Bachelorarbeit Aviatik: Monitoring kosmischer Strahlenbelastung auf Besatzungsmitglieder

Mit dem Dosimeter auf Reisen

Flugpersonal ist kosmischer Strahlung ausgesetzt, deren Dosis individuell überwacht werden muss. Dafür selber eine Monitoring-Software zu programmieren hätte den Rahmen der Bachelorarbeit der Aviatik-Absolventen Andreas Capatt und Sandro Rizzo gesprengt. Pionierarbeit hätten sie dennoch geleistet, findet ihr Betreuer.

Wer am Boden bleibt, merkt wenig davon. Wer aber im Flugzeug sitzt, ist einer erhöhten kosmischen Strahlung ausgesetzt. Während Herr und Frau Schweizer eine oder vielleicht zwei Flugreisen pro Jahr unternehmen, sind Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von Fluggesellschaften sehr häufig in der Luft unterwegs und entsprechend höheren Dosen kosmischer Strahlung ausgesetzt. Diese Tatsache hat sich in den letzten Jahren akzentuiert: Die Frequenzen der Fluggesellschaften sind höher geworden – was für die Mitarbeitenden bedeutet, dass sie mehr Flugstunden pro Monat leisten. Nonstop-Flüge verlängern die Zeit, die die Crew am Stück in der Luft verbringt. Und Flüge über lange Distanzen verkehren höher und manchmal über der Arktis, was sich ebenfalls auf die Strahlendosis auswirkt.

Strahlendosis individuell überwachen

Es ist absehbar, dass Fluggesellschaften wie Edelweiss verpflichtet werden, die Strahlendosis ihrer Mitarbeitenden individuell zu überwachen. Zwei dieser Mitarbeiter – Andreas Capatt und Sandro Rizzo, die neben ihrer Tätigkeit für die Airline an der ZHAW School of Engineering ihr Bachelorstudium in Aviatik absolvieren – sind mit der Aufgabe betraut worden, ein Monitoring-Werkzeug für die Edelweiss zu entwickeln. «Unser Vorgehen war eigentlich recht einfach», berichtet Sandro Rizzo. «Wir haben ein Dosimeter, welches die Strahlung misst, während zweier Wochen auf verschiedene Langstreckenflüge mitgeschickt.» Die Idee dahinter war, aus den gemessenen Daten und den Einsatzplänen die individuelle Strahlendosis zu berechnen.

Rechnen statt messen

Die Messwerte sind wesentlich kleiner als die errechneten Werte, weil das Dosimeter nur bestimmte Strahlung messen kann.

«Die Sache ist allerdings nicht so trivial, wie wir uns das vorgestellt hatten», sagt der Absolvent. Es zeigte sich, dass das Gerät nicht alle kosmischen Strahlungen messen kann. «Die Messwerte und die rechnerisch zu erwartenden Werte korrelieren zwar, aber ein eigenes Programm zu entwickeln und insbesondere die tagesaktuelle Datenbeschaffung wären zu komplex für eine Bachelorarbeit geworden.» Die beiden Absolventen empfehlen ihrem Arbeitgeber in ihrer Bachelorarbeit darum, auf ein bewährtes Programm zurückzugreifen, das die zu erwartende Strahlung errechnet und keine effektiven Messungen vornimmt.

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«Mit ihrer Arbeit haben die Absolventen keinen Schlusspunkt gesetzt – sondern einen wichtigen Startpunkt für die weitere Entwicklung.»

Bruno Neininger

Pionierarbeit geleistet

Dass die beiden Absolventen keine eigene Software programmieren konnten, schmälert ihre Leistung nicht, findet Bruno Neininger, der die Arbeit am Zentrum für Aviatik betreute. «Die Studenten haben Pionierarbeit geleistet: Erstens haben sie die gesetzliche Situation in Bezug auf die Strahlenbelastung von Flugpersonal geklärt. Zweitens haben sie eine neue Möglichkeit des Monitorings erforscht. Und drittens ist es ihnen gelungen, ihrem Arbeitgeber ein geeignetes Werkzeug zu empfehlen, dessen Berechnungen sie mit ihren Messungen überprüft haben.» Mustergültig sei auch gewesen, wie sich die beiden Absolventen sehr tief in das eigentlich fremde Expertengebiet der Astrophysik

«Space Weather» auf dem Vormarsch

Die Dartsellung zeigt die steigende Intensität der Strahlenbelastung, je höher das Flugzeug fliegt.

Bruno Neiniger ist überzeugt: «Mit ihrer Arbeit haben die Absolventen keinen Schlusspunkt gesetzt – sondern einen wichtigen Startpunkt für die weitere Entwicklung.» «Space Weather» sei ein neues, wichtiges Thema in der Aviatik, das erst seit wenigen Jahren intensiver erforscht werde. Während ursprünglich vor allem die mögliche schädliche Wirkung von Sonnenwinden auf die Bordelektronik erforscht wurde, rückt nun immer stärker auch der Mensch ins Zentrum des Interesses. «Mit ihrer Arbeit positionieren die beiden Absolventen auch das Zentrum für Aviatik als kompetenten Partner in diesen Forschungsfragen.»

Weitere Informationen

Bachelorstudium Aviatik

Zentrum für Aviatik (ZAV)