Die globale Richtlinie von Airbus zur sofortigen Softwareaktualisierung in 6.000 Flugzeugen der A320-Familie hat weltweit für Aufregung gesorgt und einen technischen Risikofaktor ins Rampenlicht gerückt, der selten besprochen wird: die Auswirkungen intensiver Sonnenstrahlung auf die elektronischen Flugsteuerungssysteme.
Was ist intensive Sonnenstrahlung?
Die Erde wird ständig von verschiedenen Arten von Sonnenstrahlung getroffen:
- Sonnenausbrüche – plötzliche Energiefreisetzungen.
- K Corona-Massen ausgestoßene Explosionen (CMEs) – große Ausstöße geladener Partikel.
- Kosmische Strahlen – hochenergetische Partikel aus dem Weltraum.
Im Normalfall schützt das Magnetfeld der Erde die Mehrheit der Bevölkerung, jedoch verringert sich dieser Schutz in großen Höhen während starker Sonnenereignisse oder an Orten mit schwachem Magnetfeld erheblich. Genau dort fliegen die Flugzeuge.
Warum sind Flugzeuge anfällig?
Moderne Flugzeuge basieren fast ausschließlich auf digitalen Systemen:
- Navigationssysteme
- Triebwerksmanagement
- Flügel- und Steuerflächenkontrolle
- Instrumentenanzeigen
- Sensoren
- Autopilot und GPS
All diese Systeme arbeiten über Mikroprozessoren. Wenn ein hochenergetisches Sonnen- oder kosmisches Partikel auf einen Chip trifft, kann dies zu einem Phänomen führen, das als Single-Event Upset (SEU) bekannt ist.
Ein einziges Partikel kann Folgendes verursachen:
- Bit-Flip (das 1 wird zu 0 oder umgekehrt)
- Vorübergehende Datenverfälschung
- Fehlerhafte Eingaben in ein kritisches Teilsystem
- In seltenen Fällen, Fehlfunktionen eines Flugcontrollers
Diese Fehler sind normalerweise vorübergehend, aber wenn sie in Steuergeräten (wie ELAC oder FAC bei Airbus) auftreten, müssen sie mit absoluter Genauigkeit behandelt werden.
Was kann tatsächlich schiefgehen?
Die dokumentierten SEU-Vorfälle in der Luftfahrt sind selten, existieren jedoch:
- Navigationsfehler – vorübergehende Verluste der GPS-Genauigkeit.
- Fehlerhafte Anzeigen in Flugcomputern – verfälschte Daten, die das System für gültig hält.
- Warnungen oder Einfrierungen von Bildschirmen im Cockpit.
- Deaktivierung des Autopiloten – wenn der Computer keine Daten verifizieren kann.
- Störungen in der Kommunikation – insbesondere auf HF-Funkfrequenzen für transatlantische Flüge.
Die Hersteller haben mehrere Rückfallebenen implementiert. Dennoch ist kein System vollständig immun.
Warum sind moderne Flugzeuge verletzlicher?
Der technologische Fortschritt bietet Sicherheit, erhöht jedoch auch die Komplexität:
- Die Luftfahrtsysteme sind mittlerweile vollständig digital.
- Mikroprozzessoren werden immer kleiner und damit empfindlicher gegenüber Strahlung.
- Die Automatisierung hat die Abhängigkeit von präzisen Daten erhöht. Flugzeuge verbringen viele Stunden in Höhen mit erhöhter kosmischer Strahlung.
Airbus und Boeing verfügen über:
- mehrere redundante Systeme
- Fehlerkontrollalgorithmen
- geschützte Schaltungen
- Fail-Safe-Funktionen
- kontinuierliche Software-Updates
Wenn jedoch eine Schwachstelle festgestellt wird, sind die Hersteller verpflichtet, umgehend zu handeln, selbst wenn dies selten vorkommt.
Warum jetzt?
Die Sonne folgt einem 11-Jahres-Zyklus, und der aktuelle solare Zyklus erreicht nun seinen Höhepunkt mit:
- mehr Sonnenausbrüchen
- stärkeren Strahlungsstürmen
- erhöhten kosmischen Strahlen in der oberen Atmosphäre
Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit von Störungen nicht nur bei Flugzeugen, sondern auch bei Satelliten, GPS, Stromnetzen und Telekommunikation.
Welche Sicherheitsmaßnahmen werden ergriffen?
Die Luftfahrt ist bereits gegen dieses Phänomen gewappnet:
- Dreifache Redundanz bei kritischen Rechnern
- ECC-Speicher, die Fehler korrigieren
- Datenüberprüfung von mehreren Sensoren
- Notfallwiederherstellung von Backup-Flight-Controllern
- Direkte Aktualisierungsanweisungen von FAA/EASA
- Kontinuierliche Software-Patches von den Herstellern
Die Piloten werden speziell geschult für:
- Verlust der Navigation
- Fehler von Bildschirmen oder Anzeigen
- Plötzliche Trennung des Autopiloten
- Flug mit Grundinstrumenten
- Verfahren bei intensiven Sonnenereignissen
Die kommerzielle Luftfahrt bleibt extrem sicher.
Das Beispiel des ehemaligen Qantas-Piloten
Dr. Ian Getley, ein ehemaliger Kapitän von Qantas und Inhaber eines Doktortitels in Raumstrahlung, erklärt im BBC, dass Corona-Massen-Ausbrüche (CMEs) zu den gefährlichsten Phänomenen gehören. Er beschreibt, dass, wenn eine CME Plasma und geladene Teilchen zur Erde sendet, diese noch mehr geladene Partikel in der oberen Atmosphäre erzeugen, die elektronische Systeme über 28.000 Fuß (8,5 km) beeinflussen können. Seine Forschung begann nach einem Vorfall während eines Flugs von Los Angeles nach New York im Jahr 2003, bei dem er persönlich die Auswirkungen eines solchen Phänomens erlebte.
