WO2012095123A1 - Tiefseevorrichtung zur bergung zumindest eines tiefseeobjekts - Google Patents

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WO2012095123A1
WO2012095123A1 PCT/EP2011/005590 EP2011005590W WO2012095123A1 WO 2012095123 A1 WO2012095123 A1 WO 2012095123A1 EP 2011005590 W EP2011005590 W EP 2011005590W WO 2012095123 A1 WO2012095123 A1 WO 2012095123A1
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sea
buoyancy
catching
sea device
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PCT/EP2011/005590
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Günter R. FUHR
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations

Definitions

  • Deep-sea device for salvaging at least one deep-sea object
  • the invention relates to a deep-sea device and a method for recovering at least one preferably deep-sea biological deep-sea object, wherein the at least one deep sea ect comprises in particular at least one (vital or lifeless) biological organism and / or cell material thereof.
  • the deep sea even if the term is not defined in the general language exactly with a depth range, represents the largest biotope on earth.
  • the area of the oceans, oceans or lakes is to be understood, in which there is almost complete darkness and organisms live, which are largely adapted to the conditions prevailing there (pressure, temperature, nutrient concentration, etc.) and must live there for most of their lifespan.
  • This area begins approximately at a water depth of 1,000 m and ends at currently known about 11,034 m (Mariana Trench, which is considered the deepest point of the Erdozeane).
  • the average depth of the oceans and oceans of the earth is over 3,000 m and occupies an area of well over half of the globe. Regardless of the large area, knowledge about this part of the biosphere is mainly limited to the upper areas (up to about 3,000 m depth) and locally very narrow areas. This is mainly due to more punctual investigations due to mainly technical and logistical problems together, as well as the considerable effort that needs to be made with increasing depth to extract deep-sea objects or samples, to find animals, to observe or to be able to take other actions.
  • the deep-sea organisms are in many ways scientifically but also economically interesting. With increasing depth, they are obligately “barophilic” or “piezophilic”, i. adapted to the high pressure conditions of the deep sea.
  • Deep sea obj ects The former survive only organisms that are not macroorganisms (eg bacteria) and not necessarily piezophilic. The processes are therefore limited to depths less than un ⁇ dangerous 2,000m. Second brings uptime in the Hourly range and therefore requires very precise thermostating and pressure stabilization. Here, too, clear depth limits are set and no vital recovery except those mentioned succeeded.
  • An object of the invention is to provide an improved deep sea device and an improved method for recovering at least one deep sea object.
  • at least one Tiefseeobj ect preferably a Markoorganismus
  • the invention relates in particular to the general technical teaching, contrary to the currently known approaches salvage at least one deep sea object as quickly as possible from the deep sea.
  • a deep-sea device for recovering at least one preferably biological deep-sea object.
  • the at least one deep sea object comprises in particular at least one vital and / or lifeless organism and / or cell material thereof, but also any other types and forms of objects and materials occurring in the deep sea (eg fish, crabs, protozoa, macromolecules, tissue). associations, etc.).
  • the organism is preferably a biological organism comprising in particular at least one biological cell, preferably microbial or animal cells of lower or higher organisms.
  • the deep-sea device comprises a catching and / or receiving device for receiving and, in particular, catching at least one deep sea ect in the deep sea, and a drive unit for actively driving the deep sea device.
  • the deep-sea device is preferably designed and set up to be propelled at least in sections, essentially in the buoyancy direction towards the water surface (preferably by means of the drive unit) between the deep sea and the water surface, in particular being propelled towards the water surface in the form of a torpedo.
  • the deep sea device may, but does not have to, drive the entire path from the deep sea to the water surface substantially in the buoyancy direction. It is also possible that the deep-sea device is propelled on the way out of the deep sea to the water surface in sections deviating from the buoyancy direction, e.g. to emerge on the water surface in a certain target region.
  • the buoyancy direction is opposed to the direction of gravity and / or intersects a fictitiously flat water surface at right angles.
  • the deep sea device is formed substantially torpedo-like.
  • Torpedo-like in the context of the invention comprises in particular at least one of the following properties: the shape of a conventional torpedo optionally plus other parts, the size of a conventional torpedo, the achievable speed of a conventional torpedo (ie a speed greater than 25 km / h, 50 km / h, 75 km / h or 100 km / h), the ability to be moved away from a horizontal, preferably defined essentially in the buoyancy direction.
  • emergence times from the deep sea can be considerably shortened, for example from 7,000 m water depth to less than 10 minutes.
  • speed of more than 100 km / h can be achieved, which corresponds to an emergence time of about 5 minutes, for example, at 7,000 m water depth.
  • the deep-sea device is designed and arranged to preferably sink passively onto the deep-sea floor.
  • the deep-sea device it is also possible for the deep-sea device to be configured and arranged to be kept above the deep-sea floor in a deep sea target region.
  • the deep-sea device prefferably designed and arranged to be aligned, in particular raised, in the deep sea, preferably in such a way that the head end of the deep sea device faces the water surface and the drive unit faces the deep sea bottom.
  • the deep sea device is preferably configured and arranged to be oriented in the deep sea so that the longitudinal axis of the deep sea device is substantially parallel to the buoyancy direction or substantially coincident with the buoyancy direction and / or substantially perpendicular to a fictitious plane Water surface is aligned.
  • the deep-sea device prefferably be designed and arranged to be propelled aligned, at least in sections, substantially parallel to the buoyancy direction, preferably such that the head end of the deep sea device faces the water surface and the drive unit faces the deep sea floor.
  • the longitudinal axis of the deep sea device aligned substantially parallel to the buoyancy direction or substantially coincident with the buoyancy direction coincident and / or substantially perpendicular to a fictitiously flat water surface.
  • the deep-sea device may comprise a preferably disposable weight means and / or a buoyancy unit.
  • a head end region of the deep sea device comprises the weighted means and / or the buoyancy unit.
  • the head end region of the deep sea device comprises e.g. the head-side third, the head-side quarter or the head-side sixth of the deep-sea device.
  • the weight average is designed to preferably form the head end of the deep sea device during the sinking of the deep sea device. Thereby, e.g. It is ensured that the deep-sea device descends head first and in particular with the weight-average, which advantageously makes it possible for the deep-sea device to hit the deep-sea floor head-on and / or prevent the deep-sea device from being connected to the drive unit, the safety device or other sensitive devices Sharing meets the deep-sea floor.
  • the weight-average can be thrown off the deep-sea device by means of an ejection mechanism.
  • the dump mechanism is preferably configured and configured to dump the weight average in the deep sea target zone (eg, at the deep sea floor or spaced above the deep sea floor).
  • the buoyancy unit is preferably formed in the head end region of the deep sea device, in particular under the weight average, to extend and / or erect the deep sea device in the deep sea, preferably after the weight average has been dropped.
  • the longitudinal axis of the deep-sea device is oriented substantially parallel to the buoyancy direction or substantially coincident with the buoyancy direction coincident and / or substantially perpendicular to a fictitiously flat water surface.
  • the head end of the deep-sea device to the water surface and the drive unit to the deep sea floor.
  • the weight-average forms the head end of the deep-sea device, while after the launch the buoyancy unit forms the head end or at least is positioned as close as possible to the head end.
  • the buoyancy unit is configured and configured to generate a preferably static buoyancy. It is possible that the buoyancy unit comprises a buoyancy fluid (preferably a buoyant gas) and / or a buoyancy mass (e.g., a hollow glass ball system, glass hollow ball cement mix, etc.).
  • a buoyancy fluid preferably a buoyant gas
  • a buoyancy mass e.g., a hollow glass ball system, glass hollow ball cement mix, etc.
  • the weight of the weight means exceeds the buoyancy of the buoyancy unit.
  • the deep-sea device is designed and set up to sink passively or autonomously into the deep sea.
  • the catching device can be pressure-regulated and / or temperature-regulated.
  • the deep-sea device may comprise a tempering device and / or a pressure adjustment device.
  • the catching device is designed and set up in order to ensure a temperature for at least one recorded deep sea object, which corresponds essentially to the temperature in the deep sea receiving area.
  • the catching device can be designed and set up in order to ensure a pressure for at least one recorded deep sea object, which essentially corresponds to the pressure in the deep sea receiving area.
  • the catcher may be configured and arranged to provide pressure for at least one captured deep sea object that substantially follows the outside or ambient pressure.
  • the catcher can thus be designed pressure-resistant (for example, over 50 MPa, over 75 Pa, over 100 MPa or over 110 MPa) as well as pressure-free.
  • the catching device comprises a chamber, in particular a catching chamber for at least one deep-sea object.
  • the catching device may further comprise a locking unit to detect whether one or more deep-sea objects have been picked up.
  • the chamber is preferably a closable by means of a VerInstitutmit means chamber.
  • the lockable chamber is e.g. closed when a locking unit has detected the presence of one or more deep-sea objects in the fishing gear.
  • the catching device may further comprise a lure for attracting at least one deep sea object into the catching device.
  • the capture device may include a suction device for sucking deep-sea water and in particular at least one deep sea object into the catching device and / or a filtering or screening device for filtering out or detecting at least one deep-sea object from the deep-sea water.
  • At least one Tiefseeobj ekt is applied by means of the suction against the sieve.
  • the deep-sea apparatus may include one or more preparation means to prepare a recorded in the Fangein ⁇ direction Wegseeobj at least ect, for example, after a fixing unit, the presence of at least egg ees Kliseeobj ects has detected in the capture device and / or even before the emergence of the deep sea device from the water surface, for example, already in the deep sea and / or while the deep sea device is driven towards the water surface.
  • a preparation device can be provided to at least one deep-sea object received in the catching device, e.g. to fix by means of penetration and / or e.g. to fractionate and / or kill by cutting.
  • the preparation device may include cutting and / or lancing means fixing and / or Zerlegmaschine.
  • at least one deep sea component is fractionally fractionated and / or fixed.
  • a preparation device can be provided in order to provide at least one active agent to at least one deep-sea object accommodated in the catching device.
  • the active agent may e.g. at least one preserving substance, at least one nutrient medium, at least one enzyme solution (in particular for dissolving a tissue composite of a deep-sea obj ect) and / or at least one cryoprotectant (in particular for maintaining the vitality of at least one deep-sea object).
  • the preparation device and / or the capture device is designed and set up to isolate at least one recorded deep sea object substantially from ambient water, eg by displacing or pressurizing (sucking or pushing) the ambient water from the preparation device and / or the capture device, thereby advantageously eg the active agent is not undesirable Water is diluted or rinsed out or in general the preparation is not affected by water.
  • the preparation device and / or the capture device prefferably be designed and set up to retrieve at least one captured deep-sea object surrounded by ambient water, e.g. by means of tight closing, so that (deep-sea) water taken up in the preparation device and / or the catching device can not escape.
  • the deep-sea device preferably has an elongate main body.
  • the elongated main body may be a metal, plastic and / or ceramic construction.
  • the elongate main body may be formed substantially cylindrical and / or conical. Furthermore, the elongated main body can be formed in one or more parts.
  • the catching device or the chamber is preferably removable and re-attachable to the interior of the elongate main body, in particular together with at least one deep-sea object housed therein.
  • the catching device may be detachable (and preferably refastenable) at least in sections, ie in parts or completely, preferably modularly and / or together with at least one deep-sea object housed therein, eg a rapid further treatment of at least one of them ensure a deep-sea object.
  • the catching device may comprise a connection device for connection to an external pressure system.
  • the catching device to be removed completely or a part thereof with at least one captured deep-sea object or a part thereof after salvaging and connected to another printing system and additionally or alternatively as a whole assembly or in parts the at least one recorded Tiefseeobj ect (eg cells, tissues or the whole organism trapped) further treated, eg frozen (cryopreserved) can be.
  • Tiefseeobj ect eg cells, tissues or the whole organism trapped
  • the catching device can be detachably fastened to the deep-sea device by means of a quick-acting fastener and can preferably be fastened remountable.
  • the portion of the catcher which is removable from the remaining catcher may be detachably and preferably attachable to the catcher or other suitable part of the deep-sea device by means of a quick release fastener.
  • the deep sea device may further include at least one spacer means for preventing an inlet port of the catcher from resting on the deep sea floor and thus being closed by the deep sea floor.
  • the spacer means is bow-shaped and / or extends over the inlet opening of the catcher.
  • the spacer means also serves as a protection device, e.g. to prevent damaging the sensitive trap when hitting the deep seabed.
  • the drive unit is designed as a propeller drive unit and / or recoil drive unit. Furthermore, the drive unit can be used as a screw Drive unit, preferably designed as a double screw drive unit.
  • the drive unit is configured and configured to drive the deep-sea device at a speed greater than: 25 km / h, 50 km / h, 75 km / h, 100 km / h, 125 km / h or 150 km /H.
  • the deep sea device may include a signaling device (e.g., radio, lights, reflectors, etc.) to allow rapid location (e.g., when lettered).
  • a signaling device e.g., radio, lights, reflectors, etc.
  • the deep-sea device may also include an adjustment system for adjusting (e.g., controlling, controlling, controlling, etc.) the speed and / or direction of movement of the deep-sea device, particularly during emergence, to e.g. to compensate for drifting or otherwise unintentional directional deviation and / or to ensure emergence of the deep-sea device in a target region on the water surface.
  • an adjustment system for adjusting e.g., controlling, controlling, controlling, etc.
  • the speed and / or direction of movement of the deep-sea device particularly during emergence, to e.g. to compensate for drifting or otherwise unintentional directional deviation and / or to ensure emergence of the deep-sea device in a target region on the water surface.
  • the deep-sea device has a sensor device for detecting, e.g. acoustic directional beam comprises.
  • a determination device in particular a
  • the position and / or the depth and / or the orientation or the direction of movement of the deep-sea device can be detected, determined, measured or determined.
  • the direction of movement and / or the speed of the deep-sea device can be adjusted during the emergence.
  • the emergence speed of the deep-sea device can be adjusted, for example, and / or a sinking of the deep-sea device be stopped in order to keep the deep sea device in a Tiefseetiefenzielregion above the deep sea floor, for example by the weight means is dropped and the buoyancy unit is designed and set up so that the Tiefseevorrich- direction does not leave the deep sea target area, so neither sinks nor rises.
  • the depth of the deep-sea device can be determined in particular via a detected water pressure or light-based.
  • the depth may include the distance of the deep sea device to the water surface and / or the distance of the deep sea device above the deep sea floor.
  • the deep-sea device is particularly designed for a range of use of between about 1,000 m and about 11,000 m.
  • the deep-sea device is preferably designed as a deep-sea probe and / or unmanned and preferably functions autonomously.
  • the drive is preprogrammed by means of the drive unit.
  • the invention also includes a method for recovering at least one deep-sea object by means of a deep-sea device, preferably a deep-sea device as described herein.
  • a deep-sea object is at least recorded by means of a catching device in the deep sea and the deep sea driven device according to the receiving means of a drive unit ⁇ . It is possible for the deep-sea device to be propelled at least in sections between the deep sea and the surface of the water substantially in the direction of buoyancy toward the water surface (preferably by means of the drive unit). Alternatively or additionally, the deep-sea device may be torpedo-like, in particular torpedo-driven towards the water surface. Further method steps according to the invention will become apparent from the associated description of the deep-sea device.
  • FIGS. 1 to 5 show schematic sectional views of various embodiments of a deep-sea device according to the invention or sections thereof,
  • FIGS. 6 and 7 show schematic sectional views of an embodiment of a preparation device according to the invention for preparing a deep-sea obj ect.
  • FIGS. 8 to 10 show schematic sectional views of a section of an embodiment of a deep-sea device according to the invention
  • FIGS. 11 to 13 show schematic sectional views, in particular of an embodiment of a catching device according to the invention
  • FIG. 14 shows a schematic sectional view of an embodiment of a preparation device according to the invention for preparing a deep-sea object and another exemplary procedure after the recovery of the deep-sea object
  • FIGS. 11 to 13 show schematic sectional views, in particular of an embodiment of a catching device according to the invention
  • FIG. 14 shows a schematic sectional view of an embodiment of a preparation device according to the invention for preparing a deep-sea object and another exemplary procedure after the recovery of the deep-sea object
  • Figure 15 shows a schematic representation of a
  • FIG. 1 shows an exemplary representation of a deep-sea device 1 for recovering at least one deep-sea object 13, e.g. in the form of a (preferably vital biological) organism and / or cell material thereof.
  • the deep-sea device 1 is designed as an unmanned, torpedo-like deep-sea probe.
  • the preferred goal of the deep-sea device 1 is to realize the hitherto unsuccessful transfer of living organisms of the macrofauna from the deep sea, whereby the recovery of vital whole organisms is not the main focus of efforts, although it is sufficient to cultivate living cells on the surface
  • suitable pressure-controlled cell culture systems see, for example, Shilito, G. Hamel, C. Duchi D. Cottin, J. Sarrazin, P. M. Sarradin, J. Ravaux, F.
  • Gaill Live capture of megafauna from 2300m depth, using a newly designed pressurized recovery device, Deep-Sea Research I 55 (2008) 881-889)) long-term stable, replicable suspension or surface cultures of cells of the trapped organisms can be established in the laboratory.
  • the deep-sea device 1 comprises a catching device 14 for receiving and catching at least one deep sea ect 13, and a drive unit 16 for actively driving the deep-sea device 1.
  • the deep-sea device 1 is designed and set up to be driven out of the deep sea by means of the drive unit 16 substantially in the direction of lift Ar, ie substantially vertically to a fictitiously flat water surface, towards the water surface (see FIG. 15).
  • the deep-sea device 1 has the shape of a torpedo.
  • the deep-sea device 1 does not comprise an explosive device and is not used horizontally, as is usual with torpedoes, but in order to be moved substantially in the direction of lift Ar towards the water surface.
  • the deep-sea device 1 is formed and arranged to be moved substantially in parallel with the buoyancy direction Ar, toward the water surface, that is, to be moved toward the water surface. such that the longitudinal extension and thus the longitudinal axis La of the deep-sea device 1 is oriented substantially parallel to the buoyancy direction Ar or substantially coincides with the buoyancy direction Ar.
  • the deep-sea device 1 has a head end region. At or in the head end region, a NW abwerfbares weight IIa, which is designed as a weight hood, and a buoyancy unit IIb, which is designed as a buoyant body arranged. Before the weight-average IIa is released, the weight-average IIa forms the top end of the deep-sea device 1, while after the drop-off the buoyancy unit IIb forms the head end or at least is positioned as close as possible to the head end.
  • the weight of the weight average IIa clearly exceeds the buoyancy of the buoyancy unit IIb. After the watering, the weight-average IIa ensures that the deep-sea device 1 with the weight average IIa falls ahead of the deep-sea bottom or a deep-sea target deep region.
  • the deep-sea device 1 further comprises a cylindrical, at least partially hollow main body 12 which has the drive unit 16 indirectly or directly at its rear end and indirectly or directly has the weight-average IIa and / or the buoyancy unit IIb at its head end.
  • the deep-sea device 1 and its functional parts are not provided with gas spaces, so that no pressure-resistant containers are required, which is the case, for example. is made possible by cast-in electronics, outdoor compartments, motors, etc., and a pressure-tolerant battery system already in use today.
  • the catching device 14 shown in Figure 1 is designed to be in hydraulic communication with the outside, in particular water and thus can be thin-walled, formed as a non-pressure-resistant part.
  • Reference character Ah denotes a spacer device which comprises a plurality of stirrups in order to prevent an inlet opening (not shown in FIG. 1) of the catching device 14, through which a deep-sea object 13 can reach the catching device 14, from resting on the deep-sea floor and so on is closed by the deep sea bottom.
  • the spacer device Ah is provided in order to avoid damaging the catching device 14 when the deep-sea device 1 strikes the deep-sea floor.
  • a plurality, preferably four or more stirrups are provided in a 90 ° offset.
  • the drive unit 16 is shown in FIG. 1 as a gas drive system comprising a nozzle and a gas reservoir, which in particular permits high speeds, so that the recovery of a deep sea object 13 from the deep sea within a very short time is possible.
  • the high-pressure gas can escape via the nozzle.
  • the gas reservoir is, in particular, a liquefied gas reservoir, the gas formation and the propulsion being effected by combustion. It is also possible to provide a plurality of gas containers with the combustion components, mixing chambers and combustion elements (not shown here).
  • the deep-sea device 1 further has a plurality, preferably four, side elements 17 in order to stabilize the movement of the deep-sea device 1, in particular during the emergence.
  • the side elements 17 are designed in particular as tail fins.
  • the attracting and catching of a deep-sea object 13 can take place in various ways. This is once the intake of ambient water, flowing through the catcher 14 and filtering out at least one deep sea object 13 remaining in the catcher 14. For this purpose, for example, a pump system and control electronics is required (not shown in Fig. 1). It is also possible for a deep-sea object 13 to be lured into the catching device 14, for example via a bait in the catching device 14, which has already been introduced into the catching device 14 before the watering.
  • the catcher 14 may comprise a detent unit (e.g., sensors, photo-sensors, motion detectors, contact sensors, etc.). If the presence of one or more deep-sea objects 13 is detected, the deep-sea object 13 is caught in the catcher 14, e.g. in that the inlet opening E 0 of the catching device 14 is closed by means of a closure means or the deep-sea object 13 is fixed in the catching device 14.
  • a detent unit e.g., sensors, photo-sensors, motion detectors, contact sensors, etc.
  • the weighting agent IIa can be discarded.
  • the buoyancy now acting on the head end region of the deep sea device 1 by means of the buoyancy unit IIb directs the deep sea device 1 in the buoyancy direction Ar and, optionally, a passive or static emergence can take place.
  • the active drive is started by means of the drive unit 16, whereby the deep-sea device 1 is driven substantially parallel to the buoyancy Ar aligned substantially in the buoyancy direction Ar to the water surface at a high speed, eg over 50 km / h.
  • the appearance may be supplemented by a control or setting means, the direction corrections allows Verdrift Institute or compensated, thereby appearing in a target region at the upper water ⁇ area can be ensured.
  • the deep-sea device 1 shoots out of the water surface and could hit and damage a vehicle on the water surface. If this is to be avoided, the water pressure can be detected, for example, by means of a measuring device, and the speed can be reduced in a defined manner shortly before reaching the water surface. The position detection can also be done via a light measurement.
  • ejecting the deep-sea device 1 from the water surface may even be desirable in order to be able to quickly identify the place of emergence. In the case of a small or already fractionated deep sea object 13 in the capture device 14, with the aim of salvaging only vital cells, the impact on the water surface and the associated impact should be easy.
  • the deep sea device 1 may include a signaling device to
  • the complete catching device 14 or at least one section of the catching device 14 comprising at least one deep-sea object 13 can be removed from the deep-sea device 1 and, for example be treated on the spot, such as frozen (cryopreservation) or brought aboard a ship with laboratories.
  • a cell isolation or a transfer tion of cells, tissue parts or even the whole organisms in pressure chambers, etc. are made.
  • a special feature of the embodiment shown in Figure 2 is that the catcher 14 is low pressure stable, in particular as a deep pressure stable, thick-walled chamber is formed. While the capture device 14 of FIG. 1 is aimed more at the recovery of living cells and non-vital organisms, the rescue device 14 of FIG. 2 can be used to rescue living cells as well as vital organisms.
  • the drive unit 16 is formed as a battery, an electric motor and a drive part comprehensive electric drive.
  • the drive member may be formed as a propeller or screw, for the compensation of a torque preferably as a counter-rotating Doppelschraubsystem.
  • the catching devices 14 shown in Figures 1 and 2 are removably and removably attached to the main body 12 with a quick release fastener, allowing for multiple use. After surfacing, therefore, the catcher 14 with the recorded Tiefseeobj ect 13 can be quickly removed and is handy for further use of the Tiefseeobj ect 13. The removal of the catcher 14 takes place in the area A-B (see Figure 2).
  • FIG. 3 shows a deep-water device 1 shown in more detail. A cut has been made at the position A, so that the rear part of the deep-sea device 1 is shown below the front part of the deep-sea device 1. In fact, both form a linear unit.
  • the ejection mechanism 211 may be, for example, a small detonator, which ejects the weight average IIa in the depth of the sea, or be a spring mechanism, which is triggered, for example, electro-mechanically and throws the weight average IIa.
  • the buoyancy unit IIb which raises the deep sea device 1 to the water surface after the release of the weight average IIb and optionally can ensure a static emergence of the deep sea device 1.
  • the buoyancy unit IIb can be a glass hollow ball system or a glass hollow ball cement mixture with buoyancy properties.
  • sensors and signal elements 213, which are used in particular during the emergence process. These can be pressure or light sensors or even acoustic sensors such as directional microphones. It is possible that a guide beam is preferably generated acoustically from the water surface, which allows the direction of movement of the deep-sea device 1 to be controlled and the deep-sea device 1 to be directed into a target region on the water surface.
  • a stereo or quadrupole acoustic directional receiving system is preferably installed on or in the head end region of the deep sea device 1. By means of differential measurements of the signals, it is possible to permanently determine the deviation from the directional beam and to change the direction of movement of the deep-sea device 1 via control rudder elements 220 and 221 at the stern of the deep-sea device 1.
  • the deep sea device 1 further comprises a space 214, in which required electronics eg for the sensor, the Abschmechanismus, the control of the capture device 14, etc. is located. This is poured gas-free and must therefore not be pressure-resistant.
  • the individual functional parts, in particular the catching device 14 and parts of the drive unit 16 are accommodated in the main body 12, which in FIG.
  • the main body 12 may be e.g. a metal, plastic or ceramic construction.
  • the main body 12 is provided with openings (not shown) so that the internal pressure always follows the external pressure.
  • the catching device 14 comprises a chamber 24 in which at least one deep-sea object 13 can be received and, in particular, caught.
  • the catcher 14 In the case of transport of the deep sea object 13 while maintaining the pressure of the Tiefseeobj ekt- receiving area, the catcher 14 is pressure-stable and therefore designed thick-walled. Suitable dimensions are preferably at a diameter of a few centimeters to a meter or even beyond.
  • the catcher 14 and the chamber 24 have an inlet opening Eö, which is closable with a closure member 22 (eg a door, flap, sliding element, etc.), which also withstands the pressure conditions in the deep sea and the emergence and can be actively closed, eg when a detection unit has detected a captured deep sea object 13.
  • a closure member 22 eg a door, flap, sliding element, etc.
  • the attractant 222 may be a bait, an acoustic or an optical signal transmitter, the example Flashes of light or sounds emitted by deep-sea objects 13 themselves are used for catching.
  • deep water 13 may be sucked in and out through the inlet opening E 0 by means of a pumping system comprising a pump 29 and a pipe 27 until at least one deep-sea object 13 is received in the catcher 14, in particular on a preferably plate-shaped one Screen or filter element 26 comes to rest.
  • the sieve element 26 has water passages that allow the liquid flow through, a sucked Tiefseeobj ect 13 but does not pass.
  • the locking unit (for example, sensor, light barrier, touch sensor, etc.) can be used to determine whether a deep-sea object 13 has been picked up. Depending on this, the inlet opening Eö can be closed by means of the closure part 22.
  • the deep-sea device 1 shown in FIG. 3 further comprises a preparation device for at least one recorded deep-sea object 13.
  • the preparation device comprises a fixing and / or disassembling element 25 for fixing and / or disassembling at least one deep-sea object 13.
  • the fixing and / or disassembling element 25 is movable in the direction of the sifting element 26, which additionally or alternatively also serves as a fixing and fixing device / or disassembly can be ⁇ leads.
  • a detailed description of the function and mode of action thereof is performed with reference to Figu ⁇ ren 4 and 5.
  • the deep-sea device 1 shown in FIG. 3 further comprises a space 215, which drives control electronics for the pump 29. and additionally or alternatively, additional loads, measuring module (s), sampling systems, etc. Also, the space 215 is in direct contact with the outside area and thus follows the external pressure.
  • the deep-sea device 1 further comprises a space 216 in which a battery system is accommodated.
  • a battery system is accommodated.
  • This is preferably a gas-free, film-like incompressible stacking system or another suitable battery form, as it already finds application in deep-sea vehicles.
  • the drive unit 16 shown in FIG. 3 comprises a deep-sea electric motor 217 and a screw system 218 that can be driven by the electric motor 217.
  • a screw system 218 that can be driven by the electric motor 217.
  • counter-rotating twin screw systems are generally used.
  • Figures 4 and 5 show two embodiments for the catcher 14.
  • Figure 4 shows an embodiment in which the pressure of the deep sea ekt receiving area can be maintained or controlled
  • Figure 5 shows an embodiment in which the pressure in the catcher 14 follows the outside pressure.
  • the embodiment of Figure 4 is used to maintain the pressure and, preferably, the temperature conditions to emergence and Bergen, as they prevailed at Tiefseeobj ekt recording area, especially with the aim of transfer, especially living marine organisms.
  • the deep-sea device 1 according to FIG. 4 can comprise a pressure and preferably also a tempering device.
  • the embodiment according to FIG. 5 serves, in particular, for the of vital cells from the tissues with loss of vitality of the deep-sea organism.
  • the capture device 14 includes a preparation device to facilitate a pre-preparation of at least one deep sea object 13, e.g. a preparation for a targeted isolation of vital cells
  • the catching device 14 comprises in both embodiments, the fixing and / or shredding element 25 (hereinafter referred to as fixing) to fix at least one Tiefseeobj ect 13 and / or disassemble.
  • fixing the fixing and / or shredding element 25 to fix at least one Tiefseeobj ect 13 and / or disassemble.
  • a preparation of the deep sea object 13 is required in particular, since the probability of being able to isolate living, viable cells decreases dramatically beginning with the time of capture.
  • the preparation device and an associated preparation method will now be explained in more detail in the embodiment according to FIG.
  • Arrived in the deep sea the inlet opening Eö of the catching device 14 can be opened by opening the closure means 22, for example via a mechanism 34 shown in a greatly simplified manner.
  • the deep-sea device 1 is left into the deep sea with the inlet opening Eö open.
  • a deep sea object 13 e.g., a deep-sea macro-regulator
  • the dotted arrows represent the direction of flow of the deep-sea water.
  • the suction takes place by means of the pumping system comprising the pump 29 and the pipe 27, 28, wherein the upstream of the pump 29 pipe 27 and / or the pump 29 downstream pipe 28th may have a valve to a return flow or passive outflow, for example during the thawing of the deep-sea device 1.
  • sucking the deep sea object 13 is applied against the screen element 26, while deep sea water and small particles (millimeter and Submillimeter Scheme) pass through the spaces in the screen element 26.
  • the inlet opening EOE is located between the fixing member 25 and the screen element 26.
  • the fixing element 25 is formed mechanism 310 via a guide mechanism 39, cane fell to herein as primary, axial be ⁇ wegbar toward screen element 25 for example by means of a preferably spring-loaded Vorspannmecha-. This usually happens quickly (within a few seconds).
  • the fixing element 25 and the sieve 26 have fixing and / or cut parts 44, 45 (for example, cutting, piercing means such as nailing, arrow or pin-shaped parts), which are formed corres ⁇ ingly to each other and arranged at ⁇ least one Tiefseeobj ekt 13 to fix a sandwich, eg by means of penetration, and / or by cutting.
  • the deep sea object 13 is pressed against the sieve element 26 and disassembled into a smaller volume, in which first processes of the preparation can be started.
  • a deep sea object fixing unit is provided which, by means of a connection device 312, preferably together with at least one recorded deep sea object 13 of the
  • Deep sea device 1 and the remaining catcher 14 can be removed.
  • the connector 312 may be e.g. a pressure-tight screw or other mechanism.
  • the deep-sea obj ect fixing unit is usually opened or removed on the surface, aboard a ship or in the laboratory, and permits the rapid further processing of the deep-sea object 13 in the desired manner.
  • the catcher 14 is not formed pressure resistant and can therefore be made thin-walled.
  • the catching device 14 can thus comprise, in addition to the inlet opening Eö, further openings 316 through which water can flow in and out and a pressure equalization takes place.
  • the dotted in Figure 5 arrows represent potential flow directions of the deep sea water.
  • FIGS. 6 and 7 the fixing element 25 and the sieve element 26 are shown enlarged relative to the previous figures.
  • the fixing element 25 and the sieve element 26 are not yet in engagement with each other and the deep-sea object 13 is still intact.
  • the fixing member 25 and the screen member 26 are engaged with each other and the Tiefseeobj ect 13 is sandwiched between the fixing member 25 and the screen member 26 and penetrated, disassembled and is prepared for the isolation of vital cells after salvage.
  • the sieve element 26 comprises passages 46, which between the
  • Fixing parts 45 are arranged and can pass through the water, e.g. when the fixing member 25 is moved toward the screen member 26.
  • the fixing element 25 comprises fixing parts 44, which are designed and arranged to fit in and to close the passages 46 of the screening element 26 when the fixing element 25 is in engagement with the screening element 26, whereby the gap between the fixing element 25 and the screening element 26 and a captured deep sea object 13 is isolated from ambient water.
  • the catching device 14 can comprise containers 47 for active agents for the deep-ocean object 13.
  • containers 47 for active agents for the deep-ocean object 13 can be arranged in intermediate spaces of the fixing member 25 sealed with thin films volumes 47, in which, for example, an enzyme solution for dissolution of the tissue network and / or a ryoprotektivum for maintaining the vitality of cells during and after freezing befin ⁇ det.
  • the containers 47 may be supplementary or alternate Tiv are also provided on the screen element 26 or other suitable location.
  • the preparation process in particular the tissue isolation, is favorably activated already at the capture site. This is done by the Tiefseeobj ect 13 is fixed and broken down into small pieces of tissue, and by opening the containers 47 by means of the fixing members 45 of the sifting 26, so that the contents of the containers 47 can pour into the tissue. Further, the fixing members 44 of the fixing member 25 close the passages 46 of the screen member 26 tight, so that no water penetrates to the Tiefseeobj ect 13 and the effect of the active agent, in particular the concentration of the solution to dissolve the tissue association or to prepare the cryopreservation remains almost constant.
  • Figures 8 to 10 illustrate the timing of the fixation, dissection and preparation of a Wegmanj ect 13. This process can be done very quickly, e.g. in the range of a second or less. The speed can e.g. be controlled via the bias of the biasing mechanism 310.
  • FIGS. 8 to 10 once again show a thick-walled, pressure-resistant catching device 14. Shown in particular is again the process of fixing and dismantling a Wegmanj ect 13, which can be supplemented at the same time and / or subsequently by the release of active agent. After fixation of the deep-ocean object 13, valves arranged in the pipeline 27, 28 are closed so that the pressure for the deep-sea object 13 received in the capture device 14 is maintained. If a deep sea object 13 is to be captured but not killed and the tissue prepared, the function of decomposition can be omitted.
  • FIG. 11 again shows the catching device 14 arranged in the deep-sea device 1, wherein the fixing element 25 and the screen element 26 are brought into engagement and a deep-sea object 13 is fixed therebetween and disassembled.
  • the catcher 14 can be removed in modules, in parts or completely at the points A and B (for example, snap-offs).
  • Essential for the recovery of vital material is the shortest possible period between capture and an optional fixation / disassembly and further processing, e.g. in the laboratory aboard a ship. Therefore, the removal of the catcher 14 and from this the actual Tiefseeobj ekt fixing unit (see Figure 13), which in particular includes the screen element 26 and the fixing member 25 plays an important role.
  • FIG. 12 shows the extracted catcher 14, while FIG. 13 shows the extracted deep-sea object fixing unit as it passes directly into the laboratory for further processing.
  • Embodiments are also possible in which only one deep sea object fixing unit can be removed from the deep sea device 1, the remaining parts of the catching device remaining on or in the deep sea device 1.
  • the deep-sea device 1 requires 6 minutes to emerge at a speed of, for example, 60 km / h until it reaches the water surface. In this time, and it is just about the usual period for the action of enzymes to dissolve the tissue association or the penetration of cryoprotectants into the cells, the released used substances for pre-preparation. When Leitstrahl- led emergence of the deep sea device 1 salvage within 5 to 10 minutes is possible.
  • the removal of the complete capture device 14 or the Tiefseeobj ekt- fixation unit and their transfer, for example, to the laboratory can further approx. Take 5 minutes.
  • printing systems and further isolation containers can be used to produce cell cultures capable of proliferation or more fluid
  • Figure 14 shows an exemplary further procedure of tissue / cell processing after salvage.
  • the extracted deep-sea object fixing unit is opened in the laboratory by separating the fixing member 25 and the screen member 26 from each other. Thereupon, fractionated and optionally pre-prepared tissue parts 75 of the deep-sea object 13 can be removed from the screening element 26 and further processed. Shown are two ways: Once the freezing example in plastic tubes 76, especially if previously antifreeze (eg DMSO, glycerol) were added, on the other hand, the generation of a primary cell culture 78 via addition of enzyme and nutrient solutions in suitable vessels 77 and their passage, to vermeh ⁇ approximately 710 cells capable of stable growth in culture.
  • previously antifreeze eg DMSO, glycerol
  • the procedure is preferably implemented so that the pressure and / or Temperature conditions of the deep sea are adjustable. At least the phases should be carried out from 75 to 77 to 79 under deep sea conditions. If this is not possible or necessary (eg after salvage without pressure chamber), deep-sea conditions (eg pressure, temperature) must be established as soon as possible after the cell insulation.
  • deep-sea conditions eg pressure, temperature
  • Corresponding systems are known and have already been tested (see B. Shillito, G. Hamel, C. Duchi D. Cottin, J. Sarrazin, P. M. Sarradin, J. Ravaux, F. Gaill, Live Capture of Megafauna 2300m depth, using a newly designed pressurized recovery device, Deep Sea Research I 55 (2008) 881-889).
  • FIG. 15 shows an embodiment of a deployment procedure of the deep-sea device 1 for recovering at least one deep-sea object 13 (in particular of vital deep-sea organisms).
  • the deep-sea device 1 is launched from aboard a ship 84. Due to the weight part IIa of the deep-sea device 1, the deep-sea device 1 with the weight part IIa sinks toward the deep-sea floor 82 and directs the drive unit 16 toward the water surface. The deep-sea device 1 should sink down to the deep-sea floor 82, whereby it can be caught and salvaged at any depth above the deep-sea floor 82 even without ground contact.
  • Section a) indicates a passive sinking of the deep sea device 1. There is usually no hurry in this phase.
  • Section b) indicates the arrival of the deep-sea device 1 on the deep-sea bottom 82, where the deep-sea device 1 assumes a mostly substantially horizontal position as a function of the surface contour of the deep-sea bottom 82.
  • the spacer device Ah prevents the inlet opening Eö the catcher 14 is closed by the deep sea floor 82.
  • At least one deep-sea object 13 ' enters the catching device 14. If this has been done and detected by means of a locking unit, the catching device 14 is closed and, as an alternative or in addition, the fixing, cutting and / or active agent addition started.
  • the weight average IIa is dropped and the deep sea device 1 is raised by means of the buoyancy unit IIb so that the buoyancy unit IIa or the head end of the deep sea device 1 points to the water surface and the drive unit 16 to the deep sea floor 82 shows (phase e)).
  • the deep-sea device 1 or its longitudinal axis La is oriented substantially parallel to the buoyancy direction Ar and thus substantially perpendicular to a fictitiously flat water surface F.
  • the drive When erect, the drive can be done by means of the drive unit 16 and thus the emergence (section f)).
  • the deep-sea device 1 is aligned on the way out of the deep sea to the water surface substantially perpendicular to the fictitiously flat water surface F and is propelled substantially in the buoyancy Ar.
  • the deep-sea device 1 is propelled on the way out of the deep sea to the water surface in sections deviating from the buoyancy direction Ar, for example to ensure emergence in a certain target region on the water surface.
  • the deep-sea device 1 is designed and set up to follow either only the buoyancy Ar or a beacon, or comprises a sensor device for detecting its position and / or orientation. In this case, the direction of movement of the deep-sea device 1 can be corrected via the controls at the rear.
  • Section h shows, by way of example, how the deep-sea device 1 can be salvaged, although this can also be done with a dinghy or other systems.
  • the deep-sea object 13 is further processed in the manner already described (section k)).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tiefseevorrichtung zur Bergung zumindest eines Tiefseeobjekts, insbesondere zumindest eines Organismus und/oder von Zellmaterial. Die Tiefseevorrichtung umfasst eine Fangeinrichtung (14), um zumindest ein Tiefseeobjekt aufzunehmen, und eine Antriebseinheit (16), um die Tiefseevorrichtung anzutreiben. Die Tiefseevorrichtung ist insbesondere ausgebildet und eingerichtet, um zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) hin zu der Wasseroberfläche vorangetrieben zu werden. Die Tiefseevorrichtung ist insbesondere torpedoartig ausgebildet.

Description

BESCHREIBUNG
Tiefseevorrichtung zur Bergung zumindest eines Tiefseeobjekts
Die Erfindung betrifft eine Tiefseevorrichtung und ein Verfahren zur Bergung zumindest eines vorzugsweise biologischen Tiefseeobj ekts aus der Tiefsee, wobei das zumindest eine Tiefseeob ekt insbesondere zumindest einen (vitalen oder leblosen) biologischen Organismus und/oder Zellmaterial desselben umfasst.
Die Tiefsee, auch wenn der Begriff im allgemeinen Sprachgebrauch nicht exakt mit einem Tiefenbereich definiert ist, stellt den größten Biotop der Erde dar. Unter Tiefsee soll im Folgenden der Bereich der Ozeane, Meere oder Seen verstanden werden, in dem nahezu vollständige Dunkelheit herrscht und Organismen leben, die an die dort herrschenden Verhältnisse (Druck, Temperatur, Nährstoffkonzentration, etc.) weitestgehend angepasst sind und die meiste Zeit ihrer Lebensspanne dort obligat leben müssen. Dieser Bereich beginnt in etwa bei einer Wassertiefe von 1.000 m und endet bei derzeit bekannten etwa 11.034 m (Marianengraben, der als tiefste Stelle der Erdozeane gilt) .
Die durchschnittliche Tiefe der Meere und Ozeane der Erde liegt bei über 3.000 m und nimmt eine Fläche von weit mehr als der Hälfte der Erdkugel ein. Ungeachtet des großen Areals sind die Kenntnisse über diesen Teil der Biosphäre vor allem auf die oberen Bereiche (bis etwa 3.000 m Tiefe) und lokal sehr enge Bereiche begrenzt. Dies hängt vor allem mit eher punktuellen Untersuchungen aufgrund vor allem technischer und logistischer Probleme zusammen, sowie dem erheblichen Aufwand, der mit steigender Tiefe betrieben werden muss, um Tiefseeobj ekte oder Proben zu entnehmen, Tiere zu finden, zu beobachten oder andere Handlungen vornehmen zu können.
Die Tiefseeorganismen sind in vielfacher Hinsicht wissenschaftlich aber auch wirtschaftlich interessant. Mit zunehmender Tiefe sind sie obligat „barophil" bzw. „piezophil", d.h. an die hohen Druckverhältnisse der Tiefsee angepasst.
Sie überstehen eine markante Druckänderung nicht mehr lebend. Technisch ist derzeit eine Lebendbergung von Makroorganismen (nicht Bakterien) noch nicht einmal bis zu einer Tiefe von 2.500 m befriedigend gelöst [B. Shillito, G. Hamel, C. Duchi D. Cottin, J. Sarrazin, P.-M. Sarradin, J. Ravaux, F. Gaill, Live capture of megafauna from 2300m depth, using a newly de- signed pressurized recovery device, Deep-Sea Research I 55 (2008) 881- 889]. Die Gründe für die erfolglosen Versuche der Bergung lebender Organismen oder auch nur lebenden Zellmate- rials und der langzeitstabilen Etablierung von vermehrungsfähigen in vitro-Zellkulturen sind insbesondere: die mit wachsender Tiefe steigende Anpassung der Organismen an hohe Drücke und deren Konstanz im natürlichen Lebensraum,
die Anpassung an entweder sehr konstant niedrige (ungefähr 1°C - 6°C +/- 0,1 °C, Psychrophilie) oder in der Nähe heißer Quellen hohe Temperaturen (Thermophilie ) und daraus resultierende geringe Toleranz der Organismen gegenüber Temperaturänderungen,
die Optimierung nahezu aller Makromoleküle an hohe Drücke (bis zu ungefähr 110 MPa in ca. 11.000 m Tiefe) und damit ihre Funktions- und Vitalitätsminderung bis zu -verlust bei niedrigen Drücken, die vermutlich ab etwa 5.000 m Tiefe auftretende obligate Piezophilie sowie technische Probleme bei Arbeiten, wie der Tierhaltung, Zellkultur, Isolationsverfahren etc. unter derart hohen Drücken, die bislang nicht befriedigend und handhabbar gelöst sind,
die Verfügbarkeit geeigneter Fang- und Überführungsvorrichtungen aus großer Meerestiefe,
die mangelnde Erfahrung bei der Haltung von Organismen und die Unkenntnis ihrer physiologischen Eigenschaften,
Ernährung etc. ,
der erhebliche Zeitdruck beim Transport der Tiere aus der Tiefe, bis hin zur Isolation der Zellen, da bisher keine entsprechend genau arbeitenden Transfersysteme e- xistieren .
Insbesondere die folgenden zwei Gründe machen seit Jahrzehnten die Bergung von Tiefseeobj ekten, vorzugsweise von zumindest lebendem Gewebematerial von Tiefseemakroorganismen, erforderlich .
Zum einen die Notwendigkeit wissenschaftlicher Untersuchungen. Nur lebend können Tiefseeorganismen, welcher Art auch immer, in eine Laborhaltung oder zumindest über die Kultivierung von Zellen in den regulären Laborkultivierungsbetrieb überführt werden, da dann auch die beliebige Bereitstellung von genügend Material für die Forschung gegeben ist. Die Tiefsee kann nur kurzfristig besucht werden. Eine permanente Laboreinheit existiert derzeit nicht und wäre in der technischen Komplexität vergleichbar mit einer Raumstation. Zum an- deren der Wunsch nach einer wirtschaftlichen Verwertung größerer Bestände oder entsprechend viel Biomaterial für eine kommerzielle Nutzung verfügbar zu haben. Nur in Biolaboren auf der Erdoberfläche können Zellen, Makromoleküle und andere Substanzen der Tiefseeorganismen in ausreichenden Mengen iso- liert, Tiere, ggf. auch Zellen kultiviert und auf die notwen¬ digen Mengen expandiert, modifiziert und damit wirtschaftlich genutzt werden, da die Organismendichte der Tiefsee meist außerordentlich gering ist und somit keine kommerziellen Fänge erlaubt.
Für die Biotechnologie sind vor allem lebende Zellen, kleine Gewebeverbände und Makromoleküle, für die Wissenschaft eher die vitalen Tiere von primärem Interesse. Auch die Stabili- sierung isolierter, lebender Zellen und deren Kultur ist bislang nur bis zu unbefriedigenden Tiefen gelungen. Für Tiefseeorganismen der Megafauna ist dies eine Tiefe von etwa 1.162 m [S. Koyama, Cell biology of deap-sea multicellular organisms, Crytotechnology (2007) 55: 125-133]). Dabei han- delte es sich bisher zudem um Organismen, die einen deutlichen Druckabfall bis zu Normaldruck weitgehend tolerieren, d.h. nicht obligat piezophil sind (z.B. der Tiefseeaal). Die Mehrzahl der obligaten Tiefseeorganismen befindet sich in größerer Tiefe und ist daher mit seinem Makroorganis- menspektrum bislang nicht in Laborzellkulturen vertreten und zugänglich .
Bisher werden zur Bergung von Tiefseeobj ekten im Wesentlichen die folgenden zwei Wege verfolgt.
Zum einen die Bergung des gefangenen Tiefseeobj ekts ohne Aufrechterhaltung des Tiefendrucks am Fangort. Zum anderen die Bergung in Druckkammern an Tiefseefahrzeugen und Überführung an die Oberfläche unter mehr oder minder guter Aufrechterhal- tung des Druckes im Originallebensbereich des gefangenen
Tiefseeobj ekts . Ersteres überstehen nur Organismen, die nicht Makroorganismen sind (z.B. Bakterien) und nicht obligat piezophil. Die Verfahren sind daher auf Tiefen geringer als un¬ gefähr 2.000 m beschränkt. Zweiteres bringt Auftauchzeiten im Stundenbereich mit sich und erfordert daher sehr exakte Ther- mostatierung und Druckstabilisierungen. Auch hier sind deutliche Tiefengrenzen gesetzt und sind keine Vitalbergungen außer den genannten gelungen.
Es ist davon auszugehen, dass aus der Summe der genannten Gründe für eine Lebendbergung von Makroorganismen der Tiefsee bzw. die Installation von Zellkulturen aus intakten Zellen eines obligat piezophilen Organismus (z.B. Fisch, Krebs, etc.) neue Vorrichtungen und Verfahren benötigt werden, d.h. die gegenwärtig bekannte Technik mit dem Ansatz mehr oder minder gut im Druck und der Temperatur einstellbarer Fangkammern nicht ausreicht. Einen wesentlichen Grund für den Verlust der Vitalität des Gesamtorganismus als auch der Lebensprozesse auf zellulärer Ebene bilden die derzeit erforderlichen langen Auftauchzeiten aus großer Tiefe bei meist suboptimalen Randbedingungen (insbesondere Druck, Temperatur, Licht) . So dauert der Auftauch- Vorgang bei einer Tiefe von 7.000 m bei einer schon günstigen Auftauchgeschwindigkeit eines herkömmlichen Unterwasserfahrzeugs oder konventionellen Fangsystems von 1m/s bereits 7.000 s, d.h. fast 2 Stunden. Den Zeitraum für die Bergung hinzugerechnet werden meist Zeiten bis zur Entnahme des Organismus von mehreren Stunden benötigt.
Zum allgemeinen Stand der Technik wird noch hingewiesen auf die WO 2010/145791 A2, die jedoch nur einen sehr langsamen, passiven Auftrieb einer Fangeinrichtung z.B. mittels eines Ballons beschreibt und somit für den erfindungsgemäßen Zweck ungeeignet ist. Außerdem wird noch auf die EP 1 493 656 AI hingewiesen, die ein übliches Unterseeboot beschreibt, das jedoch nicht tiefseetauglich ist und somit für den erfindungsgemäßen Zweck ungeeignet ist. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Tiefseevorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Bergung zumindest eines Tiefseeobj ekts zu schaffen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Tiefseevorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zu schaffen, die es erlauben, mindestens ein Tiefseeobj ekt (vorzugsweise einen Markoorganismus) zumindest auf zellulärer Ebene vital zu ber- gen und optional Zellen in eine stabile vermehrungsfähige in vitro-Kultur zu überführen.
Diese Aufgaben werden insbesondere mit einer Vorrichtung und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Erfindung betrifft insbesondere die allgemeine technische Lehre, entgegen den derzeit bekannten Ansätzen zumindest ein Tiefseeobjekt möglichst schnell aus der Tiefsee zu bergen.
Erfindungsgemäß wird eine Tiefseevorrichtung zur Bergung zumindest eines vorzugsweise biologischen Tiefseeobjekts bereitgestellt. Das zumindest eine Tiefseeobj ekt umfasst insbesondere zumindest einen vitalen und/oder leblosen Organismus und/oder Zellmaterial desselben, aber auch jedwede anderen Arten und Formen von in der Tiefsee vorkommenden Objekten und Materia- len (z.B. Fische, Krebse, Einzeller, Makromoleküle, Gewebe- verbände, etc.). Der Organismus ist vorzugsweise ein biologischer Organismus, der insbesondere zumindest eine biologische Zelle umfasst, vorzugsweise mikrobielle oder tierische Zellen niederer oder höherer Organismen. Die Tiefseevorrichtung umfasst eine Fang- und/oder Aufnahmeeinrichtung, um zumindest ein Tiefseeob ekt in der Tiefsee aufzunehmen und insbesondere zu fangen, und eine Antriebseinheit, um die Tiefseevorrichtung aktiv anzutreiben.
Die Tiefseevorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet und eingerichtet, um zwischen Tiefsee und Wasseroberfläche zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Auftriebsrichtung hin zu der Wasseroberfläche (vorzugsweise mittels der Antriebsein- heit) vorangetrieben zu werden, insbesondere torpedoartig hin zu der Wasseroberfläche vorangetrieben werden.
Die Tiefseevorrichtung kann, muss aber nicht den gesamten Weg aus der Tiefsee zu der Wasseroberfläche im Wesentlichen in Auftriebsrichtung vorangetrieben werden. Es ist auch möglich, dass die Tiefseevorrichtung auf dem Weg aus der Tiefsee zu der Wasseroberfläche abschnittsweise abweichend von der Auftriebsrichtung vorangetrieben wird, z.B. um in einer bestimmten Zielregion an der Wasseroberfläche aufzutauchen.
Die Auftriebsrichtung ist der Schwerkraftrichtung entegegen- gesetzt und/oder schneidet eine fiktiv ebene Wasseroberfläche im rechten Winkel. Vorzugsweise ist die Tiefseevorrichtung im Wesentlichen torpedoartig ausgebildet. Torpedoartig im Rahmen der Erfindung umfasst insbesondere zumindest eine der folgenden Eigenschaften: Die Form eines üblichen Torpedos optional zuzüglich weiterer Teile, die Größe eines üblichen Torpedos, die erzielba- re Geschwindigkeit eines üblichen Torpedos (d.h. eine Geschwindigkeit größer als 25 km/h, 50 km/h, 75 km/h oder 100 km/h) , die Fähigkeit, abweichend von einer Horizontalen, vorzugsweise im Wesentlichen in Auftriebsrichtung definiert fortbewegt zu werden. Mittels der erfindungsgemäßen Tiefseevorrichtung lassen sich Auftauchzeiten aus der Tiefsee wesentlich verkürzen, z.B. aus 7.000 m Wassertiefe auf weniger als 10 Minuten. So sind mit aktiv angetriebenen herkömmlichen Torpedos Geschwindigkeiten von mehr als 100 km/h erreichbar, was bei z.B. 7.000 m Wassertiefe einer Auftauchzeit von etwa 5 Minuten entspricht.
Es ist möglich, dass die Tiefseevorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, um vorzugsweise passiv auf den Tiefseeboden abzusinken. Es ist aber auch möglich, dass die Tiefseevorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, um in einer Tiefseetiefenzielregion beabstandet über dem Tiefseeboden gehalten zu werden.
Es ist möglich, dass die Tiefseevorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, um in der Tiefsee im Wesentlichen in Auftriebsrichtung ausgerichtet, insbesondere aufgerichtet zu werden, vorzugsweise so, dass das Kopfende der Tiefseevor- richtung zu der Wasseroberfläche weist und die Antriebseinheit zu dem Tiefseeboden weist. Mit anderen Worten ist die Tiefseevorrichtung vorzugsweise ausgebildet und eingerichtet, um in der Tiefsee so ausgerichtet zu werden, dass die Längsachse der Tiefseevorrichtung im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung ist bzw. im Wesentlichen mit der Auftriebsrichtung zusammenfällt und/oder im Wesentlichen senkrecht zu einer fiktiv ebenen Wasseroberfläche ausgerichtet ist.
Es ist möglich, dass die Tiefseevorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, um zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung ausgerichtet vorangetrieben zu werden, vorzugsweise so, dass das Kopfende der Tiefseevorrichtung zu der Wasseroberfläche weist und die Antriebseinheit zu dem Tiefseeboden weist. Dabei ist mit ande- ren Worten die Längsachse der Tiefseevorrichtung im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung ausgerichtet bzw. im Wesentlichen mit der Auftriebsrichtung zusammenfallend und/oder im Wesentlichen senkrecht zu einer fiktiv ebenen Wasseroberfläche ausgerichtet.
Die Tiefseevorrichtung kann ein vorzugsweise abwerfbares Gewichtsmittel und/oder eine Auftriebseinheit umfassen. Vorzugsweise umfasst eine Kopfendregion der Tiefseevorrichtung das Gewichtsmittel und/oder die Auftriebseinheit .
Insbesondere umfasst die Kopfendregion der Tiefseevorrichtung z.B. das kopfseitige Drittel, das kopfseitige Viertel oder das kopfseitige Sechstel der Tiefseevorrichtung .
Das Gewichtsmittel ist ausgebildet, um vorzugsweise das Kopfende der Tiefseevorrichtung während des Sinkens der Tiefseevorrichtung zu bilden. Dadurch kann z.B. gewährleistet wer- den, dass die Tiefseevorrichtung kopfvoraus und insbesondere mit dem Gewichtsmittel voraus absinkt, wodurch vorteilhaft ermöglicht werden kann, dass die Tiefseevorrichtung kopfvoraus auf den Tiefseeboden trifft und/oder verhindert werden kann, dass die Tiefseevorrichtung mit der Antriebseinheit, der Fangeinrichtung oder anderen sensiblen Teilen auf den Tiefseeboden trifft.
Vorzugsweise ist das Gewichtsmittel mittels eines Abwurfme- chanismus von der Tiefseevorrichtung abwerfbar.
Der Abwurfmechanismus ist vorzugsweise ausgebildet und eingerichtet, um das Gewichtsmittel in der Tiefseetiefenzielregion abzuwerfen (z.B. am Tiefseeboden oder beabstandet über dem Tiefseeboden) . Die Auftriebseinheit ist vorzugsweise in der Kopfendregion der Tiefseevorrichtung ausgebildet, insbesondere unter dem Gewichtsmittel, um die Tiefseevorrichtung in der Tiefsee aus- und/oder aufzurichten, vorzugsweise nachdem das Gewichtsmittel abgeworfen wurde. Wenn die Tiefseevorrichtung so ausgerichtet ist, ist wiederum die Längsachse der Tiefseevorrichtung im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung ausgerichtet bzw. im Wesentlichen mit der Auftriebsrichtung zusam- menfallend und/oder im Wesentlichen senkrecht zu einer fiktiv ebenen Wasseroberfläche ausgerichtet. Insbesondere weist dabei das Kopfende der Tiefseevorrichtung zu der Wasseroberfläche und die Antriebseinheit zu dem Tiefseeboden .
Es ist möglich, dass vor Abwurf des Gewichtsmittels das Gewichtsmittel das Kopfende der Tiefseevorrichtung bildet, während nach dem Abwurf die Auftriebseinheit das Kopfende bildet oder zumindest möglichst nahe an dem Kopfende positioniert ist .
Die Auftriebseinheit ist ausgebildet und eingerichtet, um einen vorzugsweise statischen Auftrieb zu erzeugen. Es ist möglich, dass die Auftriebseinheit ein Auftriebsfluid (vorzugsweise ein Auftriebsgas ) und/oder eine Auftriebsmasse (z.B. ein Glashohlkugelsystem, Glashohlkugel-Zementgemisch, etc.) umfasst .
Vorzugsweise übersteigt die Gewichtskraft des Gewichtsmittels die Auftriebskraft der Auftriebseinheit .
Vorzugsweise ist die Tiefseevorrichtung ausgebildet und eingerichtet, um passiv oder autonom in die Tiefsee abzusinken. Die Fangeinrichtung kann druckregulierbar und/oder temperaturregulierbar sein. Zu diesem Zweck kann die Tiefseevorrich- tung eine Temperiereinrichtung und/oder eine Druckeinstelleinrichtung umfassen.
Vorzugsweise ist die Fangeinrichtung ausgebildet und eingerichtet, um für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt eine Temperatur zu gewährleisten, die im Wesentlichen der Temperatur im Tiefseeaufnahmebereich entspricht.
Ferner kann die Fangeinrichtung ausgebildet und eingerichtet werden, um für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt einen Druck zu gewährleisten, der im Wesentlichen dem Druck im Tiefseeaufnahmebereich entspricht .
Da Literaturbefunde zeigen, dass eine kurze Druckentlastung zu reversiblen Veränderungen in der Konformation und Funktion zellulärer Makromoleküle führen, ist bei erfindungsgemäß kurzen Bergungszeiten sogar eine Fangeinrichtung möglich, deren Innenraum stets dem Außendruck folgt, insbesondere wenn nach der Bergung das Zellmaterial wieder dem Herkunftsdruck ausgesetzt oder sofort kryokonserviert wird. Da die Druckentlastung des Zell- und Gewebematerials so kurz wie möglich sein sollte, sind erneut die aktive und rasche Bergung von ent- scheidender Bedeutung, um wenigstens noch vitales Zellmaterial z.B. zur Anlage von in vitro-Kulturen isolieren zu können.
Folglich kann die Fangeinrichtung ausgebildet und eingerichtet werden, um für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt einen Druck zu gewährleisten, der im Wesentlichen dem Außenoder Umgebungsdruck folgt. Die Fangeinrichtung kann somit druckresistent (für z.B. über 50 MPa, über 75 Pa, über 100 MPa oder über 110 MPa ) als auch druckfrei ausgelegt werden.
Vorzugsweise umfasst die Fangeinrichtung eine Kammer, insbesondere eine Fangkammer für zumindest ein Tiefseeobjekt .
Die Fangeinrichtung kann ferner eine Feststelleinheit umfassen, um zu detektieren, ob ein oder mehrere Tiefseeobj ekte aufgenommen sind.
Die Kammer ist vorzugsweise eine mittels eines Verschlussmit tels verschließbare Kammer. Die verschließbare Kammer wird z.B. geschlossen, wenn eine Feststelleinheit das Vorhandensein eines oder mehrerer Tiefseeobj ekte in der Fangeinrichtung festgestellt hat.
Die Fangeinrichtung kann ferner ein Lockmittel zum Anlocken zumindest eines Tiefseeobj ekts in die Fangeinrichtung umfassen .
Außerdem kann die Fangeinrichtung eine Ansaugeinrichtung zum Ansaugen von Tiefseewasser und insbesondere zumindest eines Tiefseeobj ekts in die Fangeinrichtung umfassen und/oder eine Filter- oder Siebeinrichtung zum Herausfiltern oder Erfassen zumindest eines Tiefseeobj ekts aus dem Tiefseewasser .
Vorzugsweise wird zumindest ein Tiefseeobj ekt mittels der Ansaugeinrichtung gegen die Siebeinrichtung beaufschlagt.
Ferner kann die Tiefseevorrichtung eine oder mehrere Präparationseinrichtungen umfassen, um zumindest ein in der Fangein¬ richtung aufgenommenes Tiefseeobj ekt zu präparieren, z.B. nachdem eine Feststelleinheit das Vorhandensein zumindest ei- nes Tiefseeobj ekts in der Fangeinrichtung festgestellt hat und/oder bereits vor Auftauchen der Tiefseevorrichtung aus der Wasseroberfläche, z.B. bereits in der Tiefsee und/oder während die Tiefseevorrichtung zu der Wasseroberfläche hin vorangetrieben wird.
Beispielsweise kann eine Präparationseinrichtung vorgesehen werden, um zumindest ein in der Fangeinrichtung aufgenommenes Tiefseeobj ekt z.B. mittels Penetrierens zu fixieren und/oder z.B. mittels Schneidens zu fraktionieren und/oder zu töten. Zu diesem Zweck kann die Präparationseinrichtung schneid- und/oder stechmittelartige Fixier- und/oder Zerlegteile umfassen. Vorzugsweise wird zumindest ein Tiefseeobj ekt sandwichartig fraktioniert und/oder fixiert.
Ferner kann eine Präparationseinrichtung vorgesehen werden, um zumindest ein Wirkmittel zumindest einem in der Fangeinrichtung aufgenommenen Tiefseeobjekt bereitzustellen.
Das Wirkmittel kann z.B. zumindest eine konservierende Substanz sein, zumindest ein Nährmedium, zumindest eine Enzymlösung (insbesondere zur Auflösung eines Gewebeverbands eines Tiefseeobj ekts ) und/oder zumindest ein Kryoprotektivum (insbesondere zur Aufrechterhaltung der Vitalität zumindest eines Tiefseeobjekts) .
Vorzugsweise ist die Präparationseinrichtung und/oder die Fangeinrichtung ausgebildet und eingerichtet, um zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt im Wesentlichen von Umgebungswasser zu isolieren, z.B. mittels Verdrängens oder Beaufschlagens (Saugen oder Drücken) des Umgebungswassers aus der Präparationseinrichtung und/oder der Fangeinrichtung, wodurch vorteilhaft z.B. das Wirkmittel nicht unerwünscht durch Wasser verdünnt oder ausgespült wird oder allgemein die Präparation nicht durch Wasser beeinträchtigt wird.
Es ist aber auch möglich, dass die Präparationseinrichtung und/oder die Fangeinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, um zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt umgeben von Umgebungswasser zu bergen, z.B. mittels dichtem Verschließens, so dass in der Präparationseinrichtung und/oder der Fangeinrichtung aufgenommenes (Tiefsee-) Wasser nicht entwei- chen kann.
Die Tiefseevorrichtung weist vorzugsweise einen langgestreckten Hauptkörper auf. Der langgestreckte Hauptkörper kann eine Metall-, Kunststoff- und/oder Keramikkonstruktion sein.
Der langgestreckte Hauptkörper kann im Wesentlichen zylinder- und/oder konusförmig ausgebildet werden. Ferner kann der langgestreckte Hauptkörper ein- oder mehrteilig ausgebildet werden.
Vorzugsweise ist die Fangeinrichtung bzw. die Kammer in das Innere des langgestreckten Hauptkörpers abnehmbar und wiede- ranbringbar integriert, insbesondere zusammen mit zumindest einem darin aufgenommenen Tiefseeobj ekt .
Es ist möglich, dass die Fangeinrichtung zumindest abschnittsweise, d.h. in Teilen oder komplett, vorzugsweise modulartig und/oder zusammen mit zumindest einem darin aufge- nommenen Tiefseeobj ekt von der Tiefseevorrichtung abnehmbar (und vorzugsweise wiederanbringbar ) ist, z.B. um ein rasches Weiterbehandeln zumindest eines darin aufgenommenen Tiefseeobjekts zu gewährleisten. Die Fangeinrichtung kann eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen an ein externes Drucksystem umfassen. Vorteilhaft ist es somit möglich, dass die Fangeinrichtung komplett oder ein Teil davon mit zumindest einem aufgenommenen Tiefseeob- jekt oder ein Teil davon nach der Bergung rasch entnommen und an ein anderes Drucksystem anschließbar ist und ergänzend o- der alternativ als ganze Baugruppe oder in Teilen mit dem zumindest einen aufgenommenen Tiefseeobj ekt (z.B. Zellen, Geweben oder dem ganzen gefangenen Organismus) weiterbehandelt, z.B. tiefgefroren (kryokonserviert ) werden kann.
Die Fangeinrichtung kann mittels eines Schnellverschlusses an der Tiefseevorrichtung abnehmbar und vorzugsweise wiede- ranbringbar befestigbar sein. Ebenso kann der Abschnitt der Fangeinrichtung, der von der verbleibenden Fangeinrichtung entfernbar ist, mittels eines Schnellverschlusses abnehmbar und vorzugsweise wiederanbringbar an der Fangeinrichtung oder einem anderen geeigneten Teil der Tiefseevorrichtung befestigbar sein.
Die Tiefseevorrichtung kann ferner zumindest eine Abstandhalteeinrichtung umfassen, um zu verhindern, dass eine Einlassöffnung der Fangeinrichtung auf dem Tiefseeboden aufliegt und so durch den Tiefseeboden verschlossen wird. Vorzugsweise ist die Abstandshalteeinrichtung bügelartig ausgebildet und/oder erstreckt sich über der Einlassöffnung der Fangeinrichtung. Vorzugsweise dient die Abstandshalteeinrichtung ferner als Schutzvorrichtung, um z.B. zu verhindern, dass die sensible Fangeinrichtung beim Auftreffen auf den Tiefseeboden beschä- digt wird.
Es ist möglich, dass die Antriebseinheit als Propeller- Antriebseinheit und/oder Rückstoß-Antriebseinheit ausgebildet ist. Ferner kann die Antriebseinheit als Schrauben- Antriebseinheit, vorzugsweise als Doppelschrauben- Antriebseinheit ausgebildet werden.
Vorzugsweise ist die Antriebseinheit ausgebildet und einge- richtet, um die Tiefseevorrichtung mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die größer ist als: 25 km/h, 50 km/h, 75 km/h, 100 km/h, 125 km/h oder 150 km/h.
Ferner kann die Tiefseevorrichtung eine Signalvorrichtung (z.B. Funk, Licht, Reflektoren, etc.) aufweisen, um eine schnelle Ortung (z.B. bei Verdriftung) zu erlauben.
Die Tiefseevorrichtung kann auch ein Einstellsystem zum Einstellen (z.B. Steuern, Regeln, Kontrollieren, etc.) der Ge- schwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung der Tiefseevorrichtung insbesondere während des Auftauchens umfassen, um z.B. ein Verdriften oder eine anderweitige ungewollte Richtungsabweichung zu kompensieren und/oder ein Auftauchen der Tiefseevorrichtung in einer Zielregion an der Wasseroberflä- che zu gewährleisten.
Ebenso ist es möglich, dass die Tiefseevorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines z.B. akustischen Richtstrahls umfasst. Außerdem ist es möglich, dass die Tiefsee- Vorrichtung eine Bestimmungseinrichtung (insbesondere eine
Sensor- oder Messeinrichtung) umfasst, mittels der die Position und/oder die Tiefe und/oder die Ausrichtung bzw. die Bewegungsrichtung der Tiefseevorrichtung erfassbar, bestimmbar, messbar bzw. ermittelbar ist. Beispielsweise kann in Abhän- gigkeit hiervon die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der Tiefseevorrichtung während des Auftauchens eingestellt werden. Ferner kann beispielsweise in Abhängigkeit hiervon die Auftauch-Geschwindigkeit der Tiefseevorrichtung eingestellt werden und/oder ein Sinken der Tiefseevorrichtung gestoppt werden, um die Tiefseevorrichtung in einer Tiefseetiefenzielregion über dem Tiefseeboden zu halten, z.B. indem das Gewichtsmittel abgeworfen wird und die Auftriebseinheit so ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Tiefseevorrich- tung die Tiefseetiefenzielregion nicht verlässt, also weder sinkt noch aufsteigt. Es ist auch möglich, dass die Tiefseetiefenzielregion mittels der Antriebseinheit oder auf andere geeignete Weise gehalten wird. Die Bestimmung der Tiefe der Tiefseevorrichtung kann insbesondere über einen erfassten Wasserdruck oder lichtbasiert erfolgen. Die Tiefe kann den Abstand der Tiefseevorrichtung zu der Wasseroberfläche und/oder den Abstand der Tiefseevorrichtung über dem Tiefseeboden umfassen.
Die Tiefseevorrichtung ist insbesondere für einen Einsatzbereich von zwischen ungefähr 1.000 m und ungefähr 11.000 m ausgelegt . Die Tiefseevorrichtung ist vorzugsweise als Tiefseesonde ausgebildet und/oder unbemannt und funktioniert vorzugsweise autonom.
Es ist möglich, dass der Antrieb mittels der Antriebseinheit vorprogrammiert erfolgt.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Bergung zumindest eines Tiefseeobj ekts mittels einer Tiefseevorrichtung, vorzugsweise einer Tiefseevorrichtung wie hierin beschrieben.
Bei dem Verfahren wird zumindest ein Tiefseeobjekt mittels einer Fangeinrichtung in der Tiefsee aufgenommen und die Tiefseevorrichtung nach der Aufnahme mittels einer Antriebs¬ einheit angetrieben. Es ist möglich, dass die Tiefseevorrichtung zwischen Tiefsee und Wasseroberfläche zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Auftriebsrichtung hin zu der Wasseroberfläche (vor- zugsweise mittels der Antriebseinheit) vorangetrieben wird. Alternativ oder ergänzend kann die Tiefseevorrichtung torpedoartig ausgebildet sein, insbesondere torpedoartig hin zu der Wasseroberfläche vorangetrieben werden. Weitere Verfahrensschritte gemäß der Erfindung ergeben sich aus der zugehörigen Beschreibung der Tiefseevorrichtung .
Obige erfindungsgemäßen Merkmale und Ausführungsformen sind beliebig miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Wei- terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Figuren. Figuren 1 bis 5: zeigen schematische Schnittansichten verschiedener Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Tiefseevorrichtung oder Abschnitten davon,
Figuren 6 und 7: zeigen schematische Schnittansichten ei- ner Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Präparationseinrichtung zum Präparieren eines Tiefseeobj ekts ,
Figuren 8 bis 10: zeigen schematische Schnittansichten eines Abschnitts einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tiefseevorrichtung,
Figuren 11 bis 13: zeigen schematische Schnittansichten insbesondere einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fangeinrichtung, Figur 14: zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Präparationseinrichtung zum Präparieren eines Tiefseeobj ekts und eine weitere beispielhafte Prozedur nach der Bergung des Tiefseeobjekts, und
Figur 15: zeigt eine schematische Darstellung einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prozedur zur Bergung zumindest eines Tiefseeobj ekts .
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, und zu deren Erläute- rung auch auf die Beschreibung einer oder mehrerer anderer Ausführungsformen verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden .
Die Figur 1 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Tief- seevorrichtung 1 zur Bergung zumindest eines Tiefseeobj ekts 13, z.B. in Form eines (vorzugsweise vitalen biologischen) Organismus und/oder Zellmaterial desselben. Die Tiefseevorrichtung 1 ist als unbemannte, torpedoartige Tiefseesonde ausgebildet .
Bevorzugtes Ziel der Tiefseevorrichtung 1 ist es, die bisher erfolglose Überführung lebender Organismen der Makrofauna aus der Tiefsee zu realisieren, wobei die Bergung vitaler Gesamtorganismen nicht im Vordergrund der Bemühungen steht, gleich- wohl angestrebt wird, sondern es genügt, lebende Zellen an der Oberfläche in diesen vorzufinden, aus denen dann z.B. in geeigneten druckgesteuerten Zellkultursystemen (vgl. B. Shil- lito, G. Hamel, C. Duchi D. Cottin, J. Sarrazin, P.-M. Sarradin, J. Ravaux, F. Gaill, Live capture of megafauna from 2300m depth, using a newly designed pressurized recovery de- vice, Deep-Sea Research I 55 (2008) 881- 889)) langzeitstabi- le, vermehrungsfähige Suspensions- oder Oberflächenkulturen von Zellen der gefangenen Organismen im Labor etabliert wer- den können .
Die Tiefseevorrichtung 1 umfasst eine Fangeinrichtung 14, um zumindest ein Tiefseeob ekt 13 aufzunehmen und zu fangen, und eine Antriebseinheit 16, um die Tiefseevorrichtung 1 aktiv anzutreiben.
Die Tiefseevorrichtung 1 ist ausgebildet und eingerichtet, um aus der Tiefsee mittels der Antriebseinheit 16 im Wesentlichen in Auftriebsrichtung Ar, also im Wesentlichen vertikal zu einer fiktiv ebenen Wasseroberfläche, hin zu der Wasseroberfläche angetrieben zu werden (siehe Figur 15) .
Wie in Figur 1 zu sehen, ist die Tiefseevorrichtung 1 torpedoartig ausgebildet. Die Tiefseevorrichtung 1 umfasst jedoch keinen Sprengkörper und wird nicht wie bei Torpedos üblich horizontal eingesetzt, sondern um im Wesentlichen in Auftriebsrichtung Ar hin zu der Wasseroberfläche fortbewegt zu werden . Ferner ist die Tiefseevorrichtung 1 ausgebildet und eingerichtet, um im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung Ar ausgerichtet hin zu der Wasseroberfläche fortbewegt zu werden, d.h. so, dass die Längserstreckung und somit die Längsachse La der Tiefseevorrichtung 1 im Wesentlichen paral- lel zu der Auftriebsrichtung Ar ausgerichtet ist oder im Wesentlichen mit der Auftriebsrichtung Ar zusammenfällt.
Die Tiefseevorrichtung 1 weist eine Kopfendregion auf. An o- der in der Kopfendregion ist ein mittels eines Abwurfmecha- nismus abwerfbares Gewichtsmittel IIa, das als Gewichtshaube ausgebildet ist, und eine Auftriebseinheit IIb, die als Auftriebskörper ausgebildet ist, angeordnet. Vor Abwurf des Gewichtsmittels IIa bildet das Gewichtsmittel IIa das Kopfende der Tiefseevorrichtung 1, während nach dem Abwurf die Auftriebseinheit IIb das Kopfende bildet oder zumindest möglichst nahe an dem Kopfende positioniert ist.
Das Gewicht des Gewichtsmittels IIa übersteigt den Auftrieb der Auftriebseinheit IIb deutlich. Das Gewichtsmittel IIa sorgt nach der Wasserung dafür, dass die Tiefseevorrichtung 1 mit dem Gewichtsmittel IIa voraus auf den Tiefseegrund oder eine Tiefseezieltiefenregion absinkt.
Die Tiefseevorrichtung 1 umfasst ferner einen zylinderförmigen, zumindest teilweise hohlen Hauptkörper 12, der an seinem Heckende die Antriebseinheit 16 mittelbar oder unmittelbar aufweist und an seinem Kopfende das Gewichtsmittel IIa und/oder die Auftriebseinheit IIb mittelbar oder unmittelbar aufweist .
Die Tiefseevorrichtung 1 und deren Funktionsteile sind, wo immer sich dies vermeiden lässt, nicht mit Gasräumen verse- hen, so dass keine druckbeständigen Behälter erforderlich sind, was z.B. ermöglicht wird durch eingegossene Elektronik, mit dem Außenraum in Verbindung stehende Kompartimente, Motoren etc. und ein drucktolerantes Batteriesystem, wie sie bereits heute Anwendung finden.
Die in Figur 1 gezeigte Fangeinrichtung 14 ist ausgebildet, um in hydraulischer Verbindung mit dem Außenraum, insbesondere Wasser zu stehen und kann somit dünnwandig, als nicht druckstabiles Teil ausgebildet sein. Bezugszeichen Ah kennzeichnet eine Abstandshalteeinrichtung, die mehrere Bügel umfasst, um zu verhindern, dass eine Einlassöffnung (in Figur 1 nicht dargestellt) der Fangeinrich- tung 14, durch die ein Tiefseeobj ekt 13 in die Fangeinrichtung 14 gelangen kann, auf dem Tiefseegrund aufliegt und so durch den Tiefseegrund verschlossen wird. Gleichzeitig ist die Abstandshalteeinrichtung Ah vorgesehen, um ein Beschädigen der Fangeinrichtung 14 zu vermeiden, wenn die Tiefseevor- richtung 1 auf den Tiefseeboden trifft. Vorzugsweise sind mehrere, vorzugsweise vier oder mehr Bügel in einer 90°- Versetzung vorgesehen.
Die Antriebseinheit 16 ist in Figur 1 als ein eine Düse und ein Gasreservoir umfassendes Gasantriebssystem gezeigt, das insbesondere hohe Geschwindigkeiten zulässt, damit die Bergung eines Tiefseeobj ekts 13 innerhalb kürzester Zeit aus der Tiefsee möglich ist. Aus dem Gasreservoir kann über die Düse das unter hohem Druck stehende Gas austreten. Das Gasreser- voir ist insbesondere ein Flüssiggasreservoir, wobei die Gasbildung und der Vortrieb durch eine Verbrennung erfolgen. Es können auch mehrere Gasbehälter mit den Verbrennungskomponenten, Mischkammern und Verbrennungselemente vorgesehen werden (hier nicht abgebildet) .
Die Tiefseevorrichtung 1 weist ferner mehrere, vorzugsweise vier Seitenelemente 17 auf, um die Bewegung der Tiefseevorrichtung 1 insbesondere während des Auftauchens zu stabilisieren. Die Seitenelemente 17 sind insbesondere als Heckflos- sen ausgebildet.
Das Anlocken und der Fang eines Tiefseeobjekts 13 kann auf verschiedenste Weise erfolgen. Dies ist einmal das Ansaugen von Umgebungswasser, Durchströmen der Fangeinrichtung 14 und herausfiltern zumindest eines Tiefseeobj ekts 13, das in der Fangeinrichtung 14 verbleibt. Hierzu ist z.B. ein Pumpensystem und Steuerelektronik erforderlich (in Fig. 1 nicht abgebildet). Es ist auch möglich, dass ein Tiefseeobj ekt 13 z.B. über einen Köder in der Fangeinrichtung 14, der bereits vor der Wasserung in die Fangeinrichtung 14 eingebracht wurde, in die Fangeinrichtung 14 gelockt wird.
Um festzustellen, ob zumindest ein Tiefseeobj ekt 13 in der Fangeinrichtung 14 aufgenommen ist, kann die Fangeinrichtung 14 eine Feststelleinheit umfassen (z.B. Sensoren, Lichtschranken, Bewegungsmelder, Kontaktsensoren, etc.). Wird das Vorhandensein eines oder mehrerer Tiefseeobj ekte 13 festgestellt, wird das Tiefseeobj ekt 13 in der Fangeinrichtung 14 gefangen, z.B. indem die Einlassöffnung Eö der Fangeinrichtung 14 mittels eines Verschlussmittels geschlossen wird oder das Tiefseeobj ekt 13 in der Fangeinrichtung 14 fixiert wird.
Nachdem ein Tiefseeobj ekt 13 gefangen wurde, kann das Ge- wichtsmittel IIa abgeworfen werden. Der nun an der Kopfendre- gion der Tiefseevorrichtung 1 wirkende Auftrieb mittels der Auftriebseinheit IIb richtet die Tiefseevorrichtung 1 in Auftriebsrichtung Ar auf und optional kann ein passives oder statisches Auftauchen erfolgen. Nach der Ausrichtung oder programmiert später setzt der aktive Antrieb mittels der Antriebseinheit 16 ein, wodurch die Tiefseevorrichtung 1 im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung Ar ausgerichtet im Wesentlichen in Auftriebsrichtung Ar zu der Wasseroberfläche hin vorangetrieben wird und zwar mit hoher Geschwindig- keit, z.B. über 50 km/h. Das Auftauchen kann durch eine Steuer- oder Einsteileinrichtung ergänzt werden, die Richtungskorrekturen ermöglicht oder Verdriftungen kompensiert, wodurch ein Auftauchen in einer Zielregion an der Wasserober¬ fläche gewährleistet werden kann. Bei Geschwindigkeiten von über ungefähr 30 km/h schießt die Tiefseevorrichtung 1 aus der Wasseroberfläche heraus und könnte ein Fahrzeug an der Wasseroberfläche treffen und be- schädigen. Soll dies vermieden werden, lässt sich z.B. über eine Messeinrichtung der Wasserdruck erfassen und kurz vor Erreichen der Wasseroberfläche kann die Geschwindigkeit definiert verringert werden. Die Positionserfassung kann auch ü- ber eine Lichtmessung erfolgen. Andererseits kann das Heraus- schießen der Tiefseevorrichtung 1 aus der Wasseroberfläche sogar erwünscht sein, um den Auftauchort rasch identifizieren zu können. Im Falle eines kleinen oder bereits fraktionierten Tiefseeobjekts 13 in der Fangeinrichtung 14, mit dem Ziel der Bergung lediglich vitaler Zellen, dürfte das Auftreffen auf die Wasseroberfläche und der damit verbundene Stoß problemlos sein .
Um die Tiefseevorrichtung 1 auch bei z.B. ungünstiger Sicht, hohem Wellengang oder in der Nacht finden zu können, kann die Tiefseevorrichtung 1 eine Signaleinrichtung umfassen, um
(vorzugsweise nach dem Auftauchen) Funksignale, Lichtblitze, akustische Signale oder andere Lokalisierungssignale abzugeben . Nach der Bergung der Tiefseevorrichtung 1 z.B. auf ein Schiff oder bereits beim Erreichen der Tiefseevorrichtung 1 z.B. mittels eines kleineren Boots kann die komplette Fangeinrichtung 14 oder zumindest ein das zumindest eine Tiefseeobjekt 13 umfassender Abschnitt der Fangeinrichtung 14 von der Tief- seevorrichtung 1 entnommen werden und z.B. an Ort und Stelle weiterbehandelt werden, etwa eingefroren (Kryokonservierung) oder an Bord eines Schiffes mit Laboren gebracht werden. In diesen kann dann z.B. eine Zellisolation oder eine Überfüh- rung von Zellen, Gewebeteilen oder auch der ganzen Organismen in Druckammern etc. vorgenommen werden.
Eine Besonderheit der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist, dass die Fangeinrichtung 14 tiefendruckstabil ist, insbesondere als tiefendruckstabile, dickwandige Kammer ausgebildet ist. Während die Fangeinrichtung 14 aus Figur 1 mehr auf die Bergung lebender Zellen und nicht vitaler Organismen abzielt, kann mittels der Fangeinrichtung 14 aus Figur 2 so- wohl die Bergung lebender Zellen als auch vitaler Organismen ermöglicht werden. Eine weitere Besonderheit der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist, dass die Antriebseinheit 16 als ein eine Batterie, einen Elektromotor und ein Antriebsteil umfassender Elektroantrieb ausgebildet ist. Das Antriebsteil kann als Propeller oder Schraube ausgebildet sein, zur Kompensation eines Drehmomentes vorzugsweise als gegenläufiges Doppelschraubsystem.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Fangeinrichtungen 14 sind mit einem Schnellverschluss an dem Hauptkörper 12 modulartig entfernbar und wiederanbringbar befestigt, was eine Mehrfachverwendung ermöglicht. Nach dem Auftauchen kann daher die Fangeinrichtung 14 mit dem aufgenommenen Tiefseeobj ekt 13 rasch entnommen werden und wird handlicher für die weitere Nutzung des Tiefseeobj ekts 13. Die Entnahme der Fangeinrichtung 14 erfolgt im Bereich A-B (vgl. Figur 2).
Figur 3 zeigt eine detaillierter dargestellte Tiefseevorrich- tung 1. An der Position A ist ein Schnitt vorgenommen worden, so dass der hintere Teil der Tiefseevorrichtung 1 unter dem vorderen Teil der Tiefseevorrichtung 1 dargestellt ist. Tatsächlich bilden beide eine lineare Einheit. An oder in der Kopfendregion der Tiefseevorrichtung 1 befindet sich das Gewichtsmittel IIa und ein Abwurfmechanismus 211 für das Gewichtsmittel IIa. Der Abwurfmechanismus 211 kann z.B. eine kleine Sprengkapsel sein, die das Gewichtsmittel IIa in der Meerestiefe wegschleudert, oder ein Federmechanismus sein, der z.B. elektro-mechanisch ausgelöst wird und der das Gewichtsmittel IIa abwirft. Ebenso an oder in der Kopfendregion der Tiefseevorrichtung 1 und unter dem Gewichtsmittel IIa befindet sich die Auftriebseinheit IIb, die nach dem Abwurf des Gewichtsmittels IIb die Tiefseevorrichtung 1 zur Wasseroberfläche hin aufrichtet und optional ein statisches Auftauchen der Tiefseevorrichtung 1 gewährleisten kann. Die Auftriebseinheit IIb kann ein Glashohlkugelsystem oder ein Glashohlkugel-Zementgemisch mit Auftriebseigenschaften sein.
An oder in der Kopfendregion oder an anderer geeigneter Stelle der Tiefseevorrichtung 1 befinden sich ferner Sensoren und Signalelemente 213, die insbesondere beim Auftauchprozess eingesetzt werden. Dies können Druck- oder Lichtsensoren oder aber auch akustische Sensoren wie Richtmikrophone sein. Es ist möglich, dass vorzugsweise akustisch von der Wasseroberfläche her ein Leitstrahl erzeugt wird, der es gestattet, die Bewegungsrichtung der Tiefseevorrichtung 1 zu steuern und die Tiefseevorrichtung 1 in eine Zielregion an der Wasseroberflä- che zu lenken. Hierzu ist z.B. ein Stereo- oder quadropolares akustisches Richtungsempfangssystem vorzugsweise an oder in der Kopfendregion der Tiefseevorrichtung 1 installiert. Über Differenzmessungen der Signale lässt sich permanent die Abweichung vom Richtstrahl bestimmen und die Bewegungsrichtung der Tiefseevorrichtung 1 über Steuerruderelemente 220 und 221 am Heck Tiefseevorrichtung 1 verändern.
Die Tiefseevorrichtung 1 umfasst ferner einen Raum 214, in dem sich erforderlich Elektronik z.B. für die Sensorik, den Abwurfmechanismus, die Steuerung der Fangeinrichtung 14, etc. befindet. Diese ist gasfrei eingegossen und muss aus diesem Grund nicht druckfest ausgeführt werden. Wie in Figur 3 zu sehen, sind die einzelnen Funktionsteile, insbesondere die Fangeinrichtung 14 und Teile der Antriebseinheit 16 in dem Hauptkörper 12 untergebracht, der in
Leichtbauweise und vorzugsweise nicht druckfest ausgeführt ist. Der Hauptkörper 12 kann z.B. eine Metall-, Kunststoff- oder Keramikkonstruktion sein. Der Hauptkörper 12 ist mit Öffnungen versehen (nicht dargestellt) , so dass der Innendruck stets dem Außendruck folgt.
Die Fangeinrichtung 14 umfasst eine Kammer 24, in der zumindest ein Tiefseeobj ekt 13 aufgenommen und insbesondere gefangen werden kann. Im Falle eines Transportes des Tiefseeobjekts 13 unter Beibehaltung des Drucks des Tiefseeobj ekt- Aufnahmebereichs ist die Fangeinrichtung 14 druckstabil und daher dickwandig ausgeführt. Geeignete Abmessungen liegen vorzugsweise bei einem Durchmesser von wenigen Zentimetern bis zu einem Meter oder sogar darüber hinaus. Die Fangeinrichtung 14 und die Kammer 24 besitzen eine Einlassöffnung Eö, die mit einem Verschlussteil 22 (z.B. einer Türe, Klappe, Schiebeelement, etc.) verschließbar ist, das ebenfalls den Druckverhältnissen in der Tiefsee und beim Auftauchen standhält und aktiv geschlossen werden kann, z.B. wenn eine Feststelleinheit ein aufgenommenes Tiefseeobj ekts 13 detektiert hat. In der Kammer 24 oder der Einlassöffnung Eö befindet sich ein Anlockmittel 222, mit dem Tiefseeobj ekte 13 in die Kammer 24 gelockt werden sollen. Das Anlockmittel 222 kann ein Köder, ein akustischer oder ein optischer Signalgeber sein, der z.B. Lichtblitze oder Töne abstrahlt, wie sie von Tiefseeobj ekten 13 selbst zum Fang verwendet werden.
Alternativ oder ergänzend kann über die Einlassöffnung Eö Tiefseewasser 13 mittels eines Pumpsystems, das eine Pumpe 29 und eine Rohrleitung 27, 28 umfasst, angesaugt und wieder herausgepumpt werden, bis zumindest ein Tiefseeobj ekt 13 in der Fangeinrichtung 14 aufgenommen ist, insbesondere auf einem vorzugsweise plattenförmigen Sieb- oder Filterelement 26 zum Anliegen kommt. Das Siebelement 26 besitzt Wasserdurchlässe, die den Flüssigkeitsstrom hindurch lassen, ein angesaugtes Tiefseeobj ekt 13 aber nicht passieren lässt.
Über die Feststelleinheit (z.B. Sensor, Lichtschranke, Berüh- rungssensor etc.) lässt sich feststellen, ob ein Tiefseeobjekt 13 aufgenommen wurde. In Abhängigkeit davon kann die Einlassöffnung Eö mittels des Verschlussteils 22 verschlossen werden . Die in Figur 3 gezeigte Tiefseevorrichtung 1 umfasst ferner eine Präparationseinrichtung für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobjekt 13.
Die Präparationseinrichtung umfasst ein Fixier- und/oder Zer- legelement 25 zum Fixieren und/oder Zerlegen zumindest eines Tiefseeobj ekts 13. Das Fixier- und/oder Zerlegelement 25 ist in Richtung des Siebelements 26 bewegbar, das ergänzend oder alternativ ebenso als Fixier- und/oder Zerlegelement ausge¬ führt sein kann. Eine detaillierte Beschreibung der Funktion und Wirkweise hiervon erfolgt unter Bezugnahme auf die Figu¬ ren 4 und 5.
Die in Figur 3 gezeigte Tiefseevorrichtung 1 umfasst ferner einen Raum 215, der Ansteuerelektronik für die Pumpe 29 auf- nimmt und ergänzend oder alternativ weitere Beilasten, Messmodul (e, ) Probeentnahmesysteme etc.. Auch der Raum 215 steht in direktem Kontakt zum Außenbereich und folgt somit dem Außendruck .
Die Tiefseevorrichtung 1 umfasst ferner einen Raum 216, in dem ein Batteriesystem untergebracht ist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein gasfreies, folienartiges nicht komprimierbares Stapelsystem oder eine andere geeignete Batterie- form, wie sie bereits jetzt in Tiefseefahrzeugen Anwendung findet .
Die in Figur 3 gezeigte Antriebseinheit 16 umfasst einen tiefseetauglichen Elektromotor 217 und ein Schraubensystem 218, das von dem Elektromotor 217 antreibbar ist. Zur Vermeidung eines auf die Tiefseevorrichtung 1 übertragenes Drehmoment werden in der Regel gegenläufige Doppelschraubensysteme eingesetzt . Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsformen für die Fangeinrichtung 14. Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, in dem der Druck des Tiefseeob ekt-Aufnahmebereichs gehalten o- der gesteuert werden kann, während Figur 5 eine Ausführungsform zeigt, in der der Druck in der Fangeinrichtung 14 dem Außendruck folgt.
Die Ausführungsform gemäß Figur 4 dient der Aufrechterhaltung der Druck- und vorzugsweise auch der Temperaturverhältnisse bis zum Auftauchen und Bergen, wie sie am Tiefseeobj ekt- Aufnahmebereich herrschten, insbesondere mit dem Ziel des Transfers vor allem lebender Tiefseeorganismen . Zu diesem Zweck kann die Tiefseevorrichtung 1 gemäß Figur 4 eine Druck- und vorzugsweise auch eine Temperiereinrichtung umfassen. Die Ausführungsform gemäß Figur 5 dient insbesondere der Gewin- nung von vitalen Zellen aus den Geweben unter Verlust der Vitalität des Tiefseeorganismus .
In beiden Ausführungsformen umfasst die Fangeinrichtung 14 eine Präparationseinrichtung, um eine Vorpräparation zumindest eines Tiefseeobj ekts 13 zu ermöglichen, z.B. eine Vorbereitung auf eine angestrebte Isolation vitaler Zellen
und/oder eine Anlage von Kryoproben bzw. in vitro Zellkulturen bereits vor und während des Auftauchens . Ebenso umfasst die Fangeinrichtung 14 in beiden Ausführungsformen das Fixier- und/oder Zerlegelement 25 (nachfolgend als Fixierelement bezeichnet), um zumindest ein Tiefseeobj ekt 13 zu fixieren und/oder zu zerlegen. Eine Präparation des Tiefseeobj ekts 13 ist insbesondere erforderlich, da die Wahrscheinlichkeit, lebende, vermehrungsfähige Zellen isolieren zu können, beginnend mit dem Fangzeitpunkt dramatisch abnimmt. Eile ist insbesondere aus den folgenden drei Gründen geboten: Einmal, da der Gesamtorganis- mus aufgrund kleinster Veränderungen der Druck- und Temperaturverhältnisse kollabiert, was mit zunehmender Fangtiefe kaum vermieden werden kann, zum anderen, weil die Toleranz gegen deutliche Druckänderungen auf zellulärer und molekularer Ebene nur über einen begrenzten Zeitraum besteht, und Drittens, weil die Isolation von Zellen neben dem Bergungs- stress einen weiteren Stressfaktor darstellt und folglich die Gesamtstressperiode so kurz wie möglich gehalten werden sollte. Beispielhaft wird die Präparationseinrichtung und ein zugehöriges Präparationsverfahren nun an der Ausführungsform gemäß Figur 4 näher erläutert. In der Tiefsee angekommen, kann die Einlassöffnung Eö der Fangeinrichtung 14 durch Öffnen des Verschlussmittels 22 z.B. über einen stark vereinfacht dargestellten Mechanismus 34 geöffnet werden. In der Regel aber wird die Tiefseevorrichtung 1 mit geöffneter Einlassöffnung Eö in die Tiefsee gelassen.
In Figur 4 wird ein Tiefseeobj ekt 13 (z.B. ein Tiefseemakror- ganismus) in die Fangeinrichtung 14 und insbesondere die Kammer 24 angesaugt. Die in Figur 4 gepunkteten Pfeile stellen die Strömungsrichtung des Tiefseewassers dar. Das Ansaugen erfolgt mittels des Pumpsystems, das die Pumpe 29 und die Rohrleitung 27, 28 umfasst, wobei die der Pumpe 29 vorgeschaltete Rohrleitung 27 und/oder die der Pumpe 29 nachgeschaltete Rohrleitung 28 ein Ventil aufweisen kann, um einen Rückstrom oder passives Ausströmen z.B. während des Auftau- chens der Tiefseevorrichtung 1 zu verhindern. Durch das Ansaugen wird das Tiefseeobjekt 13 gegen das Siebelement 26 beaufschlagt, während Tiefseewasser und kleine Partikel (Millimeter- und Submillimeterbereich) durch die Zwischenräume in dem Siebelement 26 passieren.
Die Einlassöffnung Eö befindet sich zwischen dem Fixierelement 25 und dem Siebelement 26. Das Fixierelement 25 ist z.B. mittels eines vorzugsweise federbeaufschlagten Vorspannmecha- nismus 310 über einen Führungsmechanismus 39, hier als Pri- fielstange ausgebildet, in Richtung Siebelement 25 axial be¬ wegbar. In der Regel erfolgt dies rasch (innerhalb weniger Sekunden) . Das Fixierelement 25 und das Siebelement 26 haben Fixier- und/oder Zerlegteile 44, 45 (z.B. Schneiden, Stechmittel wie etwa nagel-, pfeil- oder stiftförmige Teile), die korrespon¬ dierend zueinander ausgebildet und angeordnet sind, um zumin¬ dest ein Tiefseeobj ekt 13 sandwichartig zu fixieren, z.B. mittels Penetrierens, und/oder mittels Schneiden zu zerlegen.
Mittels des Fixierelements 25 wird das Tiefseeobj ekt 13 gegen das Siebelement 26 gedrückt und in ein kleineres Volumen zerlegt, in dem erste Prozesse der Präparation begonnen werden können.
Befindet sich das Fixierelement 25 auf dem Siebelement 26, wird eine Tiefseeobj ekt-Festsetzeinheit geschaffen, die mittels einer Verbindungseinrichtung 312 vorzugsweise zusammen mit zumindest einem aufgenommenen Tiefseeobj ekt 13 von der
Tiefseevorrichtung 1 und der verbleibenden Fangeinrichtung 14 entnommen werden kann. Die Verbindungseinrichtung 312 kann dabei z.B. eine druckdichte Schraubverbindung oder ein anderer Mechanismus sein. Das Öffnen und Entnehmen der Tiefseeob- j ekt-Festsetzeinheit erfolgt in der Regel an der Oberfläche, an Bord eines Schiffes oder im Labor und erlaubt die rasche Weiterverarbeitung des Tiefseeobj ekts 13 in der angestrebten Weise . In der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform ist die Fangeinrichtung 14 nicht druckbeständig ausgebildet und kann daher dünnwandig ausgeführt werden. Die Fangeinrichtung 14 kann somit zusätzlich zu der Einlassöffnung Eö weitere Öffnungen 316 umfassen, durch die Wasser ein- und ausströmen kann und ein Druckausgleich erfolgt. Die in Figur 5 gepunkteten Pfeile stellen potentielle Strömungsrichtungen des Tiefseewassers dar .
Wenn nicht angesaugt werden soll, sondern z.B. ein Tiefseeob jekt 13 mit Lichtblitzen z.B. über eine LED 317 angelockt wird, kann auf ein Pumpsystem verzichtet werden. Auch die Einlassöffnung Eö muss nicht mit einem Verschlussmittel 22 verschließbar sein, wenn eine Fixierung eines Tiefseeobj ekts 13 in der Fangeinrichtung 14 ermöglicht ist. Umgekehrt kann auf eine Fixierung eines Tiefseeobj ekts 13 verzichtet werden, wenn das Verschlussmittel 22 vorgesehen wird.
In den Figuren 6 und 7 sind das Fixierelement 25 und das Siebelement 26 gegenüber den vorigen Figuren vergrößert dargestellt. In Figur 6 sind das Fixierelement 25 und das Siebelement 26 noch nicht in Eingriff miteinander und das Tiefseeobjekt 13 noch unversehrt. In Figur 7 sind das Fixierelement 25 und das Siebelement 26 in Eingriff miteinander und das Tiefseeobj ekt 13 ist zwischen dem Fixierelement 25 und dem Siebelement 26 sandwichartig fixiert und penetriert, zerlegt und wird für die Isolation vitaler Zellen nach der Bergung vorbereitet. Das Siebelement 26 umfasst Durchlässe 46, die zwischen den
Fixierteilen 45 angeordnet sind und durch die Wasser hindurch treten kann, z.B. wenn das Fixierelement 25 auf das Siebelement 26 zu bewegt wird. Das Fixierelement 25 umfasst Fixierteile 44, die ausgebildet und angeordnet sind, um in die Durchlässe 46 des Siebelements 26 zu passen und um diese zu verschließen, wenn das Fixierelement 25 mit dem Siebelement 26 in Eingriff ist, wodurch der Zwischenraum zwischen Fixierelement 25 und Siebelement 26 und ein aufgenommenes Tiefseeobjekt 13 von Umgebungswasser isoliert ist.
Es ist möglich, dass die Fangeinrichtung 14 Behältnisse 47 für Wirkmittel für das Tiefseeobj ekt 13 umfasst. Insbesondere können in Zwischenräumen des Fixierelements 25 mit dünnen Folien verschlossene Volumina 47 angeordnet sein, in denen sich z.B. eine Enzymlösung zur Auflösung des Gewebeverbandes und/oder ein ryoprotektivum für die Aufrechterhaltung der Vitalität von Zellen während und nach einem Einfrieren befin¬ det. Ebenso können die Behältnisse 47 ergänzend oder alterna- tiv auch an dem Siebelement 26 oder anderer geeigneter Stelle vorgesehen werden.
Günstigerweise wird der Präparationsvorgang, insbesondere die Gewebeisolation bereits am Fangort aktiviert. Dies erfolgt, indem das Tiefseeobj ekt 13 fixiert und in kleine Gewebestücke zerlegt wird, und indem die Behältnisse 47 mittels der Fixierteile 45 des Siebelements 26 geöffnet werden, so dass sich der Inhalt der Behältnisse 47 in das Gewebe ergießen kann. Ferner verschließen die Fixierteile 44 des Fixierelements 25 die Durchlässe 46 des Siebelement 26 dicht, so dass kein Wasser zu dem Tiefseeobj ekt 13 vordringt und die Wirkung des Wirkmittels, insbesondere die Konzentration der Lösung zum Auflösen des Gewebeverbandes oder zur Vorbereitung der Kryokonservierung nahezu konstant bleibt.
Die Figuren 8 bis 10 verdeutlichen den zeitlichen Ablauf der Fixierung, Zerlegung und Präparation eines Tiefseeobj ekts 13. Dieser Prozess kann sehr schnell erfolgen, z.B. im Bereich einer Sekunde oder weniger. Die Geschwindigkeit kann z.B. ü- ber die Vorspannung des Vorspannmechanismus 310 gesteuert werden .
In den Figuren 8 bis 10 ist wiederum eine dickwandige, druck- stabile Fangeinrichtung 14 dargestellt. Gezeigt ist insbesondere nochmals der Prozess des Fixierens und Zerlegens eines Tiefseeobj ekts 13, der zeitgleich und/oder nachfolgend durch die Wirkmittelabgabe ergänzt werden kann. Nach der Fixierung des Tiefseeobj ekts 13 werden in der Rohrleitung 27, 28 ange- ordneten Ventile geschlossen, damit der Druck für das in der Fangeinrichtung 14 aufgenommene Tiefseeobjekt 13 erhalten bleibt. Soll ein Tiefseeobj ekt 13 gefangen aber nicht getötet und das Gewebe vorbereitet werden, kann die Funktion der Zerlegung entfallen. Figur 11 zeigt nochmals die in der Tiefseevorrichtung 1 angeordnete Fangeinrichtung 14, wobei das Fixierelement 25 und das Siebelement 26 in Eingriff gebracht werden und ein Tief- seeobjekt 13 dort dazwischen fixiert und zerlegt wird.
Wie aus den Figuren 11 bis 13 ersichtlich wird, kann nach dem Auftauchen der Tiefseevorrichtung 1 die Fangeinrichtung 14 modulartig in Teilen oder komplett an den Stellen A und B entnommen (z.B. Ausklinken über einen Schnellverschluß) werden. Wesentlich für die Bergung vitalen Materials (Organismen, Gewebe oder Zellen) ist ein möglichst kurzer Zeitraum zwischen dem Fang und einem optionalen Fixieren/Zerlegen und der weiteren Verarbeitung z.B. im Labor an Bord eines Schif- fes. Daher spielt die Entnahme der Fangeinrichtung 14 und aus dieser der eigentlichen Tiefseeobj ekt-Festsetzeinheit (siehe Figur 13), die insbesondere das Siebelement 26 und das Fixierelement 25 umfasst, eine wichtige Rolle. Figur 12 zeigt die entnommene Fangeinrichtung 14, während Figur 13 die entnommene Tiefseeobj ekt-Festsetzeinheit zeigt, wie sie direkt ins Labor zur weiteren Verarbeitung gelangt. Es sind ebenso Ausführungsformen möglich, bei denen nur eine Tiefseeobj ekt-Festsetzeinheit von der Tiefseevorrichtung 1 entfernbar ist, wobei die übrigen Teile der Fangeinrichtung an oder in der Tiefseevorrichtung 1 verbleiben.
Geht man z.B. von einem Fang in 6.000 m Tiefe aus, so benötigt die Tiefseevorrichtung 1 zum Auftauchen mit einer Ge- schwindigkeit von z.B. 60 km/h 6 Minuten bis zum Erreichen der Wasseroberfläche. In dieser Zeit, und es handelt sich gerade um den auch sonst üblichen Zeitraum für die Wirkung von Enzymen zur Auflösung des Gewebeverbandes bzw. das Eindringen von Gefrierschutzmitteln in die Zellen, wirken die freige- setzten Substanzen zur Vorpräparation . Bei Leitstrahl- geführtem Auftauchen der Tiefseevorrichtung 1 ist eine Bergung innerhalb von 5 bis 10 Minuten möglich. Die Entnahme der kompletten Fangeinrichtung 14 oder der Tiefseeobj ekt- Festsetzeinheit und deren Übergabe z.B. ins Labor kann weitere ca . 5 Minuten in Anspruch nehmen. Im Labor können dann bereits Drucksysteme und weitere Isolationsbehälter zur Erzeugung von vermehrungsfähigen Zellkulturen oder flüssiger
Stickstoff für die Kryokonservierung zur Verfügung stehen. Selbst bei ungünstigem Zeitverlauf (z.B. 10 Minuten Auftauchzeit + 10 Minuten Bergungszeit + 10 Minuten Transfer zum Schiff) beträgt der Belastungszeitraum des Zellmaterials weniger als 1 Stunde. Literaturbefunde zeigen, dass auf molekularer und zellulärer Ebene Druckänderungen bis zu einer Stun- de tolerierbar sind. In günstigen Fällen vergehen vom Fang bis zum Labor weniger als 15 Minuten. Mittels der erfindungsgemäßen Tiefseevorrichtung 1 ist eine Bergungsprozedur möglich, die um den Faktor 10 bis 30 schneller ist als bisher übliche .
Figur 14 zeigt eine beispielhafte weitere Prozedur der Gewe- be-/Zellverarbeitung nach der Bergung. Die entnommene Tiefseeobjekt-Festsetzeinheit wird im Labor geöffnet, indem das Fixierelement 25 und das Siebelement 26 voneinander getrennt werden. Daraufhin lassen sich von dem Siebelement 26 fraktionierte und ggf. vorpräparierte Gewebeteile 75 des Tiefseeob- jekts 13 entnehmen und weiter verarbeiten. Dargestellt sind zwei Wege: Einmal das Einfrieren z.B. in Plastikröhrchen 76, insbesondere wenn vorher Gefrierschutzmittel (z.B. DMSO, Gly- zerin) zugesetzt wurden, zum anderen die Erzeugung einer Primärzellkultur 78 über Zugabe von Enzym- und Nährlösungen in geeigneten Gefäßen 77 und deren Passagierung, bis vermeh¬ rungsfähige Zellen 710 stabil in Kultur wachsen. Die Prozedur wird vorzugsweise so realisiert, dass die Druck- und/oder Temperaturverhältnisse der Tiefsee einstellbar sind. Zumindest sollten die Phasen ab 75 über 77 zu 79 unter Tiefseebedingungen ausgeführt werden. Sollte das nicht möglich oder notwendig sein (z.B. nach Bergung ohne Druckkammer) sind schnellstmöglich Tiefseebedingungen (z.B. Druck, Temperatur) nach der Zellisolation herzustellen. Entsprechende Systeme sind bekannt und bereits erprobt worden (vgl. B. Shillito, G. Hamel, C. Duchi D. Cottin, J. Sarrazin, P.-M. Sarradin, J. Ravaux, F. Gaill, Live capture of megafauna from 2300m depth, using a newly designed pressurized recovery device, Deep-Sea Research I 55 (2008) 881- 889).
Figur 15 zeigt eine Ausführungsform einer Einsatzprozedur der Tiefseevorrichtung 1 zur Bergung zumindest eines Tiefseeob- jekts 13 (insbesondere von vitalen Tiefseeorganismen).
An einer Tiefseestelle 81 wird die Tiefseevorrichtung 1 von Bord eines Schiffes 84 zu Wasser gelassen. Durch das Gewichtsteil IIa der Tiefseevorrichtung 1 sinkt die Tiefseevor- richtung 1 mit dem Gewichtsteil IIa zum Tiefseeboden 82 gerichtet und der Antriebseinheit 16 zur Wasseroberfläche gerichtet. Die Tiefseevorrichtung 1 soll bis auf den Tiefseeboden 82 absinken, wobei auch ohne Grundberührung in beliebiger Tiefe über dem Tiefseeboden 82 gefangen und geborgen werden kann.
Abschnitt a) kennzeichnet ein passives Sinken der Tiefseevorrichtung 1. In dieser Phase besteht normalerweise keine Eile. Abschnitt b) kennzeichnet die Ankunft der Tiefseevorrichtung 1 auf dem Tiefseegrund 82, wo die Tiefseevorrichtung 1 in Abhängigkeit der Oberflächenkontur des Tiefseegrunds 82 eine meist im Wesentlichen horizontale Lage einnimmt. Durch die Abstandshalteeinrichtung Ah (in Figur 15 nicht dargestellt) wird verhindert, dass die Einlassöffnung Eö der Fangeinrichtung 14 durch den Tiefseeboden 82 verschlossen wird.
Durch Anlocken oder Ansaugen (Abschnitt c) ) gelangt zumindest ein Tiefseeobj ekt 13' in die Fangeinrichtung 14. Ist dies erfolgt und mittels einer Feststelleinheit festgestellt, wird die Fangeinrichtung 14 verschlossen und alternativ oder ergänzend der Fixier-, Zerlege- und/oder Wirkmittelzugabevor- gang gestartet.
In Abschnitt d) wird das Gewichtsmittel IIa abgeworfen und die Tiefseevorrichtung 1 richtet sich mittels der Auftriebseinheit IIb auf, so dass die Auftriebseinheit IIa bzw. das Kopfende der Tiefseevorrichtung 1 zur Wasseroberfläche zeigt und die Antriebseinheit 16 zum Tiefseeboden 82 zeigt (Phase e) ) . Ist die Tiefseevorrichtung 1 aufgerichtet, ist die Tiefseevorrichtung 1 oder deren Längsachse La im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung Ar und somit im Wesentlichen senkrecht zu einer fiktiv ebenen Wasseroberfläche F ausge- richtet.
Wenn aufgerichtet, kann der Antrieb mittels der Antriebseinheit 16 und somit das Auftauchen erfolgen (Abschnitt f ) ) . Die Tiefseevorrichtung 1 ist auf dem Weg aus der Tiefsee zu der Wasseroberfläche hin im Wesentlichen senkrecht zu der fiktiv ebenen Wasseroberfläche F ausgerichtet und wird im Wesentlichen in Auftriebsrichtung Ar vorangetrieben. Obwohl in Figur 15 nicht gezeigt, ist es möglich, dass die Tiefseevorrichtung 1 auf dem Weg aus der Tiefsee zu der Wasseroberfläche ab- schnittsweise abweichend von der Auftriebsrichtung Ar vorangetrieben wird, z.B. um ein Auftauchen in einer bestimmten Zielregion an der Wasseroberfläche zu gewährleisten. Die Tiefseevorrichtung 1 ist ausgebildet und eingerichtet, um entweder nur der Auftriebsrichtung Ar oder einem Leitstrahl zu folgen oder umfasst eine Sensoreinrichtung zur Erfassung ihrer Lage und/oder Ausrichtung. In diesem Fall kann die Richtung der Bewegung der Tiefseevorrichtung 1 über die Steuerelemente am Heck korrigiert werden.
Kurz vor der Oberfläche (z.B. innerhalb der letzten 100 m) kann die Geschwindigkeit der Tiefseevorrichtung 1 gedrosselt werden, damit die Tiefseevorrichtung 1 nicht aus der Wasseroberfläche herausschießt. Dies kann allerdings auch vorteilhaft sein, da auf diese Weise der Auftauchort leichter erkannt wird (Abschnitt h) ) . Die Abschnitte i) und j) zeigen beispielhaft, wie die Tiefseevorrichtung 1 geborgen werden kann, was jedoch auch mit einem Schlauchboot oder anderen Systemen erfolgen kann.
An Bord eines Schiffes 84 mit Labor wird in der bereits be- schriebenen Art (Abschnitt k) ) das Tiefseeobjekt 13 weiter verarbeitet .
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand der einzelnen Unteransprüche unabhängig von dem Gegenstand der in Bezug genommenen Ansprüche.
*****

Claims

ANSPRÜCHE
1. Tiefseevorrichtung zur Bergung zumindest eines Tiefseeobjekts, insbesondere zumindest eines Organismus und/oder von Zellmaterial, aufweisend:
eine Fangeinrichtung (14), um zumindest ein Tiefseeobjekt aufzunehmen, und
eine Antriebseinheit (16), um die Tiefseevorrichtung anzutreiben,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, um zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) hin zu der Wasseroberfläche mittels der Antriebseinheit (16) vorangetrieben zu werden, und/oder
die Tiefseevorrichtung torpedoartig ausgebildet ist.
2. Tiefseevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefseevorrichtung
ausgebildet und eingerichtet ist, um in der Tiefsee im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet zu werden, und/oder
ausgebildet und eingerichtet ist, um zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet vorangetrieben zu werden .
3. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung ein abwerfbares Gewichtsmittel (IIa) umfasst, und/oder die Tiefseevorrichtung ein Gewichtsmittel (IIa) um- fasst, um die Tiefseevorrichtung kopfvoraus absinken zu lassen, und/oder
die Tiefseevorrichtung eine Auftriebseinheit (IIb) um- fasst, um die Tiefseevorrichtung im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) auszurichten.
4. Tiefseevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gewichtsmittel (IIa) und/oder die Auftriebseinheit (IIb) in einer Kopfendregion der Tiefseevorrichtung angeordnet ist, und/oder
die Tiefseevorrichtung im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet wird, nachdem das Gewichtsmittel (IIa) abgeworfen wurde, und/oder
ein statisches Auftauchen der Tiefseevorrichtung erfolgt, nachdem das Gewichtsmittel (IIa) abgeworfen wurde .
5. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangeinrichtung (14)
wasserdicht und/oder tiefendruckresistent verschließbar ist, und/oder
eine Temperiereinrichtung umfasst, um die Fangeinrichtung (14) und/oder zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobjekt zu temperieren, und/oder
eine Druckeinstelleinrichtung umfasst, um den Druck in der Fangeinrichtung (14) und/oder für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt einzustellen, oder
ausgebildet und eingerichtet ist, um in der Fangeinrichtung und/oder für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobjekt einen Druck zu gewährleisten, der im We¬ sentlichen dem Außendruck folgt.
6. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangeinrichtung (14) zumindest eines von Folgenden umfasst:
eine Kammer, in der zumindest ein Tiefseeobj ekt gefangen werden kann,
eine Feststelleinheit, um festzustellen, ob zumindest ein Tiefseeob ekt in der Kammer aufgenommen ist, eine verschließbare Kammer, die geschlossen wird, wenn eine Feststelleinheit das Vorhandensein zumindest eines Tiefseeobj ekts in der Kammer festgestellt hat, ein Lockmittel zum Anlocken zumindest eines Tiefseeobjekts in die Kammer,
eine Ansaugeinrichtung (29) zum Ansaugen zumindest eines Tiefseeobjekts und/oder von Tiefseewasser in die Kammer,
eine Siebeinrichtung (26) , gegen die zumindest ein angesaugtes Tiefseeo j ekt beaufschlagbar ist.
Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden An- rüche, gekennzeichnet durch
eine Präparationseinrichtung (25, 26, 47), um zumindest ein in der Fangeinrichtung (14) aufgenommenes Tiefseeobj ekt zu zerlegen und/oder zu fixieren, und/oder
eine Präparationseinrichtung (25, 26, 47), um mindestens ein Wirkmittel zumindest einem in der Fangeinrichtung aufgenommenen Tiefseeobj ekt zuzuführen, und/oder
eine Fangeinrichtung (14) oder eine Präparationseinrichtung (25, 26, 47), die ausgebildet und eingerichtet ist, um zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt von Umgebungswasser im Wesentlichen zu isolieren oder um zumindest ein Tiefseeobj ekt von Umgebungswasser umgeben zu bergen.
8. Tiefseevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein in der Fangeinrichtung (14) auf¬ genommenes Tiefseeobj ekt
sandwichartig fixierbar und/oder zerlegbar ist, und/oder
mittels Penetrierens fixierbar und/oder mittels
Schneiden zerlegbar ist.
9. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung einen langgestreckten Hauptkörper (12) umfasst und die Fangeinrichtung (14) in das Innere des langgestreckten Hauptkörpers (12) zumindest abschnittsweise entfernbar und vorzugsweise wieder- anbringbar integriert ist, und/oder
die Fangeinrichtung (14) zumindest abschnittsweise von der Tiefseevorrichtung abnehmbar und vorzugsweise wie- deranbringbar ist, und/oder
eine Anschlusseinrichtung für ein Drucksystem umfasst.
10. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefseevorrichtung zumindest eine Abstandshalteeinrichtung (Ah) umfasst, um zu verhindern, dass eine Einlassöffnung (Eö) der Fangeinrichtung (14) von dem Tiefseeboden (82) verschlossen wird.
11. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16)
als Propeller-, Schraub- und/oder Rückstoß- Antriebseinheit ausgebildet ist, und/oder ausgebildet und eingerichtet ist, um die Tiefseevorrichtung mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die größer ist als:
50 km/h,
75 km/h,
100 km/h.
12. Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
ein Einstellsystem zum Einstellen der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung der Tiefseevorrichtung, und/oder
eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Richtstrahls, und/oder
eine Bestimmungseinrichtung, um die Position und/oder die Tiefe und/oder die Ausrichtung der Tiefseevorrichtung zu ermitteln.
13. Verfahren zur Bergung zumindest eines Tiefseeobj ekts , insbesondere zumindest eines Organismus und/oder von Zellmaterial, mittels einer Tiefseevorrichtung, vorzugsweise einer Tiefseevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei :
zumindest ein Tiefseeobj ekt mittels einer Fangeinrichtung (14) aufgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) hin zu der Wasseroberfläche mittels einer Antriebseinheit (16) vorangetrieben wird, und/oder
die Tiefseevorrichtung torpedoartig hin zu der Wasseroberfläche vorangetrieben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung in der Tiefsee im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet wird, und/oder zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu der Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet vorangetrieben wird .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Gewichtsmittel (IIa) der Tiefseevorrichtung abgeworfen wird, und/oder
die Tiefseevorrichtung kopfvoraus absinkt, und/oder die Tiefseevorrichtung mittels einer Auftriebseinheit (IIb) in der Tiefsee im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung im Wesentlichen in Auftriebsrichtung (Ar) ausgerichtet wird, nachdem das Gewichtsmittel (IIa) abgeworfen wurde, und/oder
ein statisches Auftauchen der Tiefseevorrichtung erfolgt, nachdem das Gewichtsmittel (IIa) abgeworfen wurde .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fangeinrichtung (14)
für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt eine Temperatur gewährleistet wird, die im Wesentlichen der Temperatur im Tiefseeaufnahmebereich entspricht, und/oder für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt ein Druck gewährleistet wird, der im Wesentlichen dem Druck im Tiefseeaufnahmebereich entspricht, oder für zumindest ein aufgenommenes Tiefseeobj ekt ein Druck gewährleistet wird, der im Wesentlichen dem Außendruck folgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Feststelleinheit feststellt, ob zumindest ein Tiefseeobjekt in der Fangeinrichtung (14) aufgenommen ist, und/oder
eine verschließbare Kammer geschlossen wird, wenn eine Feststelleinheit das Vorhandensein zumindest eines Tiefseeobj ekts in der Kammer festgestellt hat, und/oder
eine Ansaugeinrichtung (29) zumindest ein Tiefseeobjekt und/oder Tiefseewasser in die Kammer ansaugt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein in der Fangeinrichtung (14) aufgenommenes Tiefseeobjekt zerlegt und/oder fixiert wird, und/oder
mindestens ein Wirkmittel zumindest einem in der Fangeinrichtung (14) aufgenommenen Tiefseeobj ekt zugeführt wird, und/oder
zumindest ein in der Fangeinrichtung (14) aufgenommenes Tiefseeobjekt im Wesentlichen von Umgebungswasser isoliert wird oder von Umgebungswasser umgeben geborgen wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein in der Fangeinrichtung (14) aufgenommenes Tiefseeobj ekt
sandwichartig fixiert und/oder zerlegt wird, und/oder mittels Penetrierens fixiert und/oder mittels Schneiden zerlegt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tiefseevorrichtung rückstoßartig mittels der Antriebseinheit (16) angetrieben wird, und/oder
die Tiefseevorrichtung mit einer Geschwindigkeit vorangetrieben wird, die größer ist als:
50 km/h,
75 km/h, oder
100 km/h.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefseevorrichtung einen Richtstrahl erfasst, wobei in Abhängigkeit des erfassten Richtstrahls die Bewegungsrichtung der Tiefseevorrichtung einstellbar ist.
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