Mit Ferrari zum Mars und mit McLaren in die Kälte

Die rote Ferrari-Farbe in der Glaskugel montiert auf einem Träger
1 August 2002

Was verbindet die Formel-1-Rennen und die Raumfahrt? Beide stellen an Materialien, High-Tech und Technologien höchste Anforderungen. Beide treiben Entwicklungen bis an die Grenzen heutiger Machbarkeit. Seit einiger Zeit befruchten sich die inhaltlich so entfernt liegenden Gebiete aber auch gegenseitig. In den Rennboliden wird inzwischen Weltraumtechnik genutzt. Jetzt will die ESA Ferrari zu einem neuen Weltrekord verhelfen. Teile der berühmten roten Farbe sollen an Bord der Raumsonde Mars Express auf 10800 km/h beschleunigt zum roten Planeten gelangen.

Das Rot Ferraris rast zum Mars

Soll es der Glücksbringer für die erste Marsexpedition der Europäischen Raumfahrtagentur ESA werden? Die Aktion ist jedenfalls Teil einer neuen Kommunikationsstrategie der ESA, die einer breiten Öffentlichkeit ihr Wissenschaftsprogramm nahebringen soll. Nach dem fünften Weltmeistertitel Michael Schuhmachers - dem dritten mit dem knallroten Ferrari - erklärte sich das Team bereit, das Symbol seines Erfolgs mit Mars Express ins All zum Nachbarplaneten mit dem rostig-roten Boden zu schicken. Das Ferrarirot ist seit vielen Jahren das anerkannte Markenzeichen des erfolgreichen Rennstalls.
An Bord der Raumsonde soll eine Farbprobe in einem speziell angefertigten Glasbehälter von 2 cm Durchmesser installiert werden. So schnell war dann jedenfalls noch keine Ferrari-Farbe. Während auf der Rennpiste Spitzengeschwindigkeiten um die 400 km/h erreicht werden, dürfte die Farbprobe im Raumflugkörper mit 10 800 km/h auf den Mars zurasen. Gegenwärtig wird sie im Technologiezentrum ESTEC in Noordwijk strengen Prüfungen unterzogen, um festzustellen, ob sie den harten Umweltbedingungen im Weltraum standhält. Wenn ihre Weltraumtauglichkeit bestätigt ist, soll sie bei einer förmlichen Feier im September 2002 in die Raumsonde eingebaut werden.

High-Tech-Material für heisse Flitzer

Kohlefaserkunststoffe stecken auch in Flitzern der Formel 1
Kohlefaserkunststoffe stecken auch in Flitzern der Formel 1

Das Chassis eines Formel-1-Autos, auch Monocoque genannt, ist aus einem Guss und besteht komplett aus Kohlefaserverbund-werkstoffen (CFK). Es umgibt den Fahrer zu seinem Schutz, muss also auch einen grossen Aufprall absorbieren können. Trotzdem wiegt ein modernes Chassis weniger als 35 kg. CFK wurden aufgrund der hohen Kosten und der schwierigen Verarbeitung lange Zeit nur von der Raumfahrt-Industrie verwendet. Die Kohlefaser ist fünfmal leichter als Stahl, aber doppelt so stark. Deshalb kommt sie heute in vielen Bereichen der Industrie, beim Flugzeugbau, der Roboterfertigung und eben auch bei Rennwagen zum Einsatz. Der europäische Raumfahrtkonzern Astrium stellt beispielsweise seine Erfahrungen mit CFKs verschiedenen Rennställen zur Verfügung. Die Anzahl der verwendeten Kohlefaser-Schichten für das Monocoque unterscheidet sich von Bereich zu Bereich, aber mehr beanspruchte Teile des Autos haben logischerweise mehr Schichten. Die durchschnittliche Anzahl liegt bei etwa zwölf.

Auch die Bremsscheiben bestehen aus diesem Wundermaterial. Die Bremsen müssen das Auto von 320km/h auf 80km/h in nur 3 Sekunden auf einer Strecke von 100 Meter abbremsen. Dabei sind die auftretenden Kräfte beim Verzögern phänomenal, nicht selten werden Werte vom Vierfachen der Erdbeschleunigung erreicht. Deshalb sind die Scheibenbremsen so konstruiert, daß sie auch bei 750 Grad Celsius noch funktionieren. Trotzdem müssen sie nach jedem Rennen ausgewechselt werden.

McLaren arbeitet "weltraumgekühlt"

Die McLaren-Techniker arbeiten in Anzügen mit Weltraumkühlsystem

Wer schon einmal ein Formel-1-Rennen im Fernsehen verfolgt hat, wird sich über die dicken Schutzanzüge der Mechaniker in den Boxen gewundert haben. Besonders bei den Rennen im Sommer ist das eine Tortur, aber Sicherheit geht vor. Ihre Kleidung muss schließlich den Sicherheitsanforderungen von Pilotenanzügen genügen. Abhilfe wird hier in Zukunft ein Anzug mit einem Kühlsystem aus der Weltraumtechnologie schaffen. Das Team des Rennstalls McLaren konnte solche Anzüge in Silverstone beim Großen Preis von Großbritannien testen. Im Rahmen des Technologie-Transfer-Programms (TTP) der ESA wurde die Kühltechnik der Astronautenanzüge an die irdischen Erfordernisse adaptiert. Beteiligt an dem Programm waren das italienische Modehaus Karada und der Designer Hugo Boss. Die Lösung bei der ESA fand der ebenfalls in den Transferprozess involvierte italienische Technologievermittler d'Appolonia: 50 m Kunststoffkanülen mit 2 mm Durchmesser, die von der kanadischen Firma Med-Eng für Astronautenanzüge entwickelt wurden, sorgten für einen Kühlkreislauf in den Anzügen der Mechaniker. Die Kleidungsstücke bieten auch bei größter Hitze noch optimalen Komfort. Denkbar ist ihr Einsatz auch in anderen Bereichen, wo Arbeitskräfte großen Temperaturbelastungen ausgesetzt sind.

Neue Daten kommen aus dem All

Bei jedem Grand Prix bauen die Rennställe umfangreiche Computer-Netzwerke auf, die jedes mittelständische Unternehmen vor Neid erblassen lässt. Die Computer verarbeiten unter anderem die riesigen Telemetrie-Datenpakete, welche die Rennwagen während des Trainings und der Rennen produzieren. Wenn die Wagen die Box in einer Geschwindigkeit von 270 km/h passieren, werden die Telemetriedaten von über 150 Sensoren erfasst und an den Leitstand sowie in Sekundenschnelle in die Firmenzentren übertragen. Einige Teams nutzen dazu Satellitenverbindungen, um die Datenflut möglichst zügig zu den Fachleuten senden zu können. Nach jedem Renntag wird ein ganzes Datenpaket übermittelt und auf einem originalgetreuen Simulator getestet. Dort experimentieren die Ingenieure mit neuen Parametern für die verschiedensten Bauteile eines Rennwagens wie Reifendruck, Motordaten oder der Aufhängung, um zu testen, wie sich die Rennleistung dadurch optimieren läßt. Über Nacht können vollständige Analysen durchgeführt werden, die dem Personal vor Ort dann neue Lösungsmöglichkeiten zur Verfügung stellen.

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