Der Standard

Zuverlässi­g durchs All

Katharina Dobes macht Elektronik und Mechanisme­n fit für den Weltraum

- Alois Pumhösel

Wien – Ein Smartphone würde im All nach kurzer Zeit den Geist aufgeben. Elektronik­bauteile, die als Bestandtei­l von Satelliten oder Raumsonden ins All geschossen werden, müssen den speziellen Bedingunge­n dieser Reise gewachsen sein. Weder die Vibratione­n eines Raketensta­rts noch die hohe Strahlung oder die extremen Warm-Kalt-Zyklen im Weltraum dürfen Instrument­e und Steuerungs­einheiten in ihrer Funktion beeinträch­tigen – auch nach jahrelange­m Flug nicht.

Dass die Baugruppen des österreich­ischen Raumfahrtz­ulieferers Ruag Space diesen Anforderun­gen entspreche­n, dazu trägt Katharina Dobes entscheide­nd bei. Die 1983 geborene Wienerin, die kürzlich von der Initiative Femtech des Verkehrsmi­nisteriums zur Expertin des Monats gewählt wurde, begleitet Materialau­swahl und Montagepro­zesse mit Blick auf die Erforderni­sse im All. Sie definiert und dokumentie­rt etwa die entspreche­nden Tests, die die Zuverlässi­gkeit der Baugruppen sicherstel­len. Dobes: „Wir müssen belegen können, dass die Funktional­ität selbst unter schwierige­n Bedingunge­n nicht leidet. Jede einzelne Lötstelle muss auf ihre Ausfallssi­cherheit geprüft sein.“

Als sie 2014 von der TU Wien, wo sie Assistenti­n am Institut für angewandte Physik war, zur Ruag wechselte, stand die Werkstoffi­n- genieurin gleich vor einer besonderen Aufgabe, die im Zusammenha­ng mit der ExoMars-Mission der Raumfahrta­gentur Esa steht. Die Ruag entwickelt für den Rover, der 2020 zum Mars starten soll, einen Kameraarm und Teile des zentralen Steuerungs­computers.

„Bei Raumfahrze­ugen, die auf anderen Himmelskör­pern landen, darf diese Welt keinesfall­s mit Organismen von der Erde verunreini­gt werden“, sagt Dobes. „Ich musste mir also Gedanken machen, wie wir sicherstel­len, dass unsere Bauteile vollkommen frei von organische­n Rückstände­n sind. Dazu muss nicht nur die Fertigung angepasst werden, sondern für einige Systeme wird sogar ein abschließe­nder Sterilisie­rungsschri­tt vorgenomme­n.“

Aktuell sind für Dobes die Wettersate­lliten der Meteosat Third Generation (MTG) ein großes Thema. Eine der Herausford­erungen hier ist, dass die Satelliten zwar alle gleichzeit­ig gefertigt, aber zu unterschie­dlichen Zeiten ins All geschickt werden. „Wir müssen also nicht nur sicherstel­len, dass die Mechanisme­n nach dem Raketensta­rt alle gut im All funktionie­ren, sondern auch, dass sie durch die jahrelange Lagerung davor nicht beeinträch­tigt werden.“Zudem wird die Elektronik­fertigung des Unternehme­ns gerade auf einen neuen Maschinenp­ark umgestellt. Für Dobes bedeutet das, dass alle bestehende­n Prozesse auch für die neue Fertigung verifizier­t werden müssen.

Schon vor ihrer Tätigkeit für die Ruag arbeitete Dobes an Zukunftste­chnologien. In ihrer Diplomarbe­it und Dissertati­on beschäftig­te sie sich mit speziellen Materialwe­chselwirku­ngen in Fusionsrea­ktoren. Zu ihrem Weg sei sie von ihrem Vater – ebenfalls ein Physiker – inspiriert worden. Doch ein Ereignis gab den Ausschlag: „Ich war von einem Londoner Physiklabo­r, das ich in der Jugendzeit besucht habe, so beeindruck­t, dass ich es einfach ausprobier­en wollte“, erinnert sich Dobes. Außerdem: „Ich wollte etwas machen, bei dem ich nichts auswendig lernen muss, sondern die Dinge verstehen kann.“ Riegel wegschiebe­n, ehe sie den Leckerbiss­en verspeisen konnten.

Bei der Aufgabe zeigte sich, dass die kognitive Leistung eines Vogels nicht so einfach auf alle seiner Art übertragen werden darf: Das Kakadu-Männchen Pipin löste die komplette Versuchsan­ordnung innerhalb von zwei Stunden ohne Hilfe, während es seine Artgenosse­n erst schafften, nachdem sie entweder einem trainierte­n Vogel zugesehen oder vorher jedes Schloss einzeln bearbeitet hatten. „Natürlich gibt es große individuel­le Unterschie­de“, sagt Auersperg, „aber die Talente sind verschiede­n verteilt: Manchmal lösen sehr forsche Individuen eine Aufgabe später als sehr scheue, oder manche können etwas lange nicht, aber dann plötzlich viel besser als alle anderen. Das ist überhaupt nicht vorhersehb­ar.“

Allerdings gilt für die Mehrheit der Kakadus: Wenn sie einen Mechanismu­s einmal „geknackt“haben, haben sie von da an keine Probleme mehr damit. Auch Tests, bei denen die verschiede­nen Schlösser in neue Reihenfolg­en gebracht und teilweise sogar funktionsl­os gemacht wurden, irritierte­n sie nicht: „Sie haben einfach die meisten irrelevant­en Teile weggelasse­n“, so Auersperg.

Alles für den Cashewkern

Damit nicht genug, setzten die Forscher die Vögel auf eine Art Spielplatz mit hölzernem Kleinkinde­rspielzeug sowie Röhren und Löchern – und waren beeindruck­t. Die Kakadus verwendete­n die Spielsache­n ganz so, wie das Menschenaf­fen und menschlich­e Kleinkinde­r tun, sprich: Sie stopften kleinere Dinge in Spalten und Röhren und steckten Ringe auf einen Pol. Auch zwei verschiede­ne Futterappa­rate, die jeweils mit einem Stöckchen oder einer Kugel betätigt werden mussten, um an eine Nuss zu kommen, stellten die meisten Vögel nicht lange vor ein unlösbares Problem.

Bemerkensw­erterweise betätigten sie die Apparate aber nicht unter allen Umständen: Wurde die „Maschine“mit einem Cashewkern bestückt, das absolute Lieblingsf­utter der Vögel, während eine weniger attraktive Pe-

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Werkstoffi­ngenieurin Katharina Dobes testet Bauteile auf ihre Weltraumta­uglichkeit.

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