Worlds of Watches
Von der Erde bis in den Orbit: Die umfassenden Tests der Pilot’s Venturer Vertical Drive.
Kelton Temby von Vast gibt Einblicke in die besonderen Herausforderungen der bemannten Raumfahrt.
Kelton Temby, Senior Mission Manager bei Vast, erläutert die besonderen Herausforderungen der bemannten Raumfahrt. Gleichzeitig gibt er Einblicke in die anspruchsvollen Tests, die die Pilot’s Venturer Vertical Drive durchlaufen hat, um für den Einsatz an Bord von Haven-1 zertifiziert zu werden, der ersten kommerziellen Raumstation der Welt, die derzeit von Vast gebaut wird. Zudem haben IWC Schaffhausen und Vast eine strategische Engineering-Partnerschaft angekündigt, in deren Rahmen IWC auch zum „Official Timekeeper“ ernannt wurde.
Innovation vorantreiben
Kelton, warum erforschen Menschen den Weltraum?
Die bemannte Raumfahrt eröffnet enorme Chancen für Fortschritte in Wissenschaft, Technologie und unser Verständnis von Erde und Universum. Sie treibt Innovationen in unterschiedlichsten Bereichen voran, von Medizin und Biologie bis hin zu neuen Werkstoffen. Zugleich eröffnet die Erforschung des Weltraums neue inspirierende Perspektiven. Dennoch bleibt der Weg ins All und das Leben dort eine immense Herausforderung.
Raumfahrt als ultimative Herausforderung.
Was macht die Raumfahrt für den Menschen so herausfordernd?
Der Mensch ist nicht darauf ausgelegt, im Weltraum zu leben. Wir können weder im Vakuum überleben noch extreme Temperaturschwankungen bewältigen, die von über 100 °C bis –150 °C reichen. Doch es geht nicht nur um unsere biologischen Grenzen, sondern auch um die Systeme und Technologien, die wir entwickeln. Alles ist für die Bedingungen der Erde konzipiert, für eine Umgebung, in der Schwerkraft, atembare Luft und stabile Temperaturen selbstverständlich sind. Was dort zuverlässig funktioniert, kann in der Schwerelosigkeit eines Raumfahrzeugs oder einer Raumstation vollständig versagen. Und das ist nur ein Aspekt.
Was trägt noch zur Komplexität der Raumfahrt bei?
Ein weiterer Grund für die besondere Komplexität der Raumfahrt ist, dass selbst kleine Probleme große Auswirkungen haben können. Auf der Erde lässt sich eine Panne meist einfach beheben. Im Weltraum hingegen stehen nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung. Deshalb gehen wir bei der Identifikation, Minimierung und Vermeidung von Risiken äußerst konsequent und sorgfältig vor, selbst wenn die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens sehr gering ist.
Oft können bereits vergleichsweise einfache Anpassungen im Design das Risiko erheblich reduzieren. Nehmen wir eine mechanische Uhr: Durch das Aufbringen einer Schutzfolie auf das Frontglas lässt sich verhindern, dass bei einem Stoß, etwa wenn ein Astronaut mit dem Handgelenk an eine scharfe Kante gerät, Glassplitter freigesetzt werden und im Raum umherschweben.
Unter Extrembedingungen getestet, bereit für den Einsatz im All.
Sie waren für die Tests und die Qualifikation der neuen Pilot’s Venturer Vertical Drive von IWC Schaffhausen verantwortlich. Welche Ziele standen im Fokus?
Jedes Teil, das zur Haven-1 gebracht wird – der ersten kommerziellen Raumstation der Welt – muss umfangreiche Tests und Qualifikationsverfahren durchlaufen. Ziel ist es, sicherzustellen, dass es den Bedingungen des Starts standhält und weder der Besatzung noch der Station schadet.
Bei der Uhr ging es vor allem darum, sicherzustellen, dass sie nach jedem Test weiterhin einwandfrei funktioniert, einschließlich des Aufziehens und der Zeiteinstellung über das drehbare Lünettensystem.
Welche spezifischen Tests wurden durchgeführt?
Zunächst haben wir die Uhr simulierten Startbedingungen ausgesetzt, um zu überprüfen, ob sie den beim Aufstieg auftretenden Kräften standhält. Zusätzlich wurde ein standardisierter Drucktest durchgeführt. Abschließend haben wir die verwendeten Materialien umfassend bewertet, um ihre Eignung für die Bedingungen auf Haven-1 zu prüfen.
Entwickelt für den Moment, mit dem alles beginnt
Können Sie die Vibrationen beschreiben, denen Astronauten während des Aufstiegs ausgesetzt sind?
Bestimmt sind Sie schon einmal mit einem Linienflugzeug geflogen und haben Turbulenzen erlebt, bei denen sich das Flugzeug ruckartig in alle Richtungen bewegt. Die Vibrationen eines Raketenantriebs sind in gewisser Weise vergleichbar, jedoch treten die Richtungsänderungen deutlich schneller und mit wesentlich höheren Frequenzen auf. Gleichzeitig treiben die Triebwerke die Rakete nach oben. Astronauten und Fracht sind dabei typischerweise Beschleunigungskräften von etwa 4 g ausgesetzt, also dem Vierfachen der Erdanziehungskraft. Für kleinere Frachtobjekte analysieren wir die zufällige Schwingungsbelastung, ausgedrückt als Effektivbeschleunigung (RMS), die beim Aufstieg typischerweise bis zu 3,4 gRMS erreicht.
Wie konnten Sie diese Bedingungen für die Uhr nachbilden?
Wir haben vergleichbare Kräfte auf einem Vibrationstisch simuliert und dabei die zu erwartenden Belastungen aus verschiedenen Quellen berücksichtigt. Die Uhr wird dazu auf einer Plattform befestigt, die starke Vibrationen erzeugen kann. Um sicherzustellen, dass sie in jeder Lage funktioniert, wurde sie entlang aller drei Achsen getestet und Beschleunigungskräften von bis zu 9,56 gRMS ausgesetzt. Die Uhr hielt diesen Belastungen stand und funktionierte anschließend weiterhin einwandfrei.
Ein Ort, an dem jedes Detail zählt
Warum war ein Drucktest erforderlich?
Jeder Gegenstand, der Luft in einem geschlossenen Raum einschließt – sei es eine Wasserflasche, ein Messinstrument oder eine Uhr – muss einem Drucktest unterzogen werden. Die Pilot’s Venturer Vertical Drive prüften wir in einer Druckkammer, wo wir den Verlust von etwa der Hälfte des atmosphärischen Drucks innerhalb von 50 Sekunden simulierten. Das Uhrenglas blieb dabei sicher fixiert, ohne sich zu lösen.
Zum Schluss die Frage nach der Materialkompatibilität – was macht sie so entscheidend?
Eine Raumstation ist ein hochsensibles Ökosystem, vergleichbar mit einer Oase inmitten einer endlosen Wüste. In diesem begrenzten Raum werden die Bedingungen geschaffen, die das Überleben des Menschen ermöglichen. Nehmen wir die Luftversorgung: Selbst so Grundlegendes wie Atemluft muss in Tanks zur Station transportiert werden. Ist die Besatzung an Bord, gilt es, kontinuierlich Kohlendioxid (CO₂) zu filtern und Sauerstoff nachzufüllen, um die optimale Atemluftmischung zu gewährleisten. Das Leben der Crew hängt davon ab, dass diese komplexen Systeme einwandfrei funktionieren und intakt bleiben.
Welche Rolle spielen die Materialien in diesem Zusammenhang?
Bestimmte Materialien und Klebstoffe in Frachtgütern können „ausgasen“ und flüchtige organische Verbindungen (VOCs) wie Formaldehyd in die Kabine abgeben. Diese Chemikalien, die als typischer Geruch neuer Produkte wahrgenommen werden, sind nicht nur potenziell gesundheitsschädlich für die Besatzung, sondern können auch die Filter der Umweltkontroll- und Lebenserhaltungssysteme beschädigen. Das ist nur ein Beispiel für die zahlreichen Risiken, die in einem so präzise abgestimmten Umfeld entstehen können. Durch die sorgfältige Prüfung aller Materialien, die wir zur Haven-1 bringen, stellen wir sicher, dass kein Gegenstand an Bord gelangt, der Crew oder Systeme gefährden könnte.
