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„Der Adler ist gelandet“

Mondlandung mit Siemens-Technik

Ob im Mutterschiff „Columbia“ oder in der Mondlandefähre „Eagle“ – dass die Astronauten von Apollo 11 bei der ersten Mondlandung 1969 die Anzeigen des Bordcomputers und die Daten der Fluglagekontrolle im Landeanflug perfekt ablesen können, dafür sorgt Siemens-Technik. Spezielle Dioden in den Armaturen schaffen eine perfekte Ausleuchtung. Ein Streifzug durch die Geschichte der Raumfahrt zeigt, welch wichtigen Beitrag Siemens für viele Projekte leistet – bis heute.

Vom Sputnik-Schock zur Mondlandung – mit Siemens-Technik auf den Mond

„Dies ist ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer Sprung für die Menschheit.“ Mit diesen berühmten Worten auf den Lippen setzt der US-amerikanische Astronaut Neil Armstrong am 21. Juli 1969 exakt um 03:56:20 Uhr mitteleuropäischer Zeit – gut sechseinhalb Stunden nach der Landung – als erster Mensch einen Fuß auf den Mond. Dieses Weltereignis ist nicht nur eine Zäsur in der Menschheitsgeschichte, sondern auch ein Meilenstein des technischen Fortschritts – und Siemens ist daran beteiligt. Auch wenn Werner von Siemens bereits Mitte der 1840er-Jahre gemeinsam mit seinem Bruder William über die Technik von Raketen nachdachte – er hätte wohl kaum zu träumen gewagt, dass das von ihm gegründete Unternehmen im 122. Jahr seines Bestehens zu einer derart epochalen Leistung einen Beitrag leisten würde.

 

Dabei ist es Ende der 1950er-Jahre die Sowjetunion, die in der Raumfahrttechnik öffentlichkeitswirksam den Ton angibt, und die USA haben zunächst das Nachsehen. Nach dem Schock, den der erste in den Orbit geschickte Satellit „Sputnik“ 1957 in Washington auslöst, folgen weitere Machtdemonstrationen sowjetischen Raumfahrtkönnens: darunter die erste unbemannte Mondlandung 1959 und der erste bemannte Raumflug von Juri Gagarin 1961. Aufgeschreckt von diesen Erfolgen im Wettstreit zwischen Ost und West, definiert US-Präsident John F. Kennedy nur wenige Wochen nach Gagarins Flug die bemannte Mondlandung als Ziel, mit dem die USA die Sowjets bis zum Ende des Jahrzehnts übertrumpfen wollen. Dies ist der Startschuss für das Apollo-Programm, eine gewaltige Anstrengung, die bis 1972 insgesamt zwölf Amerikaner auf den Mond bringt, nach heutiger Rechnung mehr als 120 Milliarden US-Dollar verschlingt und bis zu 400.000 Menschen beschäftigt.

Hell erleuchtet – Siemens sorgt an Bord von Apollo 11 für den Durchblick

Als sich Apollo 11 am 16. Juli 1969 mit Geschwindigkeiten bis zu rund 39.000 Stundenkilometern auf die 384.403 Kilometer lange Reise zum Erdtrabanten macht, ist auch Siemens-Technik mit an Bord. Sowohl im eigentlichen Raumschiff, im Kommandomodul „Columbia“, als auch in der Mondlandefähre „Eagle“ sorgen spezielle Leuchten dafür, dass die Anzeigetafeln der Bordcomputer erleuchtet sind und die Astronauten auch bei diffusen Lichtverhältnissen die Daten problemlos ablesen können. In magischem Grün lassen die von Siemens entwickelten Elektrolumineszenz-Leuchten die Anzeigen und Armaturen erstrahlen und verbrauchen dabei nahezu keinen Strom, sind äußerst betriebssicher und langlebig – Faktoren, die hunderttausende Kilometer von der Erde entfernt entscheidend sind. Bisher verwendete, gewöhnliche und energiefressende Glühlampen werden damit überflüssig.

 

Im Wernerwerk für Medizintechnik entwickelt, sind diese Spezialdioden eigentlich für ganz andere Anwendungsfelder konzipiert: Über acht Jahre hinweg wird bei Siemens an Zinksulfid-Leuchtstoffen geforscht, die sich das Phänomen der Elektrolumineszenz zunutze machen. Bringt man sie in ein elektrisches Wechselfeld, senden sie Licht aus; eingesetzt werden sie vorrangig in Instrumentenanzeigen elektrischer Medizingeräte. Doch mit ihren speziellen Eigenschaften sind die Leuchtstoffe für größere Aufgaben prädestiniert: Sie eignen sich auch für die Raumfahrt und sind bereits im Rahmen der Raumfahrtmission Apollo 6 bei einem 1968 durchgeführten unbemannten Testflug eingebaut. Für Siemens ergibt sich ein angenehmer Nebeneffekt: Nachdem der Einsatz der Leuchtstoffe bei der Mondlandung bekannt wird, steigt die Nachfrage nach diesem Produkt steil an.

Wenn es das Programm ‚Man on the Moon‘ nicht gegeben hätte, dann wäre der Drang, die Dinge so klein und leistungsfähig zu machen, vielleicht nicht so durchgekommen.
Karlheinz Kaske, Siemens-CEO, 1989

Im Orbit – Siemens forscht und entwickelt in der Satelliten- und Raketentechnik

Als Neil Armstrong im Juli 1969 von der Leiter der Landefähre auf die Mondoberfläche springt, sind mehr als 500 Millionen Menschen weltweit an den Fernsehschirmen live dabei. Das Signal vom Mond wird über drei Empfangsstationen auf der Erde per Satellitenfunknetz über den gesamten Globus verteilt. So wird die Mondlandung zu einem weltumspannenden Medienereignis, und Siemens hat auch daran seinen Anteil.

 

Bereits seit den Anfängen in den frühen 1960er-Jahren engagiert sich der Elektrokonzern in der Satelliten-Kommunikationstechnik und profitiert dabei von seiner mehr als hundertjährigen Erfahrung. Denn seit der Firmengründung 1847 ist das Unternehmen führend in der Nachrichtentechnik. Der Elektrokonzern fördert nicht nur technologische Grundlagen zur Entwicklung von Bauelementen und speziellen Werkstoffen für die satellitengestützte Kommunikation sowie den Bau von Bodenstationen, sondern beteiligt sich auch an der Entwicklung wissenschaftlicher Satellitenprojekte. Abgerundet wird dieses Engagement mit Forschungen zu Raketenantrieben und zur Energieerzeugung in der Raumfahrt.

Beispiele aus der Satelliten- und Raketentechnik von Siemens

Aufbruch zu neuen Welten – Siemens bei der Erkundung des Sonnensystems mit an Bord

In den Dienst der Wissenschaft stellt sich Siemens auch mit der Entwicklung elektrotechnischer Bauteile für amerikanische und europäische Raumfahrtprojekte zur Erkundung unseres Sonnensystems. Historisches gelingt am 14. Juli 1965, als die Raumsonde Mariner IV nach einer 228-tägigen Reise in einer Entfernung von knapp 10.000 Kilometern am Mars vorbeifliegt und die ersten Aufnahmen – insgesamt 22 Fotos – vom Roten Planeten schießt. Dass diese Bilder die Erde in den nächsten Tagen erreichen, dafür sorgt ebenfalls Siemens-Technik. Denn in der Sonde ist eine Keramik-Metall-Scheibentriode (RH 7 C-c) verbaut, die als Senderöhre neben den Fotos auch Flug- und Messdaten übermittelt. Das Bauteil zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad und extreme thermische Schockfestigkeit und Vibrationsresistenz aus.

 

Das Mariner-Programm der NASA beginnt bereits 1962 und dient der Untersuchung der erdähnlichen Planeten Merkur, Venus und Mars. Bis 1973 werden insgesamt zehn Sonden ins All geschossen. Doch Siemens ist noch an anderen technischen Leistungen zur Erkundung des Weltraums beteiligt. Im Erlanger Forschungslabor werden Anfang der 1980er-Jahre spezielle scheibenförmige Strahlungsdetektoren aus Silizium entwickelt, die 1986 auf eine spektakuläre Reise gehen: Im April erreicht der Halleysche Komet nach 76 Jahren erstmals wieder seine sonnennächste Position. Eine Forschungssonde mit den Strahlungsdetektoren von Siemens an Bord nähert sich dem Weltraumreisenden und entlockt ihm weitere Geheimnisse.

Blick in die Unendlichkeit – mit Software von Siemens werden die Anfänge von allem ergründet

Und auch heute hilft Technologie von Siemens dabei, die weißen Flecken des Weltalls zu erkunden: Der Softwarehersteller Mentor, der seit 2016 zu Siemens gehört, und Siemens selbst sind maßgeblich mit ihren Softwarelösungen daran beteiligt, das James Webb Space-Teleskop, der Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, zum Leben zu erwecken. Dieses Teleskop soll ab 2021 erheblich weiter durch die Wolken der dunklen Materie des Universums jenseits der Milchstraße blicken; weiter zurück in der Zeit – bis zur Epoche des „ersten Lichts“ und zur Geburt der allerersten Sterne. Und es soll die Suche nach Leben auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems (Exoplaneten) unterstützen.

 

Das Integrated Science Instrument Module (ISIM) im Teleskop enthält eine komplexe Kombination von Sensoren, Kameras und Elektronik. Während des gesamten Projekts – vom einfachsten integrierten Spezialschaltkreis bis hin zur multiphysikalischen Gesamtsimulation der vier wissenschaftlichen Instrumente im ISIM – wird Mentor-Software umfassend zur Simulation und Prüfung der Komponenten eingesetzt.

Touchdown auf dem Roten Planeten – „Curiosity“ landet auf dem Mars

Zu den spektakulärsten Unternehmungen in der Raumfahrt zählen die Landungen von unbemannten Fahrzeugen auf dem Mars. Den vorläufigen Höhepunkt dieser Missionen bildet die Landung des Rovers „Curiosity“ am 6. August 2012, nach einer mehr als achtmonatigen Reise über 570 Millionen Kilometer. Ziel ist es, das Wissen über den Roten Planeten zu vertiefen und langfristig bemannte Missionen vorzubereiten. 900 Kilogramm schwer und so groß wie ein Kleinwagen – „Curiosity“ ist das bisher größte und am höchsten entwickelte Marsfahrzeug der NASA, und Siemens sorgt entscheidend für den Erfolg der Mission. Bei der Entwicklung des Rovers nutzen Wissenschaftler der NASA Product-Lifecycle-Management (PLM), Simulations- und Design-Softwarelösungen von Siemens. Mit ihnen lässt sich das Fahrzeug digital entwerfen, man kann komplexe Bewegungsabläufe simulieren und die Konstruktion virtuell zusammensetzen, bevor auch nur ein Prototyp gebaut wird – mit durchschlagendem Erfolg: Allein die heikelste Phase der Mission – die Landung auf dem Mars – wird vorab rund 8.000 Mal simuliert und ihr Ablauf so weit optimiert, dass sie schließlich gelingt.

 

 

Es sind heute demnach vornehmlich Softwareanwendungen, mit denen Siemens in der Raumfahrt aktiv ist. „Digital Industries Software“ von Siemens, wie sie im „Curiosity“-Projekt oder gegenwärtig beim James Webb Space-Teleskop eingesetzt werden, sowie weitere digitale Lösungen sind heute aus der modernen Raumfahrttechnik – seien es Satelliten, Sonden, Ausrüstung für Weltraumteleskope oder Raumfahrzeuge aller Art – nicht mehr wegzudenken. Siemens arbeitet weltweit erfolgreich mit zahlreichen Partnern zusammen. Dazu zählt auch die NASA, die auch weiterhin bei ihren Mars-Projekten auf Siemens-Software setzt. Ob es in den 2030er-Jahren tatsächlich schon zu einer bemannten Marsmission kommt, ist noch offen. Sicher aber ist: Siemens wird bereit sein, einen wichtigen Beitrag dazu leisten, dass dieses Ziel irgendwann erreicht wird.

 

 

 

Dr. Ewald Blocher