Der Weg zur digitalisierten ABC-Abwehr

Anja Glisovic, Karsten Kleine

So weit das Auge reicht“ – Feldversuche passive C-Ferndetektion in Schweden. Die Aerosolwolke ist mit bloßem Auge nicht erkennbar, mittels Infrarotspektroskopie aber deutlich darstell- und charakterisierbar. Direkte Sichtlinien sind Voraussetzung für C-Ferndetektion. Geräte und Personal bleiben kontaminationsfrei. Versuche und Entwicklung stehen unter Leitung des Wehrwissenschaftlichen Institut für Schutztechnologien – ABC-Schutz (WIS)
Bundeswehr

Zunehmende Digitalisierung ist in modernen Streitkräften nicht mehr wegzudenken. Wurden selbst in der jüngeren Vergangenheit noch Lagekarten bis hin zur Handkarte eines Trupps händisch geführt und mussten die Lageentwicklungen per Funkspruch übertragen und mit Stift aktualisiert werden, so entwickelt sich im Zeitalter der digitalisierten Führungssysteme ein zunehmend automatisierter Prozess. Meldungen der Gefechtsfahrzeuge werden direkt in das digitale Führungssystem eingetragen, dargestellt und automatisch an weitere Teilnehmer übermittelt. Somit stehen der Truppe innerhalb kürzester Zeit aktuelle Informationen zur Verfügung und verschaffen auf allen Ebenen den nötigen Überblick über die aktuelle Lage. Vor allem müssen die ABC-Abwehrkräfte der Bundeswehr zukünftig in der Lage sein, Meldungen zu ABC-­Ereignissen, schnell verfügbar zu machen. Nur so können die entsprechenden Maßnahmen zum Schutz der eigenen Kräfte zeitgerecht und zielgerichtet eingeleitet werden. Denn gerade bei ABC-Ereignissen ist der Faktor Zeit von entscheidender Bedeutung.

Trotz zunehmend moderner Technik und stetiger Weiterentwicklung sind die in der Bundeswehr vorhandenen ABC-Spür- und Messgeräte derzeit noch nicht umfänglich netzwerkfähig. Die Übertragung von Daten zwischen verschiedenen digitalen ­Systemen muss über den Menschen erfolgen. Diese „Drehstuhlschnitt­stellen“ entsprechen nicht der Zeit, sind fehleranfällig und werden gerade den Anforderungen der Landes- und Bündnis­verteidigung (LV/BV) nicht gerecht. Im Kontext der Modernisierung von ABC-Aufklärungssensorik wurde durch das ABC-Abwehrkommando der Bundeswehr eine Studie zur Etablierung eines umfassenden ABC-Raumschutz beauftragt. Absicht ist es, einen Raum automatisiert in Bezug auf ABC-Kampf- und Gefahrstoffe zu überwachen und gewonnene Ergebnisse schnell und digitalisiert in den ­FüInfoSys bereitzustellen. Dabei wurden im Rahmen der Studie, fokussiert auf das Operationsgebiet einer deutschen Heeres­division in einem Szenario der Landes- und Bündnisverteidigung, die notwendigen Rahmenbedingungen für einen umfassenden ABC-Raumschutz untersucht.

Ein wesentliches Ergebnis der Studie ist die unabdingbare Netzwerkfähigkeit im Bereich der ABC-Spür- und Messgeräte. Nur durch die Verknüpfung zahlreicher Sensoren kann ein umfassender ABC-Raumschutz erzielt werden. Daten müssen automatisiert in das Gesamtsystem einfließen können. Ein Weg dorthin könnte zum Beispiel die Nutzung möglichst vieler Plattformen als Trägersystem für die Sensoren sein. Die Untersuchung zeigt: Weg vom klassischen Verfahren, ABC-Spürpapier vor den Winkelspiegeln der Gefechtsfahrzeuge anzubringen und Verfärbungen über Funk zu melden, hin zur automatisierten Meldung durch am Fahrzeug angebrachte Sensoren.

Die Grafik zeigt vereinfacht die Verknüpfung einzelner Sensoren mit der...
Die Grafik zeigt vereinfacht die Verknüpfung einzelner Sensoren mit der ABC-Abwehrberatung und der Darstellung in den FüInfoSys. [LRS – lokaler Raumschutz / GRS – Gebietsraumschutz]
Quelle: Bundeswehr

Eine sich aus der Vernetzung ergebende Herausforderung für das ABC-Auswertepersonal stellt zukünftig die Menge der zu bewertenden Daten dar. Unabhängig von den Meldungen der eigenen Sensoren können je nach Entwicklungsstand zusätzliche Informationen aus weiteren Quellen, wie zum Beispiel Messergebnisse der Sensoren einer Umweltmessstation oder Informationen aus Social-Media-Analysen für die ABC-Abwehrberatung von Bedeutung sein. Zur Bewältigung dieser Datenmenge wird in einem weiteren Schritt auch der Einsatz von künstlicher Intelligenz zur Unterstützung der Auswertung sowie zur schnellen Bereitstellung verifizierter Informationen unumgänglich sein.

Als zentrales Element des Systems ABC-Abwehr innerhalb eines FüInfoSys kommt bereits heute die ABC-Auswertesoftware NEWS zum Einsatz. Im Rahmen der technischen Weiterentwicklung werden die in NEWS generierten Informationen künftig über entsprechende Schnittstellen in den in der Bundeswehr verwendeten FüInfoSys bereitgestellt. Bei der Schnittstellenspezifizierung sind die entsprechenden NATO-Standards zu berücksichtigen, um die automatisierte Bereitstellung gewonnener Daten auch in den FüInfoSys alliierter Streitkräfte zu ermöglichen. Dazu wird NEWS kontinuierlich weiterentwickelt.

Auch die Art der Verbringung bzw. der Einsatz der ABC-Sensoren wird sich zukünftig neu ausrichten. Durch Miniaturisierung von ABC-Sensoren wird nicht nur deren Einbindung in mobile Plattformen der Streitkräfte zur Verdichtung des ABC-Lagebildes beitragen und dadurch die Vorwarnzeiten bei ABC-Ereignissen vergrößern. Unbemannte Systeme werden zunehmend als Trägersystem für ABC-Sensoren fungieren und neue Ansätze bei Detektions- und Nachweisverfahren weitere Einsatzmöglichkeiten eröffnen.

Derzeit müssen die meisten Sensoren mit ABC-Kampf- und Gefahrstoffen in Kontakt kommen, um diese zu detektieren, einschließlich der persönlichen Warngeräte, die am Körper getragen werden. Zwar warnen diese schon bei geringen Mengen, aber eine Gefährdung des Personals ist so nicht vollständig ausgeschlossen. Dies bedeutet zwangsläufig, dass Material und Personal kontaminiert wird und anschließend aufwendig dekontaminiert werden muss, was Kräfte und Mittel bindet. Um genügend Vorwarn- und Reaktionszeit zu haben, müssen Kampfstoffspürgeräte weit vor der Stellung oder einem zu schützenden Objekt in Windrichtung platziert werden, was entweder viele oder sehr bewegliche Sensor­plattformen bedingt.

Die Vorteile, ABC-Kampf- und Gefahrstoffe und hier besonders C-Kampfstoffe abstandsfähig messbar zu machen und so frühzeitig in der Atmosphäre erkennen zu können, liegen auf der Hand. Größere Gebiete können überwacht sowie Vorwarn- und Reaktionszeiten erhöht werden. Messgeräte, Material und Personal müssen nicht mit dem C-Kampf- und Gefahrstoff in Berührung kommen. ABC-Schutz- und Dekontaminationsmaßnahmen können auf diese Art ggf. reduziert werden, eine deutliche Entlastung für die Soldaten. Gleichzeitig können Einheiten und Verbände C-Gefahren großräumig und frühzeitig ausweichen. Die Gefechtsführung wird flexibler. Weniger Personal und Material wird benötigt, um die gleiche Aufklärungsleistung zu generieren. Der Prozess der ABC-Aufklärung wird somit effizienter und leistungsfähiger.

Tatsächlich ist der Ansatz zur Lösung des Problems, C-Kampfstoffe in der Atmosphäre sichtbar zu machen, über zweihundert Jahre alt und 101 Jahre älter als der erste C-Waffeneinsatz in Ypern 1915. Jedoch ist dieser Ansatz erst in den letzten Jahren verlässlich und leistungsstark genug geworden, um den Einsatz im Feld zu betrachten. Bereits 1814 gelang es dem Münchner Optiker Joseph von Fraunhofer das sichtbare Licht der Sonne in sein Spektrum zu zerlegen und darin schwarze Linien nachzuweisen. Diese Linien gehen auf die Absorptionslinien der Gase in der Erd- und der Sonnenatmosphäre zurück und erlauben somit, die Zusammensetzung der Atmosphäre zwischen Lichtquelle und Beobachter zu bestimmen. Ein Zusammenhang, der gut 45 Jahre später durch Gustav Robert Kirchhoff und Robert Bunsen hergestellt wurde und es heute erlaubt, die Zusammensetzung der Atmosphäre ferner Planeten und Sonnen zu bestimmen.

Ein ähnlicher Ansatz erlaubt es, ABC-Kampf- und Gefahrstoff in der Atmosphäre sichtbar zu machen und ihre Zusammensetzung zu bestimmen. Dazu wird der nicht-sichtbare Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums beobachtet und ausgewertet. Dieser erlaubt es, verschiedene organische Verbindungen zu unterscheiden und chemische Verbindungen wie C-Kampfstoffe zu identifizieren.

In passiven C-Ferndetektionssystemen wird die natürliche Infrarotstrahlung der Umgebung als Lichtquelle genutzt, wie das sichtbare Licht durch das menschliche Auge. Diese Systeme arbeiten schnell, können auf Flugplätzen eingesetzt werden und sind schwer aufzuklären, da sie keine Strahlung aussenden. Allerdings charakterisieren sie die Atmosphäre in Blickrichtung ausgehend von ihrer Optik bis theoretisch ins Unendliche. Dies bedeutet, dass keine Aussage zum Abstand einer Kampfstoffwolke zum Detektor getroffen werden kann. Dies ist nur über Triangulation in Verbindung mit mindestens einem zweiten System möglich. Ihre Leistungsfähigkeit und Verlässlichkeit hat jetzt einen Entwicklungsstand erreicht, der sie sehr interessant für die ABC-­Abwehr macht. Eingesetzt im Rahmen der ABC-Aufklärung oder im Bereich des ABC-Raumschutzes ermöglichen die Systeme herannahende C-Gefahren frühzeitig zu erkennen, in Echtzeit zu beobachten und zielgerichtet Maßnahmen ergreifen zu können.

Aktive C-Ferndetektion, mobil. Oben, links, jetziger Versuchsaufbau im Fahrzeug.
Aktive C-Ferndetektion, mobil. Oben, links, jetziger Versuchsaufbau im Fahrzeug. Oben, rechts, älterer Versuchsaufbau auf einem Fahrzeug, Übungsplatz BERGEN. Zur Illustration wurde ein Laser im sichtbaren Spektrum zugeschaltet. Unten, links, erste Visierung auf ein Gebäude. Unten, links Test der maximalen Reichweite. Taktisch müssen aktive Detektionen im Gelände mit schnellen Stellungswechseln verbunden werden, denn Infrarotlaser sind z.B. mit Nachtsichtsystemen genauso gut aufklärbar wie der hier gezeigte grüne Laser. Entwicklung und Versuche wurden und werden durch das WIS durchgeführt
Quelle: Bundeswehr)

Dem Einsatz auf unbemannten Systemen wie Unmanned Ground Vehicles (UGV) und Unmanned Air Vehicles (UAV), wie auch auf Sensorphalanxen oder Aerostaten steht grundsätzlich nichts im Wege. Die Entwicklung ist hier jedoch mit heutigen Stand nicht abgeschlossen.

Allerdings tritt nicht jede C-Gefahr in Form einer Kampfstoffwolke auf. Auch der Einsatz schwerflüchtiger Kampfstoffe ist in heutigen Bedrohungsszenarien realistisch. Durch die Haftung an Oberflächen sind sie durch passive Methoden kaum nachweisbar. Aber sie können aktiv beleuchtet und mit Infrarotlasern vermessen werden. Selbst bei schwarzen Oberflächen ist die Menge des rückgestreuten Lichts ausreichend, um detektiert und ausgewertet zu werden. Der Energieeintrag auf die Oberflächen ist dabei vernachlässigbar und die anhaftenden Kampfstoffe werden nicht verdampft. Eine Brandgefahr ist somit ausgeschlossen. Mit diesen aktiven Systemen ist es außerdem möglich, in einem Gebiet C-Kampf- und Gefahrstoffe zu spüren und selbst mit wenigen mobilen Systemen große Gebiete abzudecken. Weiterhin existieren Ansätze, aktive Systeme zum Straßenspüren zu verwenden und so echtzeitfähige Messungen bei Geschwindigkeiten von bis zu 30 km/h zu erreichen. Der zeitliche Versatz bis zum Ergebnis liegt hier bei etwa 2 Sekunden. Dies bedeutet für das Szenar Landes- und Bündnisverteidigung einen deutlichen Fähigkeitsgewinn, um schnell große Gebiete auf Passierbarkeit und Vorhandsein von ABC-Gefahren zu prüfen.

Kombinationssysteme, die es erlauben passiv zu arbeiten und jederzeit bei Bedarf auf aktive Identifikation umzuschalten, werden nach Erreichen der Feldtauglichkeit einen Quantensprung in der Fähigkeitsentwicklung darstellen. Die Rüstung solcher Systeme wird es erlauben, die ABC-Abwehr und insbesondere die ABC-Aufklärung schneller und effizienter zu machen. Neue Einsatzgrundsätze sind dazu in Planung und Entwicklung, während die beschriebenen Systeme für die mobile, fahrzeuggebundene ABC-Aufklärung und den ABC-Raumschutz feldtauglich gemacht werden.

Gleichzeitig wird die Nutzung auf unbemannten Träger- und Begleitsystemen sowie ihr Zusammenwirken mit den Kräften im Feld geprüft. So kann beispielsweise bei Bränden oder Austritt von chemischen Gefahrstoffen, die Ausbreitung sowie Zusammensetzung der Gefahrstoffwolken noch in der Luft bestimmt und die Bevölkerung frühzeitig gewarnt und ggf. evakuiert werden. Denn eines Einsatzes von C-Kampfstoffen bedarf es nicht, wenn die Zerstörung einer Industrieanlage, wie sie in Deutschland zu tausenden vorhanden sind, den gleichen taktischen oder strategischen Effekt einfacher herbeiführen kann.

Aber auch den Kräften am Boden kommen die so gewonnen Erkenntnisse zu Gute, denn trotz aller Möglichkeiten auf Abstand aufzuklären, wird es unverändert Fachleute der ABC-Abwehr vor Ort benötigen, um die Lage zu bewältigen. Mit einem präzisen Lagebild können sie jedoch ihre ABC-Schutzmaßnahmen anpassen. Denn je nach Auftrag und Witterung führt die Arbeit unter ABC-Vollschutz zu enormen physischen Belastungen. Die Erfahrungen, die jeder durch das Tragen einer medizinischen oder einer FFP 2-Maske im Rahmen der COVID-Schutzmaßnahmen gemacht hat, geben hierzu einen kleinen Einblick in die Belastungen der unter ABC-Schutz eingesetzten Kräfte. Jede Erleichterung ohne Einschränkung der Sicherheit ist hier willkommen und notwendig. Zusätzlich zu den umfangreichen Schutzvorkehrungen für die Soldatinnen und Soldaten, gibt es auch hier weitreichende Untersuchungen zum Schutz und zur Entlastung der unter ABC-Individualschutz eingesetzten Kräfte.

Für das vor Ort eingesetzte Führungspersonal ist es seit jeher schwierig, den physischen und psychischen Belastungszustand der unter ABC-Individualschutz eingesetzten Kräfte einzuschätzen. Da nicht jeder gleich auf die körperliche Belastung reagiert, ist es nicht ungewöhnlich, dass Erschöpfungszustände unterschiedlich schnell aufkommen können. Aus diesem Grund werden Untersuchungen zur Erfassung der biometrischen Daten durchgeführt, welche dem Schutz der unter ABC-Individualschutz eingesetzten Soldatinnen und Soldaten dienen und das Führungspersonal während eines Einsatzes unterstützen sollen. Durch Unterbekleidung, ähnlich einer „Funktionsunterwäsche“, werden im Rahmen von Biomonitoring z.B. Körpertemperatur und Herzfrequenz erfasst und mittels Funkübertragung an ein entsprechendes Auswertesystem übertragen. Anhand einer grafischen Darstellung kann der eingesetzte Verantwortliche vor Ort den Belastungszustand der einzelnen Soldaten und Soldatinnen erkennen und entsprechend auf Erschöpfungserscheinungen reagieren, bevor es zu einem körperlichen Zusammenbruch kommt.

Aber auch technische Weiterentwicklungen, die das Arbeiten unter ABC-Individualschutz erleichtern sollen, werden in verschiedenen Studien der Bundeswehr untersucht. Neben dem Biomonitoring kommt hier der Nutzung von Exoskeletten eine weitere Bedeutung zu. Abgeleitet aus den Erfahrungen aus Handwerk und Industrie soll hier eine Unterstützung geschaffen werden, ungewohnte Tätigkeiten, wie z.B. das Arbeiten mit einer Farbrolle über Kopf erleichtern soll. Selbst bei so geringen Gewichten werden nach einer geraumen Zeit die Arme schwer und die Unterbrechungen der Arbeit häufen sich in immer kürzeren Abständen. Ähnlich geht es dem an einer Dekontaminationseinrichtung eingesetzten Personal. Die Tätigkeiten bei der Vor-, Haupt- oder Nachbehandlung von kontaminierten Fahrzeugen bedarf häufiges Arm-über-Kopf-Arbeiten. Hier können Exoskelette erheblich zur Entlastung des an den Stationen eingesetzten Personals beitragen. Doch nicht jedes Exoskelett ist für den Einsatz im Bereich der ABC-Abwehrkräfte der Bundeswehr geeignet. Kann zum Beispiel eine Fachkraft für Lagerlogistik ein Exoskelett offen über der Arbeitsbekleidung tragen, so ist dies an einer Dekontaminationseinrichtung nicht möglich. Zum einen muss das Exoskelett zum Schutz vor Kontamination unter der ABC-Schutzbekleidung Platz finden, zum anderen muss auch die individuelle Bedienung unter ABC-Individualsschutz uneingeschränkt gewährleistet werden. Dies sind Rahmenfaktoren, die es so in vielen anderen Bereichen nicht gibt.

Unter der Leitung des Wehrwissenschaftlichen Instituts für Schutztechnologien – ABC-Schutz (WIS) in MUNSTER (Niedersachsen) werden derzeit in Zusammenarbeit mit der Universität der Bundeswehr Hamburg und der Universität Innsbruck Exoskelette für diese spezifischen Anforderungen entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein speziell für den Bereich der ABC-Abwehr entwickeltes kompaktes System zur Entlastung des Schulter- und Nackenbereichs, welches unter einer impermeablen ABC-Schutzbekleidung getragen wird. Erste Laborversuche wurden bereits durch das wissenschaftliche Personal durchgeführt. Diese werden zuletzt, in Zusammenarbeit mit dem ABC-Abwehrkommando der Bundeswehr, durch weitere Untersuchungen unter Einbindung der Truppe fortgesetzt werden.

Ziel all dieser Maßnahmen ist es, die ABC-Abwehrkräfte der Bundeswehr bestmöglich in ihrer Aufgabenwahrnehmung zu unterstützen und so die ABC-Abwehr schneller, wirksamer und effizienter zu machen. An dieser Prämisse werden die Ansätze bemessen und entwickelt. Die Soldatinnen und Soldaten der qualifizierten ABC-Abwehr werden durch Ausbildung, qualitativ hochwertige Übungsmöglichkeiten, beständige Fort- und Weiterbildung sowie die Bereitstellung bestmöglichen Geräts und Ausrüstung befähigt, die ABC-Abwehr für die künftigen Herausforderungen zukunftsfähig auszurichten. 


Mehr zu den Themen:

Verwandte Artikel

Die Zentrale Expositionsdatenbank (ZED)

Die Zentrale Expositionsdatenbank (ZED)

In einigen Bereichen des Arbeitsalltags sind Beschäftigte trotz Verbesserungen im Arbeitsschutz krebserzeugenden Gefahrstoffen ausgesetzt. Beispiele für solche Expositionen sind Asbest bei Sanierungs- oder Abbrucharbeiten, Dieselmotor­emissionen,...

Treffen der G20-Digitalministerinnen und -minister

Treffen der G20-Digitalministerinnen und -minister

Am 1. September 2022 haben die G20-Digitalministerinnen und -minister (Digital Economy Ministers) in Bali/Indonesien getagt.

Neue Kooperation zwischen Hochschule Merseburg und Umweltbundesamt

Neue Kooperation zwischen Hochschule Merseburg und Umweltbundesamt

Mit der heutigen Unterzeichnung der Kooperationsvereinbarung legen die Hochschule Merseburg und das Umweltbundesamt (UBA) den Grundstein für ihre Zusammenarbeit in den Bereichen Umwelt und Digitalisierung – sowohl auf wissenschaftlicher Ebene als...

: