COSYNA Unterwasserknoten-System

Uw Node Diver

Im Rahmen von COSYNA ist eine stabile Unterwasserknoten-Technologie für Flachwasseranwendungen (< 300 m) entwickelt worden. Unterwasserknoten stellen die notwendige Infrastruktur, d.h. Strom und Datenverbindungen, zur Verfügung um auch komplexe Sensorsysteme mit hohem Stromverbrauch auf dem Meeresboden durchgehend zu betreiben. Das System kann mit einem Kabel bis zu einer maximalen Entfernung von 30 km von der Küste für ganzjährigen Betrieb ausgebracht werden, was es für Schelfmeere mit rauen Umweltbedingungen besonders geeignet macht.

Das COSYNA Unterwasserknoten-System besteht aus bis zu zehn Dockingstationen für voneinander unabhängige Sensoreinheiten sowie einem landgestützten Serversystem, das virtuelle Userdesktops für Wissenschaftler via Internet zur Verfügung stellt.

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Aufbau des COSYNA-Unterwasserknoten-Systems mit 1) Server und Energieversorgung an Land, 2) Kabelverbindung (max. 10 km) zum ersten Unterwasserknoten 3) Breakout box verbindet das Kabel mit dem den ersten Unterwasserknoten, 4) erster Unterwasserknoten, 5) und 6) Kabelverbindung (max. 70 m) zu den Sensoreinheiten, und 7) Kabelverbindung zu einem zweiten Knoten. Mit dem zweiten Knoten kann ein dritter Knoten verbunden werden.

Im Jahr 2017 sind drei COSYNA Unterwasserknoten-Systeme in Betrieb, eines in der südlichen Nordsee vor der Küste von Helgoland, eines in der Ostsee (Boknis Eck, Eckernförder Bucht) und eines im Arktischen Ozean auf 79°N vor Spitzbergen. Neues Unterwasser-Observatorium Boknis Eck

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Das COSYNA Unterwasserknoten-System bei Helgoland und Eckernförde (links) und im Arktischen Ozean bei Spitzbergen (rechts).

Alle Daten werden den Nutzern mit 100 MBit/s (maximal 1 GBit/s) zur Verfügung gestellt. Die COSYNA Unterwasserknotentechnologie wurde gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht und dem Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in enger Zusammenarbeit mit den zwei Firmen 4H-Jena (Jena, Deutschland) und loth-engineering (Wiesbaden, Deutschland) entwickelt und betrieben.

Das System ist speziell dafür ausgelegt worden, für eine Vielzahl von bodennahen Messgeräten eine flexible Strom- und Datenanbindung bereitzustellen. Forschungsstationen, die im Dauerbetrieb laufen und mit Sensortechnologie nach dem aktuellen Stand der Technik ausgerüstet sind, sind für die Forschung sehr wertvoll, da sie konsistente Zeitserien von hydrographischen und biologischen Parametern liefern können. Von Forschungsschiffen unabhängige Stationen, die per Fernabfrage zugänglich sind, haben besonders für die COSYNA-Zielgebiete Nordsee und Arktische Küsten eine hohe Bedeutung, da dort der Zugang für Wartung und Reparaturen maßgeblich durch Wetterbedingungen eingeschränkt ist.

Salzgehalt, Temperatur und Sauerstoff von täglichen vertikalen CTD Profilen am AWIPEV-COSYNA Unterwasserknoten bei Spitzbergen. Die Daten wurden zwischen November 2016 und Dezember 2017 in einer Tiefe von 10-0 m gemessen.