In Seebach muss sich bewähren, was im Weltall funktionieren soll
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Es knirscht gefährlich, wenn Stéphane Michaud, Systemingenieur bei Ruag Space, das Testmodell des Geländefahrzeugs über den Sand fahren lässt. Das wird niemanden stören, wenn die definitive Ausführung einmal im Einsatz ist. Der Exo-Mars-Rover wird auf dem Mars unterwegs sein, zwischen 50 und 400 Millionen Kilometer entfernt vom Labor in Zürich-Seebach, wo jetzt Versuche stattfinden. Deren Zweck ist es, die richtigen Räder, Motoren und Steuerungen zu finden.
Ingenieure der bundeseigenen Hightechfirma Ruag, unterstützt von Fachleuten der ETH und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, sind verantwortlich für das Fahrgestell und den Antrieb des Rovers. Andere Labors in Europa entwickeln die Bohranlage, das Bodenanalysesystem und die Navigationstechnik. Ab 2018 soll der Exo-Mars-Rover auf dem Planeten nach Spuren von Wasser im Boden suchen.
Um das Fahrzeug entwickeln zu können, müssen die Umweltbedingungen am Einsatzort – so gut es geht – auf der Erde simuliert werden. Die kurze Teststrecke ist mit verschiedenen Materialien bedeckt, die jenen auf dem Marsboden gleichen, wie man ihn von Bildern her kennt. Nach Rezepten der europäischen Raumfahrtorganisation Esa hat das Labor des Baustoffanbieters Kibag spezielle Sand-Kies-Mischungen hergestellt. Dieser «Marsboden» ist inzwischen auch an chinesische Wissenschaftler geliefert worden.
Rakete mit Fracht
Simuliert werden muss auch die auf dem Mars dreimal kleinere Schwerkraft. Deshalb werden die Tests der Räder mit einer entsprechend geringeren Last durchgeführt. Die Räder sind aus Metall (Gummi eignet sich nicht auf dem Mars) und so elastisch, dass sie grössere Steine überklettern können. Die Richtung jedes Rades lässt sich um 360 Grad drehen, sodass der Rover auch seitwärts rollen oder sich auf der Stelle drehen kann. Seinen Weg um die Hindernisse soll er sich selber suchen, er erhält aber täglich von der Erde aus Aufträge und schickt regelmässig Bilder seiner Umgebung. Für einen ständigen Funkkontakt reicht die bescheidene Stromversorgung – so viel Energie wie für einen PC – nicht aus.
Bei der Entwicklung des Exo-Mars-Rovers stehen die Ingenieure noch ganz am Anfang. Ein anderes Projekt, an dem Ruag entscheidend beteiligt ist, wird nächste Woche einen Höhepunkt erleben: Beim 200. Start einer Ariane-Rakete soll der europäische Raumtransporter Johannes Kepler auf die Reise geschickt werden. Das unbemannte ATV (Automated Transfer Vehicle) wird die Internationale Raumstation ISS mit gut sieben Tonnen Fracht beliefern, darunter Verpflegung, Ersatzteile, Experimentiermaterial, Sauerstoff, Post für die Besatzung und Treibstoff, den die Raumstation benötigt, um auf Kurs zu bleiben und grösseren Stücken von Weltraumschrott auszuweichen.
Rückflug mit Abfall
Die Ariane-5 mit der Flugnummer 200 kann zwischen dem 15. und dem 19. Februar starten, das ATV soll dann am 23. Februar vollautomatisch am russischen Modul Zvezda andocken. Dort wird es bis zum 4. Juni fester Teil der ISS-Struktur sein. In dieser Zeit entladen die Astronauten den Frachtraum. Gleichzeitig sorgen die Triebwerke des ATV dank einem speziellen Treibstoffvorrat dafür, dass die ISS 40 Kilometer weiter von der Erde weggeschoben wird. Jeden Tag nähert sie sich nämlich dem Heimatplaneten um 50 bis 100 Meter. Ist der Frachtraum leer und der Treibstoff aufgebraucht, hat das ATV seinen Zweck erfüllt. Es wird mit Abfall aus der ISS gefüllt und zurück in die dichtere Atmosphäre gelenkt, wo Transporter und Inhalt verglühen.
ATV Johannes Kepler ist nach dem Demonstrations- und Testmodell Jules Verne von 2008 der zweite europäische Raumtransporter. Bestellt sind insgesamt fünf Stück davon, Nummer vier wird gegenwärtig gebaut. Der Schweizer Hersteller Ruag Space liefert Strukturelemente, die Innenausstattung des Frachtraums, das Überwachungssystem für das automatische Andockmanöver sowie die Mechanik für die Entfaltung der Sonnensegel. Axel Deich, der verantwortliche Manager von Ruag Space, lobt die Qualitäten des ATV: Der Transporter sei im höchsten Masse automatisiert und sehr leistungsfähig. Da die US-Space-Shuttles noch in diesem Jahr endgültig stillgelegt werden, ergeben sich für solche Frachter in Zukunft gute Marktchancen. Allerdings sind neben den Europäern auch die Amerikaner und andere Nationen daran, unbemannte Transporter zu entwickeln, um den Betrieb der ISS sicherzustellen.
Material muss Mach 12 aushalten
Während in Kourou Johannes Kepler an der Spitze der 200. Ariane startklar gemacht wird, kann man in den Hallen der Ruag in Zürich und in Emmen bereits Teile künftiger Missionen sehen. Seit Ariane-1 am 24. Dezember 1979 gestartet wurde, haben die Schweizer Spezialisten sämtliche Nutzlastverkleidungen der verschiedenen Ariane-Typen hergestellt (siehe Grafik). Der Firmenname hat während dieser Zeit von Contraves Space zu Ruag Space gewechselt, das Werk an der Zürcher Stadtgrenze gehört nun zu einer internationalen Firmengruppe, die in der Schweiz, in Schweden und in Österreich tätig ist.
Die von Ruag aus Aluminiumwaben und Kohlenstoffverbundmatten aufgebauten und im Ofen gehärteten Nutzraumverkleidungen bilden unübersehbar die Spitze der Rakete. Sie schützen die heiklen Satelliten vor Schäden beim Start, bei dem die Ariane-Rakete Mach 12 erreicht und heftigst vibriert.
Das Unternehmen fertigt aber auch viele andere Spezialitäten für die Raumfahrt. In ganz neuen Labors, die nach hohen Standards der Reinraumtechnik ausgerüstet sind, wird beispielsweise an Geräten gebaut, mit denen Satelliten in Zukunft über Laserverbindungen kommunizieren sollen statt über Funk. So können viel grössere Datenmengen transportiert werden, die Technik erfordert aber extrem staubfreie Spiegel und eine hochpräzise Mechanik. (Tages-Anzeiger)
Erstellt: 09.02.2011, 21:52 Uhr
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Familie, Beruf und Studium
Sonia Uhlmann ist keine typische Studentin. Dank Fernstudium hat sie den Master trotzdem geschafft.
