wir gerade Sensoren, um eine Suche in der Nacht durchführen zu können. Ein heißer Kandidat ist die FLIR Lepton 3.0 Wärmebildkamera, die es trotz ihrer geringen Auflösung ermöglicht, Gruppen von Menschen oder laufende Motoren auf offener See zu finden. Weiterhin könnten Low-Light Kameras interessant sein, welche günstig sind, hohe Auflösungen haben und selbst bei Mondschein noch brauchbare Bilder liefern könnten.

Kannst du die Bodenstation näher beschreiben? Wie wird die Drohne gesteuert, wie erfolgt der Empfang der Daten?

Die Drohne fliegt automatisch. D.h. wir können jederzeit in den Flugverlauf eingreifen, programmieren diesen jedoch vor dem Start ein. Wir verwenden QGroundControl, eine freie Software, für die Planung und die Darstellung der Telemetrie. Die Telemetrie erhalten wir über 868-MHz-Radios, die wir über Distanzen von bis zu 50 Kilometern getestet haben. In einer Entfernung von zwei Kilometern können wir die Drohne über eine normale Funkfernbedienung steuern. Die Bilddaten werden zur Zeit nach dem Flug per WLAN heruntergeladen. Eine „Live“-Übertragung ist in Arbeit.

Welche Herausforderungen bedeutet das? Die Nutzlast wird sich deutlich erhöhen, schaffen das eure derzeitigen Fluggeräte?

Das Bild zeigt zwei Männer, die an vier Drohnen arbeiten die an Schnüren hängen.
Die Drohnen „Paul“, „George“, „Ringo“ und „John“ sind mit wasserdichtem Bootslack gestrichen. - CC-BY-NC 3.0 Searchwing

Der aktuelle Rumpf ist relativ klein und schränkt uns ein. Für einen weiteren Sensor und/oder eine „Live“-Übertragung müsste daher eine größere wasserdichte 3D-gedruckte Box entworfen werden. Diese müsste dann in einen größeren Rumpf eingebaut werden. Eine Übertragung des Konzepts ist jedoch denkbar und auch geplant. Die Nutzlast erhöht sich durch neue Komponenten nicht merklich. Parallel experimentieren wir an der Hochschule Augsburg mit Faserverbundstoffen und einem eigenen Design für einen Rumpf.

Ihr seid an der Hochschule Augsburg angesiedelt. Gibt es dafür einen Grund?

Unser Projekt besteht aus zwei größeren Teams, die sich vorwiegend auf Berlin und Augsburg verteilen. In Augsburg arbeiten vorwiegend Studierende und Wissenschaftler:innen am Projekt in den Bereichen Drohnen-Fertigung. In Berlin arbeitet eine größere Gruppe an den Algorithmen, die Nutzer:innen bei der Auswertung der Echtbild-Daten unterstützen, aber auch an Projekten wie der breitbandigen Datenübertragung zwischen Drohne und Bodenstation.

Wann habt ihr mit dem Projekt begonnen, gab es einen bestimmten Auslöser?

Die Hochschule Augsburg hat sich des Themas angenommen, nachdem Professor Dr.-Ing. Friedrich Beckman, kurz Fritz, einen Vortrag von SearchWinglern auf dem Chaos Communication Congress des Chaos Computer Clubs gesehen hatte, der die unglaublichen Zustände im Mittelmeer beschrieben hat. Rückblickend etwas naiv erklärten die Vortragenden, dass man mit etwas Technik und ein paar „Nerd-Skills“ Menschenleben retten könnte. Fritz brachte seinen Fachbereich dazu, das Projekt zu unterstützen und ist seitdem eine der Schultern, auf der das Projekt steht. Aktuell besteht auch die Möglichkeit, einen angewandten Masterabschluss an der Hochschule Augsburg im SearchWing-Projekt zu absolvieren.

Kennt ihr noch andere Projekte, in denen Drohnen für die Seenotrettung nutzbar gemacht werden sollen? Ich meine nicht die EU-Agenturen Frontex oder EMSA, die zwar unbemannt im Mittelmeer aufklären, die derart aufgespürten Geflüchteten dann aber nach Nordafrika zurückgeholt werden…

Es gibt bzw. gab sicherlich einige Projekte, Drohnen in der Seenotrettung einzusetzen, wohl aber wenige im zentralen Mittelmeer. Wie viele davon aktuell noch verfolgt werden, ist schwer einzuschätzen, da nicht regelmäßig Informationen veröffentlicht werden. Wir wissen lediglich von einer Gruppe Studierender in Spanien, die zuletzt noch an einer Multikopter-Drohne arbeiteten.

Frontex hat beispielsweise ganz andere finanzielle Ressourcen, daher ist es eigentlich an ihnen, existierende Technologien wie abwerfbare Rettungsinseln auch an ihren Luftfahrzeugen einzusetzen und die aus der Luft erlangten Informationen für eine europäische Mission zur Seenotrettung zu nutzen.

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