Drohnengestützte Methanmessung (w/m/d)

Das Institut für Physik der Atmosphäre des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen erforscht die Physik und Chemie der globalen Atmosphäre vom Erdboden bis zum oberen Rand der mittleren Atmosphäre. Als Teil des Instituts entwickelt die Abteilung Atmosphärische Spurenstoffe (ATS) in-situ Messmethoden für klimarelevante Spurengase und Treibhausgase, und setzt diese auf verschiedenen Plattformen (Forschungsflugzeuge, Helikopter, Drohnen) ein. Zudem werden begleitende Modellsimulationen durchgeführt.

Einer der Arbeitsschwerpunkte der Abteilung liegt auf der Charakterisierung und Quantifizierung von Treibhausgasquellen wie z.B. Methan, dem zweitwichtigsten anthropogenen Treibhausgas. Hierzu führen wir meist flugzeuggetragene Messkampagnen weltweit durch, um verschiedene natürliche und anthropogene Quellen zu vermessen.

Im Rahmen der hier ausgeschriebenen Stelle sollen für die Vermessung von lokalisierten Punktquellen (z.B. Leckagen aus der Öl- und Gasindustrie) ein low-cost Methansensor für den Einsatz auf einer Drohne (bzw. einer Flotte von Drohnen) vorbereitet und getestet werden.

Zunächst muss der Sensor im Labor charakterisiert werden. Hierzu zählen unter anderem die Analyse der Nachweisgrenze, des Rauschens, etwaiger Drift, sowie die Querempfindlichkeit gegenüber meteorologischen Parametern wie Temperatur oder Luftfeuchte, und gegenüber weiteren Spurengasen wie Wasserstoff oder Kohlenmonoxid. Außerdem sind Performancevergleiche mit bereits etablierten, hochgenauen Messinstrumenten geplant.

Der zweite Teil der Studienarbeit beinhaltet die Integration des Sensors auf einer Drohne und erste Tests bei Probeflügen. Dieser Teil der Arbeit geschieht in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Verkehrsmeteorologie (MET), die bereits verschiedene Drohnen betreibt. Ziel ist es, den Sensor hardware- und softwareseitig sinnvoll auf dem Luftfahrtzeug zu implementieren und, unter Berücksichtigung der im Labor gewonnenen Kenntnisse, eine stabile Messung im Feld zu ermöglichen. Unter anderem gehört hierzu die Ausarbeitung eines Konzepts zur Kalibration des Sensors sowie die Durchführung und Auswertung im Hinblick auf die Methanmessung geeigneter Testflüge.

· Bachelor Student/in den Naturwissenschaften (z. B. Physik, Meteorologie) oder der Ingenieurwissenschaften (z.B. aus den Bereichen Robotik oder Maschinenbau) oder anderer, für die Tätigkeiten geeigneter Studiengänge

· Kenntnisse und Erfahrungen bei der Durchführung von Versuchsreihen im Labor

· Programmierkenntnisse für die wissenschaftliche Datenauswertung, vorzugsweise in Python

· Idealerweise Erfahrung mit dem hardware- und softwareseitigen Aufbau eines Minicomputersystems zur Ansteuerung und Datenerfassung.

· Motivation, Engagement und die Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten

· Gute Deutsch- und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift