Der Auftrag kommt vom Verteidigungsministerium, das Budget stellt das Finanzministerium: Das Forschungsprojekt „HyDroMon“ wird auf höchster staatlicher Ebene vorangetrieben. Und auch sein Ziel findet sich in lichten Höhen – genauer gesagt 100 bis 120 Meter über dem Erdboden. Dort sollen künftig Flugdrohnen den Grenzschutz unterstützen. Ausgestattet mit optischen Kameras und Wärmebildkameras werden sie entwickelt, um Schleppern auf die Schliche zu kommen, auch bei Nacht, bei Nebel oder Schlechtwetter. Die Technik hinter so einem Vorhaben ist höchst komplex.
So sehr, dass es gleich zwei steirische Forschungshochburgen benötigt, um die hohen Anforderungen des Auftraggebers zu erfüllen. Bei „HyDroMon“ kooperieren die FH Joanneum mit ihrem Institut für Luftfahrt und die Forschungsgruppe für Fernerkundung von Joanneum Research. Seit Beginn des Jahres 2025 haben beide Institutionen ihre Kompetenzen gebündelt und arbeiten gemeinsam an der Entwicklung eines Prototyps – in enger Abstimmung mit dem Verteidigungsministerium und dem zivilen Sicherheitsforschungsprogramm KIRAS des Finanzministeriums.
„Bei solchen Projekten ist es wichtig, in enger Abstimmung mit den Nutzern der Technologie zu stehen. Nur so lässt sich etwas ausprobieren, sehen, wo etwas hapert, und in weiterer Folge verbessern“, sagt Holger Friehmelt, Leiter des Luftfahrtinstituts der FH. Der Maschinenbauer mit langjähriger Erfahrung in Luft- und Raumfahrt beschäftigt sich im Projekt mit der Entwicklung der Drohne, die vom Tiroler Hersteller Twins stammt und alles andere als handelsübliche Eigenschaften aufweist: „Beobachtungsmissionen in Grenznähe lassen sich nicht mit einer Spielzeugdrohne erledigen, die nach 20 Minuten in der Luft wieder zum Batteriewechsel landen muss. Unser Anspruch ist es, Flugzeiten von bis zu sechs Stunden zu ermöglichen.“
Die Wahl der Antriebsenergie für die Flugdrohne fiel daher auf Wasserstoff. Die hohe Energiedichte und das geringe Gewicht des Gases in komprimierter Form waren die ausschlaggebenden Faktoren, diesen Entwicklungspfad einzuschlagen. Das rund 20-köpfige interdisziplinäre Projektteam hatte aber auch wirtschaftliche und ökologische Perspektiven miteinzubeziehen: „Einerseits handelt es sich dabei um einen energiesparenden und nachhaltigen Antrieb, der aus technologischer Sicht schon gut erprobt ist. Andererseits lässt sich die Entwicklungsarbeit, die wir hier leisten, auch auf andere Bereiche übertragen“, sagt Friehmelt und denkt dabei schon an größere, schwerere Fluggeräte, die mit Wasserstoff betrieben werden könnten.
Das Fliegen alleine ist aber nur die halbe Miete – die Drohne muss auch nutzbare und verlässliche Bilddaten liefern können, um die Einsatzkräfte am Boden beim Grenzschutz zu unterstützen. Hier kann Markus Bergen auftrumpfen: Der Spezialist für Bildverarbeitung, Geoinformation und Multi-Sensor-Systeme am Joanneum Research tüftelt mit seinem Team an Sensoren, die auf der Drohne verbaut sind. „Wir verwenden optische Farbkameras und Wärmebildkameras, die in Kombination auch bei schlechter Sicht gute Bilder liefern. Die Herausforderung ist, dass diese Systeme auch bei minus 20 Grad und plus 35 Grad Lufttemperatur einwandfrei funktionieren müssen“, sagt Bergen.
Eine weitere Herausforderung: Die Datenübertragung. Gerade im grenznahen Gebiet ist die Netzabdeckung für Hochgeschwindigkeitsinternet bescheiden. Die Sensorsysteme sind daher so ausgelegt, dass sie direkt auf der Drohne die Bilddaten verarbeiten und auswerten. Signale werden nur dann gesendet, wenn es etwas Auffälliges zu berichten gibt – das reduziert die benötigte Datenmenge und sichert die unterbrechungsfreie Kommunikation mit der Drohne auch im abgelegenen Gebiet.
Im Zusammenspiel mit stationären Radarsystemen sollen die Drohnen ein zusammenhängendes System für eine reibungslosere Überwachung der Staatsgrenzen bilden, so die Projektintention. Automatisierung spielt dabei eine große Rolle, so werden die Drohnen weitgehend autonom den Luftraum überwachen können. Völlig allein gelassen werden sie aber nicht – am Ende entscheidet die Person im Führerstand.
