EISKALT

Ein Auszug aus der OMEGA Lifetime Winter Edition


von ROBERT RYAN
Fotos von  ANDY BARTER


Erprobt und getestet bei Bedingungen unter dem Gefrierpunkt. Bei Temperaturen, bei denen die Elektronik häufig versagt und buchstäblich einfriert, misst eine mechanische Omega-Uhr weiter zuverlässig die Zeit.

Vor etwas mehr als einem Jahrzehnt wurden zwei Teams – eines aus Großbritannien und eines aus Norwegen – zusammengestellt, die den berühmten Wettlauf zum Pol zwischen Robert Scott und Roald Amundsen nachstellen sollten.

Um das Unternehmen authentischer zu machen, sollten beide Teams die gleiche Kleidung tragen und identische Ausrüstung – bis hin zu den ungeheuer schweren Schlitten – verwenden wie jene furchtlosen Männer, die sich 1910 in Richtung Süden zum weißen Kontinent aufmachten, um spät im darauffolgenden Jahr den Pol zu erobern. Einen großen Unterschied gab es jedoch: den Ort. Da nämlich Hunde mittlerweile nicht mehr in die Antarktis dürfen, wurde ein ähnlicher Kurs in Grönland festgelegt. Die beiden Teams gingen sehr unterschiedlich an das Rennen heran. Die Norweger widmeten sich am Vorabend des Starts der Überprüfung ihrer Ausrüstung, fütterten die Huskys, schliffen die Kufen ihrer Schlitten nach und gingen früh ins Bett. Die Briten hingegen verbrachten den Abend in der Bar. Der ehemalige Elitesoldat und Teamleiter Bruce Parry erinnert sich, dass sie sich ganz auf den alten Zeitmesser des Arztes Rory O'Connor verließen, um rechtzeitig am Start zu sein: „Eigentlich wurde Rory immer vom 10-sekündigen Alarmton seiner Uhr aus dem Jahr 1911 geweckt. Das Rennen sollte um 8 Uhr morgens beginnen. So stellten wir den Alarm auf 5 Uhr, damit wir uns fertig machen und auf die Sekunde pünktlich starten konnten ... Doch daraus wurde nichts, denn Rorys Uhr war um zehn Minuten nach Mitternacht eingefroren.“ Sie verschliefen: Die bittere Kälte hatte ihren ersten Sieg gegen die Männer errungen. Es sollte nicht der letzte sein. (Am Ende gewannen übrigens die Norweger. Schon wieder.) Der Vorfall zeigt, welchen Gefahren Polarforscher und -abenteurer (oder im Grunde genommen jeder, der im Winter oberhalb der Schneefallgrenze oder in extremen Breitengraden unterwegs ist), ausgesetzt sind, wenn sie auf technische Ausrüstung – und sei es nur eine einfache Uhr – angewiesen sind, die nicht für niedrige Temperaturen ausgelegt ist. Hätten die Briten eine digitale oder eine Quarzuhr verwendet, wäre der Ausfall nachvollziehbar gewesen. Elektronische Schaltungen sind nämlich bekannterweise sehr kälteempfindlich. Auch Kameras, Computer und Mobiltelefone mögen keine plötzlichen Temperaturstürze. Da die Bauteile aus verschiedenen Materialien bestehen, dehnen sie sich selbst innerhalb eines einzigen Schaltkreises unterschiedlich schnell aus und ziehen sich unterschiedlich schnell zusammen, sodass Spannungen entstehen. Außerdem führt ein Temperaturabfall bei manchen Bauteilen, etwa bei Lithium-Ionen-Akkus, zu einer bedeutenden Erhöhung des Widerstands. Liegt die Leistung eines Akkus bei 27 °C bei 100 Prozent, beträgt sie bei -18 °C normalerweise nur noch 50 Prozent. Der Polarforscher Ben Saunders ging 2013/2014 Scotts Route zum Südpol nach und fand heraus, dass sich Elektronik und Kälte nicht gut vertragen. „In den Polarregionen herrschen derart extreme Bedingungen, dass viele elektronische Geräte nicht mehr zuverlässig funktionieren. Insbesondere solche mit LCD-Displays“, erklärte er. „An sehr kalten Tagen hatten wir Probleme mit GPS-Geräten.“

„Dies ist zum Teil dadurch begründet, dass die meisten Halbleiter, die in Schaltungen verwendet werden, unterhalb einer bestimmten Temperatur schlicht und einfach nicht funktionieren.“

Bauteile in Smartphones, Laptops und GPS-Geräten können dauerhaft beschädigt werden. Es können sogar Risse entstehen, denn Kunststoffe werden bei niedrigen Temperaturen sehr brüchig. Außerdem bildet sich in diesen Geräten leicht Kondenswasser, wenn sie großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Auch dies kann dazu führen, dass das Gerät nicht mehr funktioniert. Deshalb geben Hersteller von Mobiltelefonen Empfehlungen zum Betriebstemperaturbereich ihrer Geräte. Bei Samsung-Mobiltelefonen etwa liegt er zwischen -20 °C und +50 °C, und Apple empfiehlt, iPads nur innerhalb ihres „Komfortbereichs“ von 0 °C bis 35 °C zu betreiben. Dies ist zum Teil dadurch begründet, dass die meisten Halbleiter, die in Schaltungen verwendet werden, unterhalb einer bestimmten Temperatur schlicht und einfach nicht funktionieren. Laut der Website extremetemperatureelectronics.com, die sich an Ingenieure und Techniker richtet, die in extremen Temperaturbereichen arbeiten, besteht außerdem die Gefahr, dass das Halbleitermaterial zerstört wird. Auch dies führt zu unumkehrbaren Schäden. Doch sollte eine altmodische Weckuhr, die von Hand aufgezogen wird, nicht besser funktionieren? Ist es möglich, dass die niedrigen Temperaturen im Zelt des britischen Teams dazu führten, dass sie stehen blieb, weil das Schmieröl im Uhrwerk zu viskos wurde? Schließlich sind jene Teile des Uhrwerks, die mit Öl in Kontakt kommen, am anfälligsten. Bei den meisten Schmiermitteln, die in Uhren zum Einsatz kommen, liegt der Gefrierpunkt bei -30 °C. Es ist jedoch bekannt, dass sie bereits ab -20 °C zähflüssig werden. Aus diesem Grund verwendet OMEGA bei Sondereditionen ein spezielles Öl, das bis zu einer Temperatur von -40 °C bis -55 °C flüssig bleibt. Eine andere Möglichkeit ist, dass Metallbauteile, die sich durch die Kälte zusammenzogen, zu einer Verformung führten. Zahnräder mit niedrigem Drehmoment bleiben unter Umständen schneller stehen als solche mit höherem Drehmoment. Was auch immer der Grund gewesen sein mag – Bruce Parry erlebte am eigenen Leib, dass eine stehen gebliebene Uhr zur Katastrophe werden kann.

OMEGA Lifetime hat einen Test in Auftrag gegeben, bei dem eine OMEGA Uhr in Schritten von jeweils fünf Grad Celsius bis auf -70 °C heruntergekühlt wurde. Anschließend wurde sie wieder auf die normale Raumtemperatur erwärmt und auf Schäden überprüft. Hierfür fiel die Wahl auf das Modell Seamaster Planet Ocean 600M Co-Axial Master Chronometer.

Um sich als Master Chronometer bezeichnen zu dürfen, muss die Uhr eine strenge Testreihe durchlaufen, die vom Eidgenössischen Institut für Metrologie (METAS) anerkannt und zertifiziert ist. Dabei werden die Widerstandsfähigkeit des Zeitmessers gegenüber verschiedenen Variablen wie Magnetfeldern und Temperaturschwankungen sowie die Wasserdichtigkeit und der mittlere tägliche Gang getestet. Zuvor wird das Uhrwerk bereits im Rahmen der internen Qualitätssicherung auf -20 °C heruntergekühlt. Im Anschluss an die METAS-Zertifizierung kam die Seamaster in ein spezielles Kühlgerät, das die Luft von Raumtemperatur in Schritten von jeweils 5 °C bis auf -70 °C herunterkühlte. Die Uhr wurde mit einem Mikrofon verbunden, mithilfe dessen ihre Funktion überwacht wurde, während die Temperatur sank. Nach vier Stunden bei -70 °C wurde die Uhr wieder auf Raumtemperatur erwärmt. Es überraschte nicht, dass die Uhr bei der niedrigsten Temperatur stehen geblieben war. Wie erwartet war das Öl fest geworden und gefroren, lange bevor die -70 °C erreicht worden waren (die genauen Daten werden noch ausgewertet und verarbeitet, während diese Lifetime-Ausgabe bereits in Druck geht). Doch die Beobachter interessierten sich auch dafür, ob die Auswirkungen einer derart niedrigen, höchst unnatürlichen Temperatur reversibel sind. Die Ergebnisse bestätigten, dass das in den Uhren verwendete Öl seine Funktion wieder erfüllt, sobald die Temperatur wieder innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs liegt. Nachdem die Uhr wieder erwärmt worden war, entsprach sie außerdem immer noch den hohen Anforderungen der METAS-Tests, obwohl sie zwischenzeitlich derart extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt war. Dieser gesamte Vorgang wurde anschließend mit anderen Seamaster Master Chronometern wiederholt. Das Ergebnis blieb bestehen: Durch das Herunterkühlen wurden die Uhrwerke nicht dauerhaft beschädigt, und dies ist, wie wir wissen, bei elektronischen Systemen nicht selbstverständlich. Ein weiterer Sieg für die analoge Welt. Doch dies war nicht das erste Mal, dass OMEGA solche Tests durchgeführt hat. Über viele Jahre hinweg arbeitete OMEGA an einem Tieftemperatur-Testprogramm, um das sich jahrzehntelang Mythen und Halbwahrheiten rankten. Die Rede ist vom Alaska-Projekt, der Area 51 der Uhrmacherei.

„Über viele Jahre hinweg arbeitete OMEGA an einem Tieftemperatur-Testprogramm, um das sich jahrzehntelang Mythen und Halbwahrheiten rankten. Die Rede ist vom Alaska-Projekt, der Area 51 der Uhrmacherei.“

FÜR DIE RAUMFAHRT ZERTIFIZIERT

1964 erhielt ein junger NASA-Raumfahrtingenieur namens James H. Ragan den Auftrag, eine Testreihe für Uhren zu entwickeln. Mit ihrer Hilfe sollte sich beurteilen lassen, wie es um die Leistungsfähigkeit von Uhren unter den extremen Bedingungen bestellt war, denen sie im Weltraum (und schlussendlich bei einer Mondlandung) ausgesetzt wären. Ragan bestellte bei verschiedenen Unternehmen Chronographen, die er den Tests unterziehen wollte. Über den US-amerikanischen Vertreiber kontaktierte er auch OMEGA.

Ragan testete die Uhren unter verschiedenen Umgebungsbedingungen. Sie wurden unter anderem hohen Temperaturen, extremem Druck, hoher Luftfeuchtigkeit, einer reinen Sauerstoffatmosphäre, Erschütterungen, Beschleunigungen, einer Dekompression bis zum Vakuum, Vibrationen und Schall sowie niedrigen Temperaturen (sehr oft in Verbindung mit einer anderen Variablen wie einem hohen Druck) ausgesetzt. Im Rahmen der Kältetests wurden die Uhren für vier Stunden auf -18 °C heruntergekühlt und anschließend wieder erwärmt und getestet (ähnlich wie bei den noch strengeren Tests, die von OMEGA Lifetime in Auftrag gegeben wurden). Im Vergleich zu den Tests von OMEGA Lifetime erscheint eine Temperatur von -18 °C nicht besonders tief. Schließlich kann das Thermometer auf der Mondoberfläche bis auf -200 °C und am Äquator des Mars bis auf -90 °C (an den Polen bis auf -125 °C) fallen. Selbst bei einem Raumschiff im Orbit kann die Temperatur an der der Sonne abgewandten Seite -100 °C betragen. Zum Vergleich: Die niedrigste Temperatur, die in der Antarktis gemessen wurde, liegt bei -89,2 °C. In der sibirischen Stadt Werchojansk herrschen im Januar durchschnittlich klirrend kalte -45 °C. Im selben Monat liegt die Temperatur auf dem Gipfel des Mount Everest durchschnittlich bei -36 °C, kann jedoch bis auf -60 °C abfallen. (Dabei ist jedoch zu bedenken, dass eine Uhr in der Realität kaum je solchen extrem niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist. Körperwärme und Kleidung verändern die Umgebungsbedingungen, sodass die Uhr wohl selbst dann bedeutend wärmer ist, wenn das Quecksilber weit nach unten fällt.) Die Speedmaster hatte bereits bewiesen, dass sie Temperaturen von -18 °C standhalten kann. 1956 nämlich war eine der Uhren außen an einer Douglas DC-6B von Canadian Pacific Air Lines befestigt worden, die über die Polarroute von Edmonton nach Amsterdam flog. Während des neunstündigen Fluges in bis zu 5.300 m Höhe war sie Wind und Wetter mit Temperaturen unter -18 °C ausgesetzt. Auf dem Flughafen Schiphol wurde sie nach der Landung vom Piloten und dem Bodenpersonal kontrolliert: Sie funktionierte einwandfrei. Die Antwort auf die Frage, nach welchen Gesichtspunkten die untere Temperaturgrenze für die NASA-Tests festgelegt wurde, erfahren wir vermutlich im kommenden Jahr. Dann nämlich werden OMEGA und das Smithsonian die Ergebnisse ihrer Forschungen zu jenen bahnbrechenden Uhrentests in den frühen 60er-Jahren veröffentlichen. Was wir ganz sicher wissen ist, dass nur die OMEGA Speedmaster alle von Ragan entwickelten Tests mit Bravour bestand und dass sie am 1. März 1965 für „flugtauglich für alle bemannten Weltraummissionen“ erklärt wurde.

Interessant ist, dass die NASA keine eigens für die Raumfahrt entwickelte Uhr in Auftrag gegeben hatte. Sie hatte vielmehr die künftige „Moonwatch“ gekauft, eine Uhr „von der Stange“, also ein Modell, das jeder im Geschäft erwerben konnte.

Doch noch bevor die Speedmaster 1969 mit Apollo 11 ins All flog und durch Neil Armstrong und Buzz Aldrin zur ersten Uhr auf dem Mond wurde, hatte OMEGA entschieden, dass man die offizielle NASA-Uhr noch optimieren und die perfekte Weltraumuhr entwickeln könne. So arbeitete OMEGA direkt mit James H. Ragan, dem Techniker, der bei der NASA sämtliche Qualifizierungsprozesse und Tests beaufsichtigte, zusammen und startete das streng geheime Alaska-Projekt, dessen Name im Laufe der Jahre für einige Verwirrung sorgte. Im Weltraum ist es kalt, genau wie in Alaska. Doch dies ist nicht der Grund, warum das Projekt diesen Namen trägt. Es handelte sich schlicht um einen Codenamen, den OMEGA zur damaligen Zeit für alle geheimen Projekte, auch unabhängig von der NASA, verwendete, um die Vertraulichkeit zu wahren. Er sollte gewährleisten, dass nichts über die Projekte an die Öffentlichkeit gelangte. Für OMEGA war es nämlich äußerst wichtig, dass die Konkurrenz (insbesondere in den USA) niemals Kenntnis davon erlangte, dass direkt mit der NASA an bestimmten Projekten und der Entwicklung spezieller Weltraumuhren gearbeitet wurde. Außerdem gab es nicht nur ein einziges Alaska-Projekt. Es war vielmehr eine ganze Reihe an Projekten, die von I–IV durchnummeriert waren und 1969 starteten. Die erste Phase fiel in jene Zeit, in der die NASA regelmäßig Flüge auf den Mond schickte (und immer wieder ihre Absicht betonte, auch auf der erdabgewandten, dunklen Seite des Mondes landen zu wollen). Das Ergebnis war die weltweit erste Uhr mit poliertem Titangehäuse. 1970 wurde eine aufsehenerregende neue Version der ursprünglichen Speedmaster Professional-Weltraumuhren entwickelt, die ein überdimensioniertes „Doughnut“-Außengehäuse aus rotem Aluminium besaß. Das Aluminium zeichnet sich durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus und sollte die Uhr vor hohen und niedrigen Temperaturen schützen. Die rote Farbe diente dem Schutz vor Strahlung bestimmter Wellenlängen. Mit dieser Hülle konnte die Uhr Umgebungstemperaturen zwischen -148 °C und +260 °C standhalten. Dies entspricht einem beeindruckenden Betriebstemperaturbereich von mehr als 400 °C. Die Uhren besaßen außerdem ein weißes Zifferblatt, das die Strahlungswärme reflektierte, sowie ein langes weißes Armband mit Klettverschluss, das auch über einen Raumanzug passte.

Doch das öffentliche Interesse am Mond schwand. Im Dezember 1970 strich die NASA aufgrund von Budgetzwängen die Apollo-Missionen 18–20. Dies bedeutete, dass keine Uhr für die Landung auf der erdabgewandten Mondseite mehr benötigt wurde. Das Projekt wurde daraufhin auf Eis gelegt. So blieb die OMEGA Speedmaster „Moonwatch“ die einzige Armbanduhr, die von der NASA für die Nutzung im Weltraum zertifiziert worden war.

2008 brachte OMEGA jedoch die Speedmaster Professional Alaska Project Kaliber 1861 auf den Markt, von der in Anlehnung an das Jahr ihrer Entstehung nur 1970 Exemplare gefertigt wurden. Genau wie das Originalmodell besaß auch diese limitierte Alaska-Projekt-Ausgabe ein rotes Außengehäuse und ein zusätzliches langes weißes Armband. Mittlerweile ist sie ein begehrtes Sammlerstück. Die NASA hatte aber eine ganze Liste neuer Missionen, die eine präzise Zeitmessung erforderten. Dazu gehörte eine, die sich im wahrsten Sinne des Wortes um unseren eigenen Planeten drehte. Skylab (1973–79) war die erste Weltraumstation, die die Erde umkreiste. Teil ihrer wissenschaftlichen Mission war die sogenannte Earth Terrain Camera (ETC). Dabei handelte es sich um eine hochauflösende Kamera mit einem 127-mm-Film und einer 457-mm-Brennweite, mithilfe derer sich Schwarz-Weiß-, Farb- und Infrarotbilder der Erde aufnehmen ließen. Im Rahmen der nächsten Kooperation zwischen der NASA und OMEGA, die als Alaska II (ab 1972) bezeichnet wird, wurden spezielle OMEGA Zeitnahmeinstrumente mit mechanischem Stimmgabeluhrwerk konzipiert und umfassend getestet. Diese wurden verwendet, um die Bilder der ETC mit Zeitcodes zu versehen. Daher ist auf der Uhr, die auf allen offiziellen ETC-Fotografien eingeblendet ist, das OMEGA Logo zu sehen. Zur gleichen Zeit ging im Geheimen die Arbeit an weiteren Prototypen für Weltraumuhren weiter, die immer noch auf der Speedmaster Professional basierten. Auch als Skylab dem wiederverwendbaren Space Shuttle wich, war OMEGA wieder mit an Bord. Schließlich erforderte das Shuttle-Programm routinemäßige Weltraumspaziergänge. Die Astronauten benötigten dafür präzise, gut ablesbare und leicht zu bedienende Chronometer. So fertigte OMEGA weitere innovative Prototypen für die NASA. Bei einigen von ihnen kam das Stimmgabel-Chronographenwerk zum Einsatz, das auch bei der ETC verwendet worden war. Im Rahmen von Alaska IV arbeitete OMEGA daran, Speedmaster-Uhren mit LCD-Displays auszustatten. So erhielt die NASA zwölf Exemplare der „weltraumtauglichen“ Speedmaster Professional Quartz Referenz ST186.0004, die sie beim Training im Shuttle testen konnte. Die NASA jedoch hatte die Speedmaster Professional einer erneuten Bewertung unterzogen, und wieder einmal hatte sie sich durchgesetzt. Sie wurde für das Space Shuttle neu zertifiziert und Ende 1978 erhielt die NASA die ersten 56 Exemplare. Es war schwer, so schien es, diesen Klassiker noch zu verbessern.

„Die NASA hatte aber eine ganze Liste neuer Missionen, die eine präzise Zeitmessung erforderten. Dazu gehörte eine, die sich im wahrsten Sinne des Wortes um unseren eigenen Planeten drehte.“

Doch schwer bedeutet nicht unmöglich, und so gehen die Forschungen weiter. 1998 brachte OMEGA die Speedmaster X-33 aus Titan mit Quarzwerk auf den Markt. Sie ist bis heute ein regelmäßiger Gast auf der Internationalen Raumstation ISS und basiert unmittelbar auf dem Wissen und den Techniken, die im Rahmen von Alaska I–IV entwickelt wurden. Bei ihrer Einführung erhielt sie in Anlehnung an das nächste große Ziel der NASA den Spitznamen „Marswatch“. Nach all den Jahren im Weltraum ist die Speedmaster Professional jedoch nach wie vor die einzige Uhr, die von der NASA für die Nutzung bei Weltraumspaziergängen zertifiziert ist. Dies bedeutet allerdings nicht, dass die X-33 oder eine ähnliche Uhr den Temperaturschwankungen von 110 °C (+20 °C am Tag und -90 °C in der Nacht sind nicht ungewöhnlich) und den starken Staubstürmen auf der Marsoberfläche nicht standhalten würde. Schließlich erklärte niemand anders als James H. Ragan, jener Teamleiter, der ursprünglich die NASA-Tests entwickelte, die uns die „Moonwatch“ schenkten: „Ich glaube, dass bei allen zukünftigen bemannten Weltraummissionen jeder Astronaut seinen eigenen Chronographen benötigen wird. Ich glaube auch, dass der erste Astronaut, der einen Fuß auf die Oberfläche des Mars setzt, einen OMEGA Chronographen tragen wird.“ In Anbetracht der Tatsache, dass dies der Mann war, der vor vielen Jahren die Speedmaster für den Weltraum auswählte, will man da kaum gegen ihn wetten.