News|Impact Assessment: Standardisierte Station für Hochenergie-Schwerionenbestrahlung von Elektronik
Impact Assessment: Standardisierte Station für Hochenergie-Schwerionenbestrahlung von Elektronik
Darmstadt/ Germany01.09.2025
Das GSI Helmholtzzentrum entwickelte mit Use Case Initiative-Mitteln eine standardisierte Teststation für Schwerionenstrahlung, um die Strahlungsresistenz von Elektronik für Weltraumanwendungen zu prüfen. Damit wird der industrielle Zugang zu Tests unter realistischen kosmischen Bedingungen deutlich erleichtert.
Die Hi-Acts Use Case Initiative (UCI) ist ein gezieltes Förderprogramm, das Spitzenforschung mit Teilchenbeschleunigern mit industrieller Innovation verbindet. Ziel ist es, messbaren technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Nutzen zu schaffen, indem Beschleunigertechnologien schneller in praktische Anwendungen übertragen werden.
Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung nutzte UCI-Mittel, um eine standardisierte Station zur Prüfung der Strahlungsresistenz von Elektronik gegenüber hochenergetischer Schwerionenstrahlung zu entwickeln – eine Fähigkeit, die für Weltraumanwendungen entscheidend ist. Schwerionenstrahlung ist ein zentraler Bestandteil kosmischer Strahlung und kann elektronische Systeme in Satelliten und Raumfahrzeugen schädigen oder stören. GSI ist eines von nur zwei europäischen Zentren, die kosmische Strahlungsbedingungen mit ausreichend hoher Energie simulieren können. Das bisherige Setup erforderte jedoch individuelle technische Anpassungen für jede Nutzerin bzw. jeden Nutzer, was den industriellen Zugang stark einschränkte.
Die UCI-geförderten Verbesserungen schufen eine Plug-and-Play-Testumgebung, die die Vorbereitungszeit pro Experiment um 3–4 Arbeitstage verkürzt und die Effizienz der Strahlzeit um geschätzte 10–15 % erhöht.
Die neue Infrastruktur wurde in Pilotversuchen mit Unternehmen aus den USA, Großbritannien und Deutschland validiert. Dabei konnten erstmals Commercial-off-the-Shelf-(COTS)-Elektronik ohne aufwendige oder destruktive Vorbereitung bestrahlt werden. COTS-Komponenten sind standardisierte, kommerziell verfügbare Elektronikteile, die weltweit in der Industrie eingesetzt werden. Die Möglichkeit, ganze Baugruppen direkt zu testen, macht GSI zu einem der ersten Zentren weltweit, das Tiefenbestrahlung an vollständig montierten Leiterplatten anbieten kann – eine erhebliche Reduktion sowohl des technischen Risikos als auch der finanziellen Einstiegshürden für die Industrie.
Die Station erweitert Europas Kapazitäten im Bereich der Radiation-Hardness-Tests, also der Bewertung, wie widerstandsfähig Elektronik gegen Strahlungseffekte ist. Damit werden insbesondere KMU und Raumfahrt-Start-ups unterstützt, die bislang auf wenige Einrichtungen im Ausland (z. B. NASA oder CERN) angewiesen waren. Durch den erleichterten Zugang stärkt GSI die europäische Wettbewerbsfähigkeit und strategische Autonomie im Raumfahrtsektor und ermöglicht schnellere sowie kostengünstigere Innovationszyklen.
Darüber hinaus leitete das Projekt einen kulturellen Wandel bei GSI ein, hin zu stärkerer industrieller Zusammenarbeit. Mitarbeitende gewannen ein besseres Verständnis für industrielle Arbeitsabläufe, und es entstanden neue Wege für einen wechselseitigen Wissensaustausch. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Tests von Satelliten- und Raumfahrt-Elektronik etabliert die durch die UCI-Förderung geschaffene Station GSI als zentrale europäische Infrastruktur, die wissenschaftliche Exzellenz direkt mit industriellen Bedürfnissen verbindet.
Die spezifischen Materialien zum Projekt finden Sie unten zum Download:
- Fallspezifischer Report (PDF)
- Fallspezifische Infografik (PDF)
- Verlinkung auf die entsprechende Hi-Acts-Webseite unter „Success Stories“