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Aus alten Fehlern lernen

"Iceberg right ahead!" Eisberg voraus! Die Warnung kam zu spät. 1912 rammte die RMS Titanic auf ihrer Jungfernfahrt einen Eisberg. Das Passagierschiff, das als unsinkbar galt, sank - und verschwand in den Tiefen des Nordatlantiks.

Bis heute beschäftigt das Unglück die Forschung. Wissenschaftler von der Technischen Universität Hamburg-Harburg simulieren den Untergang mit dem Computer. "Der Untergang in der Simulation sieht der Leinwandversion von James Cameron erstaunlich ähnlich", sagt der Schiffstechniker Stefan Krüger.

Auch hundert Jahre danach entdecken die Schiffstechniker neue Details des Unfallhergangs, etwa dass das Schiff eine leichte Schlagseite bekam, kurz bevor es endgültig in den Tiefen des Meeres verschwand.

Mit ihren Simulationen überprüfen die Wissenschaftler alle möglichen Untergangsszenarien einer Schiffskatastrophe. Hätte die Besatzung das Unglück verhindern können? War ein Konstruktionsfehler verantwortlich für das schnelle Kentern? Kann sich das Unglück überhaupt so abgespielt haben, wie es die Überlebenden beschreiben? Für einen Schiffbauingenieur sind das wichtige Fragen.

"Um die aktuellen Sicherheitsstandards zu überprüfen, liegt der Titanic-Untergang zu weit zurück", sagt Krüger. Die Simulationsprogramme lassen sich aber nur anhand von realen Unfällen überprüfen, die zudem gut dokumentiehsrt sein müssen.

Schiffsunglücke aufklären mithilfe von Software

Die Wissenschaftler können am Rechner den Seegang und die Schiffsbewegung genau nachbilden. Sie prüfen, wie sich diese auf die Schiffsstabilität auswirken. "Es sind vor allem die Wellen von achtern gefährlich", erklärt Krüger.

Eine Welle, die sich unterhalb des Schiffs in Fahrtrichtung fortbewegt, kann einen Frachter anheben, sodass Bug und Heck aus dem Wasser ragen. Die Experten bezeichnen das Phänomen als "Rollen". "Das ist eine sehr instabile Situation, die immer wieder zum Kentern führt", sagt der Schiffbauingenieur.

Im vergangenen Vierteljahrhundert ist es den Forschern bereits mehrere Male gelungen, mithilfe der Simulationssoftware die Ursache von Schiffsuntergängen aufzuklären. Der wohl prominenteste Einsatz ist die Aufklärung des Estonia-Untergangs.

Der Untergang der Fähre Estonia

Was 1994 in jener stürmischen Septembernacht auf der Ostsee genau geschah, lässt sich nur schwer nachvollziehen. Die Fähre Estonia sank in nur 30 Minuten. 852 Menschen starben. Das Schiffsunglück gilt als eines der größten der Nachkriegszeit.

Die erste Erklärung für das Unglück: Die Fähre habe ihre Bugklappe verloren und sei übers Fahrzeugdeck mit Wasser vollgelaufen. Anschließend sei das Schiff gekentert und gesunken. Vielen reicht das nicht aus - es müsse mehr geschehen sein. Nur ein Sprengstoffanschlag könne zu einem so schnellen Untergang führen, heißt es.

Schon bald kursieren Verschwörungstheorien. Östliche und westliche Geheimdienste seien beteiligt gewesen, mutmaßen manche. Es sei vermutlich um Waffenhandel und Plutoniumschmuggel gegangen. Die Aufklärung des Unfallhergangs verläuft schleppend. Schwedens Regierung verkündet schließlich, sie wolle das Wrack unter einer Betondecke vergraben. Dazu kam es nicht, doch allein die Ankündigung heizte die Gerüchteküche weiter an.

Mehr als zehn Jahre lang halten sich die Verschwörungstheorien. Dann entscheiden sich die Behörden in Schweden dazu, die Experten aus Hamburg mit einer erneuten Überprüfung des Falls zu beauftragen.

Die Forscher widerlegen die Verschwörungstheorien

2006 begannen die Wissenschaftler mit den Radardaten, den Trümmerspuren und der Position des Wracks die letzten Stunden der Estonia zu rekonstruieren. Sie werteten zudem die Aussagen der überlebenden Crewmitglieder aus - mehr als hundert Protokolle. Die Forscher nutzten alle verwertbaren Daten, um damit die Simulationssoftware zu füttern.

Sie spielten verschiedene Szenarien durch, simulierten etwa die Flutung aller Räume. Ihr Ziel: zu verstehen, was die Fähre so schnell sinken ließ. In Schweden baute eine Gruppe von Forschern zudem ein Modell des Schiffs, um die Szenarien im Experiment zu überprüfen.

Die Wissenschaftler kamen zu einem eindeutigen Ergebnis: Es war keine Bombe, die zum Untergang geführt hatte. Die Ursachen für die Katastrophe waren die zu hohe Geschwindigkeit, schlechte Wartung und ein überlasteter Schiffsbug.

Von kleinen Wellen bis zu Kaventsmännern

Seit Mitte der 1990er Jahre ist es den Hamburger Schiffssicherheitsexperten möglich, das Wasser, das ins Schiff eindringt, in der Simulation zu berücksichtigen. Sobald ihnen ausreichend Datenmaterial vorliegt, legen die Forscher los. Sie können mit ihren Modellen etwa nachweisen, ob eine Fähre falsch beladen war und ob Schiff und Fahrweise dem Seegang angepasst waren.

Das ist wichtig, wie die Statistiken belegen: Zwar sinkt die Zahl der Schiffsuntergänge pro Jahr, doch die Zahl der Havarien auf schwerer See steigt. Und das liegt nicht an den Riesen- oder Monsterwellen, von denen in den vergangenen zehn Jahren immer wieder in den Schlagzeilen die Rede war, sagt Stefan Krüger. Diese würden bloß stärker wahrgenommen, da die Satellitentechnik heute genauer sei und mehr eingesetzt würde als früher.

2001 wurde das Kreuzfahrtschiff Bremen von einem Kaventsmann überrollt. Vier Jahre später traf eine mehr als 30 Meter hohe Welle das britische Passagierschiff Queen Elizabeth 2. Das Schiff war danach noch fahrtüchtig, jedoch schwer beschädigt. Nach Krügers Einschätzung sind kleine Wellen deutlich gefährlicher, etwa wenn diese ein Containerschiff ins Rollen bringen.

Testen für mehr Sicherheit

Auf das virtuelle Kentern folgt der Praxistest. Dafür geht es in den Versuchskanal der Hamburgischen Schiffbauversuchsanstalt (HSVA). Das Becken ist 300 Meter lang und 18 Meter breit. Die Wellen kommen von allen Seiten. Von einer Brücke aus können die Wissenschaftler beobachten, wie die meterhohen Brecher gegen die ferngesteuerten Modellschiffe schlagen. Die Wogen rollen dank des Generators exakt nach Wunsch. Selbst eine Fahrt durchs Eis ist hier möglich.

Die Forscher wollen durch ihre Experimente in der Versuchsanlage lernen, wie sie die Schiffe und deren Ladung vorm Kentern retten können. Die Ingenieure messen mit Sensoren an jedem Modell, welche Kräfte am Rumpf zerren. Der Rumpf ist das Kernstück eines Schiffs und sollte selbst bei hohem Seegang nicht ins Schlingern geraten.

Viele Schiffbauer lassen ihre Schiffe hier testen, bevor sie mit der Produktion in der Werft beginnen. Durch die Tests können sie die möglichen Schwachstellen eines Bootes ausloten. Die Sicherheitstechnik auf den Schiffen hinke allerdings noch oft der Forschung hinterher, vor allem auf Billigschiffen aus Asien, bedauert der Schiffstechniker Stefan Krüger.