Der durchleuchtete Satellit

Empa-Forscher haben einen ganzen Satelliten der ESA geröntgt – und so diverse Defekte entdeckt. Die Technik lässt sich auch in anderen Bereichen anwenden.

Ob ein verstauchtes Fussgelenk oder der Rucksack am Flughafen: Röntgenbilder gehören heute in vielen Bereichen zum Alltag. Weitaus weniger alltägliche Aufnahmen sind Empa-Forschenden in Dübendorf gelungen: In Zusammenarbeit mit dem Swiss Space Center (heute Space Innovation der EPFL) und dem Verkehrshaus der Schweiz haben sie einen ganzen Satelliten geröntgt.

Der Satellit trägt den Namen «Eureca» und ist ein Unikat. In den Weltraum startete er 1992 an Bord der Raumfähre «Atlantis». Der Schweizer Astronaut Claude Nicollier setzte «Eureca» in der Erdumlaufbahn aus. Dort verblieb der 4,5 Tonnen schwere Satellit die nächsten elf Monate – bis er am 1. Juli 1993 von der Raumfähre «Endeavour» wieder eingefangen und zurück zur Erde gebracht wurde. Somit ist «Eureca» einer der wenigen Satelliten, die von ihrem Einsatz im Weltall intakt zurückgekehrt sind.

Risse, Brüche und Verformungen

Ursprünglich plante die Europäische Weltraumorganisation ESA mehrere Missionen für «Eureca». Aus Budgetgründen wurde das Programm indes gekürzt – und der erste Flug blieb zugleich der letzte. Ende 2000 wurde der Satellit im Verkehrshaus der Schweiz in Luzern ausgestellt. Von hier war der Weg an die Empa nicht mehr weit. Mit der Hochenergie-Röntgenanlage gelang es den Empa-Forschenden, den fünf Meter langen, drei Meter hohen und zweieinhalb Meter breiten Satelliten in einem Stück zu durchleuchten. Teile des Satelliten analysierten sie mit weiteren Röntgentechniken im Detail.

Dabei fanden die Forschenden mehrere Defekte, etwa Risse, Brüche und Verformungen. «Satelliten sind im Weltall starker Strahlung, grossen Temperaturschwankungen und Kollisionen mit Partikeln ausgesetzt», sagt Empa-Forscher Robert Zboray. «Gerade bei wiederverwendbaren Satelliten können wir mit unseren Methoden Schwachstellen aufzeigen.»

Einsatz auch in der Forensik möglich

Obwohl «Eureca» seine Solarpanels nur noch im Verkehrshaus entfaltet, ist das Thema der wiederverwendbaren Raumtechnologien heute so aktuell wie noch nie. Zunehmender Weltraumschrott bedroht die bemannte Raumfahrt. Wiederverwendbare Satelliten könnten helfen, diese Müllflut zu reduzieren, und mit Röntgenverfahren liesse sich ihr Design optimieren, ist Zboray überzeugt.

Hochenergie-Röntgenverfahren finden aber auch irdische Verwendung, etwa zur Untersuchung von Komponenten für die Aviatik und die Autoindustrie oder sogar in der Forensik.