Ingeniørestuderende laver sonde til arktisk forskning

Lav en sonde, der kan dykke ned til 300 meters dybde. Den skal kunne måle saltholdighed, temperatur og dybde i havet og skal lave tre målinger per meter, før den selv vender tilbage til overfladen. Endelig skal den være billig og så let, at den kan flyves ud med og samles op af en drone.

Det var den udfordring tre unge ingeniørstuderende, Ebbe Poulsen, Mathias Eggertsen og Erik Hinge Jepsen tog imod under deres sidste år på ingeniørstudiet.

Ebbe Poulsen og Mathias Eggertsen fortsatte arbejdet efter afslutningen af studiet, og sonden var i efteråret 2021 på den ultimative test under et togt med inspektionsfartøjet Knud Rasmussen i Nordøstgrønland, hvor de to glade ingeniører åndede lettet op efter et års benhårdt forarbejde.

Professor Søren Rysgaard, Arktisk Forskningscenter, Aarhus Universitet og Ingeniørdocent Claus Melvad, Institut for Mekanik og Produktion, Aarhus Universitet ser produktet som en teknologi, der kan flytte klimaforskningen i Arktis et stort skridt fremad og et eksempel på, hvordan et forskningsfelt bliver fremmet af tværfagligt samarbejde.

Mere ferskt vand til grønlandske fjorde

Indlandsisen smelter med foruroligende fart. Større og større mængder ferskt vand løber ud i fjordene og havet omkring Grønland. Hvordan påvirker det livet i havet og de globale havstrømme? Det er et af de store spørgsmål, der kalder på en afklaring.

Skal man forstå effekten af den øgede mængde ferskt vand til de marine arktiske økosystemer, er det nødvendigt med detaljerede målinger i mange grønlandske fjorde. Og det kræver målinger i havet lige foran gletsjerne. Et sted man ikke sådan lige kommer hen - risikofrit.

Professor Søren Rysgaard har gennem flere år studeret, hvordan smeltevand fra gletsjere i Vestgrønland strømmer ud i fjordene. Sammen med en forskergruppe fra Grønlands Naturinstitut har han benyttet engangs-sonder, der blev fløjet ud med helikopter. En operation der let løber op i en kvart million.

Behov for en let og billig sonde

-Det er alt for farligt at sejle en sonde ind foran en gletsjer, og helikoptertid er sindssygt dyrt. Derfor opstod ideen med at udvikle en let og billig sonde, som en drone kan flyve ind og droppe lige foran gletsjeren, fortæller Søren Rysgaard.

Ingeniørdocent Claus Melvad, forelagde projektideen til sine studerende og Ebbe Poulsen, Mathias Eggertsen og Erik Hinge Jepsen havde mod på at kaste sig over opgaven.

- Vi havde ikke drømt om, hvor mange problemstillinger, vi skulle løse i projektet, da vi sagde ja, siger Ebbe Poulsen og Mathias Eggertsen fra dækket af Knud Rasmussen.

Foran dem ligger resultatet af mere end et års arbejde, hvor arbejdsugerne ikke har været under 60 timer: en 2,6 kg tung sonde.

- Der er tusindvis af ting, der kan gå galt i sådan et projekt, siger Claus Melvad, der har vejledt de studerende og har stor anerkendelse for deres arbejde.

Ebbe og Mathias har i hovedtræk selv designet og lavet alt på sonden. Det gælder 3D-print af alle dele, printplader, loddearbejde og fremstilling af tryktæt beholder til elektronik.

En særlig udfordring var at gøre sonden luftbåren med en take off vægt på maksimalt 25 kg inklusive drone. På grund af de særlige geografiske forhold ved Grønland skulle de bygge en drone, der kan flyve uden kompas i flightcontrolleren og som samtidig har en lang nok flyvetid til at komme frem og tilbage til en gletsjer fra behørig sikkerhedsafstand.

Det problem blev løst i et andet af Claus Melvads bachelorprojekter, hvor Frederik Nilaus, Kristian Emil Schrøder Hansen og Asbjørn Riis Stephensen byggede en stor drone der kunne matche kravene.

Overbevisende data

Og resultatet af testen er super godt. For da de mange indsamlede data blev sammenlignet med data fra kommercielle sonder, er de stort set sammenfaldende.

"Det åbner for store perspektiver. Sensorerne i denne hjemmelavede sonde koster kun nogle få tusinde kroner og den dataopløsning, de leverer, er fuldt ud tilstrækkelige," siger Claus Melvad.

Droner kan flyve de lette sonder over relativt store afstande og droppe dem på steder, mennesker ikke kan komme frem. På sigt kan sonderne måske udstyres med en sender, der automatisk sender data, når bøjen kommer til overfladen.

De to unge ingeniører hopper gerne på nye projekter i tæt samarbejde med biologer. De er enige om, at samarbejdet mellem de to faggrene har været yderst frugtbart.