Aus sicherer Entfernung: Vergrabene Landminen mit Schallwellen aufspüren

Wer Landminen im Boden finden will, braucht entweder schwere Maschinen, die von der Explosion nicht zerstört werden, oder muss den verborgenen Minen zu Fuß lebensgefährlich nahe kommen. Und noch immer übersehen die bisherigen Methoden manche Mine. Deshalb präsentieren US-Forscher jetzt ein leicht transportables Minen-Suchsystem, das aus der Entfernung starke Schallwellen in den Boden sendet.

Lexington (USA) - Die Minen werden in ganz leichte Vibration versetzt und diese "Antwort" lässt sich mit Sensoren wiederum messen. In Tests mit ihrem Prototyp konnten die Forscher nicht nur tief vergrabene Minen entdecken, die von herkömmlichen Systemen oft übersehen werden. Sie erkannten sogar, neben der genauen Lage, aus der Vibrationsantwort unterschiedliche Typen der Explosionskörper. Die Forscher hoffen, ein robustes System in rund zwei Jahren marktreif entwickelt zu haben.

Die Vibrationsantwort der Minen unterscheidet sich deutlich von der von Steinen oder Stöcken im Boden, so Robert W. Haupt vom Lincoln Laboratory des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Sein Physiker-Team hatte aus handelsüblichen Elektronik-Bauteilen einen akustischen Sender und ein Lasersensor-System entwickelt. Das so genannte parametrische akustische Array (PAA), eine spezielle Anordnung von Lautsprechern, sendet einen gebündelten Strahl aus hohen Ultraschall-Frequenzen über mehr als zehn Metern Entfernung in den Boden. Das Luftkissen vor dem Strahl wandelt den Ultraschall in hörbaren Schall niedrigerer Frequenzen, der auch im trockenen Boden weiterwandert. Trifft der Strahl dort auf Gegenstände, so versetzt er sie in Schwingungen, die wiederum an die Erdoberfläche wandern. Dort wartet auf einem Stativ oder -- beweglich auf einem Fahrzeug montiert -- ein Laser-Doppler-Vibrometer, das die Fläche "überblickt" und das Vibrationsfeld am Boden wahrnimmt. Die Analyse der Schwingungen liefert spezifische Schwingungsantworten der verschiedensten Gegenstände im Boden.

Da die Schallwellen Plastikminen ebenso in Schwingung versetzen wie Metallminen, ist das System vielen herkömmlichen Detektoren überlegen. Zwar ist die Schallmethode theoretisch nicht neu, doch Haupt und Kollegen setzten sie zu einem leichtgewichtigen, gut transportablen System um. Allerdings ist weitere Entwicklung vonnöten: Die Bauteile des Prototyps etwa entstammen der handelsüblichen Unterhaltungselektronik, so dass nur kurze Schallstöße möglich waren, bevor das System zu überhitzen drohte. Mit gezielter Konstruktion und höherer Leistung dürfte ein geeignetes System jedoch in rund zwei Jahren marktreif sein, so das Team. Derweil ist auch das Problem zu klären, dass die Laser-Messung weniger gut funktioniert, wenn das Gelände nicht flach beziehungsweise von dichter Vegetation überwuchert ist.