Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR

HEARTS

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High Energy Accelerators for Raditation Testing and Shielding — oder kurz: HEARTS — ist ein von der EU finanziertes Projekt und zielt darauf ab, den Zugang zu Testanlagen für hochenergetische Schwerionenstrahlung sowohl für die Nutzung als auch für die Erforschung des Weltraums zu ermöglichen.

Federführend beteiligt ist der HFHF-Wissenschaftler Prof. Dr. Marco Durante, der das Projekt an der GSI leitet.

Insgesamt wird das Projekt vom CERN koordiniert, weitere Partner sind aus der Industrie Thales Alenia Space und Airbus und aus der akademischen Community die Universität Padua in Italien. Gemeinsam bieten die Partner zusammen ein umfangreiches Spektrum an Erfahrungen und Expertise im Bereich der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie.

Das im Rahmen des Programms Horizon Europe finanzierte Projekt zielt darauf ab, eine europäische Infrastruktur für die Forschung und den industriellen Zugang zu Hochenergie-Schwerionenanlagen für die Bereiche Strahlungseffekte in der Elektronik, Abschirmung und Strahlenbiologie zu entwickeln und aufzubauen. Zu diesem Zweck werden zwei VHE-Ionen-Anlagen (Very High Energy Ions, also Ionen mit sehr hoher Energie) aufgerüstet und der Raumfahrtindustrie und der Wissenschaft routinemäßig zur Verfügung gestellt.

Doch warum ist das wichtig?

HEARTS wird dazu beitragen, einen autonomen europäischen Zugang zum Weltraum zu gewährleisten. Indem solche Einrichtungen in Europa zur Verfügung gestellt werden, sind europäische Unternehmen weniger abhängig von kritischen Einrichtungen in anderen Ländern. Es wird erwartet, dass HEARTS Europa bis zum Ende des Projekts im Jahr 2026 in die Lage versetzen wird, die derzeitige Nachfrage nach VHE-Ionen zu decken und die für das Ende des Jahrzehnts erwartete steigende Nachfrage zu erfüllen.

Von entscheidender Bedeutung ist hier zum einen natürlich die Breite, die die Partner mit in das Projekt einbringen, aber auch die Breite, die die GSI anbieten kann. Hier ist natürlich eine Einrichtung wie die Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR von entscheidender Bedeutung, die die Expertisen bündelt und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammenbringt.

Ohne das konzentrierte Wissen in den verschiedensten Bereichen — von Künstlicher Intelligenz über High Performance Computing bis hin zur Detektorentwicklung — wäre Forschung für Weltraummissionen kaum noch denkbar.

Wichtig ist natürlich auch immer die experimentelle Überprüfung aller Modelle und auch hier leisten die Beschleuniger der GSI und die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen entscheidenden Beitrag.

Zwei neue Strahlungstesteinrichtungen, die für Weltraumanwendungen zugänglich sind – und an denen High-End-Mikroelektronik für neuartige Weltraumanwendungen sowie für Abschirmungs- und Strahlenbiologieexperimente erprobt werden können sind ein Herzstück des Projektes. Der neue FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 wird mit seinen hohen Energien die Perspektiven nochmals erweitern.

Dort werden perspektivisch hochentwickelte strahlungsresistente elektronische Geräte entwickelt und entscheidende Kenntnisse über die Abschirmungseigenschaften und die Strahlenbiologie für Astronauten auf dem Mond und darüber hinaus erforscht. Ionenstrahlen mit sehr hoher Energie, die in der Lage sind, die Auswirkungen der hochgradig durchdringenden Strahlung im Weltraum zu simulieren, sind für die Erprobung fortschrittlicher Elektronik für den Einsatz im Weltraum sowie für Abschirmungs- und Strahlenbiologietests nicht nur attraktiv, sondern für manche Anwendungen auch unerlässlich geworden.

Eine Biophysik-Teststation am SIS100, die in Zukunft in der CBM-Experimentierhalle vorgesehen ist, ist für das HEARTS-Programm von entscheidender Bedeutung, da sie einen Weltrekord bei der Simulation kosmischer Strahlung mit 10 GeV/n Eisen-Ionen ermöglichen wird. Die einzige andere Einrichtung, die ein ähnliches Programm abdecken kann ist aktuell das Brookhaven National Laboratory in den USA und bietet einen Simulator für kosmische Strahlung mit einer Energie von 1 GeV/n.

Auch wenn sicherlich keine Wissenschaftlerin oder Wissenschaftler der HFHF auf dem Mond landen wird, sind wir trotzdem dankbar, daß wir einen sehr kleinen Beitrag zu erfolgreichen Missionen leisten können.

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