Neubau für Max-Planck-Sonnensystemforscher

(Foto: Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

(Foto: Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

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(Foto: Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

(Foto: Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

(Foto: Jörg Stanzick, Carpus+Partner)

Ab Mai 2014 wird Rosetta, die erste Kometensonde der Weltraumforschung, ihre Beobachtungen 800 Millionen Kilometer durchs All zur Erde senden. Für die Auswertung der Daten hat das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im Januar ein neues Forschungsgebäude bezogen. Nur dank bestmöglicher Schwingungsentkopplung kann der Hightechbau gleichsam hochempfindliche Labore zur Entwicklung und Fertigung optischer Systeme und stark rüttelnde Vibrationsteststände, in denen die Einsatzbedingungen von Weltraumausrüstung simuliert werden, beherbergen. Das Besondere: Der Einzugstermin stand schon bei Planungsbeginn vor vier Jahren unaufschiebbar fest. Denn dieses Forschungsobjekt nimmt – seit zehn Jahren unterwegs im All – keine Rücksicht auf Terminschwierigkeiten auf der Erde.

Nur drei mal fünf Kilometer misst der Kern des Kometen Tschurjumow-Gerasimenko. Dennoch interessieren sich die Weltraumforscher der ESA brennend für ihn. Denn seine Beschaffenheit soll Rückschlüsse auf die Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems ermöglichen. Darum ist seit März 2004 die Sonde Rosetta – vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auch Kometenjäger genannt – auf dem Weg zu ihm und wird im Mai in die Umlaufbahn des Kometen einschwenken. Zum Ende des Jahres ist erstmals die Landung auf der Oberfläche geplant. Die Vorbereitungen dazu laufen im All und auf der Erde auf Hochtouren. Nahezu zeitgleich mit dem Erwachen der Sonde aus ihrem energiesparenden Tiefschlaf im Januar sind die Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in einen eigens errichteten Forschungsneubau auf dem Campus Nord der Georg-August-Universität Göttingen umgezogen.

„Der 29. Januar 2014 stand als Einzugstermin von Beginn des Projektes im Juni 2010 unumstößlich fest“, erinnert sich Ralf Walter, Projektmanager beim verantwortlichen Generalplaner Carpus+Partner. Auch bei jahrelanger Erfahrung mit solchen Großprojekten, ist so eine Deadline schon eine Herausforderung: „Es galt, alle Beteiligten – Planer, Architekten und alle Gewerke – mit ins Boot zu holen und auf den Termin einzuschwören. Wir haben hier unten gemeinsam alle Hebel in Bewegung gesetzt. Denn die Flugbahn eines Kometen beeinflussen, das können wir noch nicht“, so Walter.

Ungewöhnlich: Auf das Vereinbaren von Vertragsstrafen bei Verzögerung, ansonsten durchaus üblich bei Projekten mit kritischen Zeitplänen, verzichteten der Bauherr, die Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaft, und der Generalplaner. Stattdessen zog man an einem Strang und arbeitete auf Augenhöhe. „Eine große Herausforderung war der lange Winter im Frühjahr 2013. Wir waren gezwungen, die Baustelle des Rohbaus vier Wochen ruhen zu lassen“, erinnert sich Heinz-Peter Frantzen mit gemischten Gefühlen; er war bei Carpus+Partner zuständig für die Bauausführung vor Ort. „Die Verzögerung ließ sich nur durch einen Mehrschichtbetrieb mit einem extrem gestrafften Zeitplan in den folgenden Wochen wieder aufholen.“

Dass sich der Aufwand gelohnt hat, wird beim Blick hinter die glänzende Fassade des Neubaus offensichtlich. Das barrierefreie Gebäude beherbergt auf einer Fläche von circa 20.000 Quadratmetern neben Forschungslaboren und Büroarbeitsplätzen eine Bibliothek, Aufenthalts- und Kommunikationsbereiche, eine Cafeteria, ein erweiterbares Foyer für Veranstaltungen, eine Kindertagesstätte, einen Dachgarten sowie Gästezimmer für Besucher des Instituts.

Schwingungsentkoppelte Reinraumlabore mit Überhöhe

Entscheidend für die Auswertung der Rosetta-Signale sowie für die Entwicklung, Fertigung und Erprobung der optischen Geräte und Baugruppen des Instituts sind vor allem ein nachhaltiger Schwingungsschutz und Reinraumbedingungen in den jeweiligen Forschungsbereichen des Gebäudes. Vibrationen oder Partikelverunreinigungen würden die hochsensiblen Messinstrumente stören und die Daten der Kometensonde verfälschen.

Die Anforderungen an die Schwingungsarmut liegen dabei deutlich höher als bei herkömmlichen Projekten. Bei den Berechnungen und Simulationen in der Entwurfsplanung zeigte sich, dass diese nur mit umfangreichen, kombinierten Maßnahmen zu realisieren war. Es galt, neben der Abschirmung vor externen Störquellen wie Straßenverkehr oder Windrädern, vor allem interne Bereiche, die Schwingungen emittieren, konstruktiv von schwingungsempfindlichen zu trennen. Um Übertragungen zu vermeiden, sind etwa Versuchsstände, der hauseigene Werkstattbereich und die Anlagen der Technischen Gebäudeausrüstung schwimmend auf Bodenplatten mit Sylomerunterlagen gelagert und durch Dehnfugen von den Laborbereichen, in denen sich die optischen Geräte und Baugruppen befinden, entkoppelt. Diese wiederum verfügen über selbsttragende Bodenplatten auf Fundamenten aus verdichteten Kiesschotterpackungen sowie teilweise über Einzel- und Streifenfundamente mit Sylomerunterlagen. Der sehr starke Schwingungen erzeugende Vibrationsteststand, auf dem Belastungen für Sensoren und optische Geräte, z. B. beim Raketenstart, simuliert werden, ist zusätzlich durch Federdämpfungselemente entkoppelt. So bleiben die übrigen Labore vor seinem Einfluss geschützt.

Der größte Teil der insgesamt 2.500 Quadratmeter Reinraumlabore ist für physikalische, chemische und elektrotechnische Versuche vorgesehen. Ein Highlight für die Sonnensystemforscher ist der so genannte Hallenbereich mit Raumhöhen bis zu neun Metern. Zwei der insgesamt vier Hallen, mit jeweils 180 bis 240 Quadratmetern, sind als Reinräume der ISO-Klassen 6 und 8 ausgeführt. Albert Borucki, Architekt bei Carpus+Partner: „Weil hier z. B. bis zu sieben Meter hohe Bauteile für Observatorien montiert werden, die dann zur Sonnenbeobachtung an Heliumballonen in die Stratosphäre aufsteigen, mussten die Hallen mit entsprechend großen Rolltoren verbunden werden. Eine durchgängige Krananlage für den Transport ist auch keine Selbstverständlichkeit in einem Reinraum.“ Die dritte, die so genannte Ballonhalle, ist hingegen kein Reinraum, sondern ein kontrollierter Bereich mit Partikelmonitoring. Von hier aus können Komponenten auch für Tests unter Witterungsbedingungen ins Freie gefahren werden. Die vierte Halle dient als Lagerraum.

Die Reinraumhallen grenzen so an die übrigen Reinräume und den zentralen Reinraumflur (ISO-Klasse 8), dass man sich in dem gesamten Reinraumbereich bewegen kann, ohne ihn zu verlassen. Der Zutritt erfolgt durch eine zentrale Personenschleuse. Um bei der Nutzung langfristig flexibel zu bleiben, ist die Raumgeometrie im Laborbereich variabel, d. h. die Wände können einfach – auch ohne Veränderung der Deckenhöhe - verstellt werden. Eine besondere Rolle spielen die Bereiche, in denen Komponenten zum Nachweis von außerirdischem Leben hergestellt werden. Jegliche Verunreinigung mit z. B. Kohlenwasserstoffen oder bioformen Molekülen muss hier vermieden werden, damit die Forschungsergebnisse brauchbar sind. Entsprechend sind diese Räume nach GMP-Standard bis zur höchsten Klasse A ausgeführt.

Offene Kommunikationsarchitektur in den Bürobereichen

An der den Laboren gegenüberliegenden Seite erhebt sich über dem Sockelbau der von außen auffälligste Gebäudeteil. Der dreigeschossige Büroriegel mit Glasfassade ragt an der Südseite weit über das Gebäude hinaus und scheint gleichsam darüber zu schweben. Während im unteren Baukörper die wissenschaftlichen Forschungs- und die Allgemeinflächen, die Cafeteria, verschiedene – durch variable Wände flexible – Seminar- und Konferenzräume, das Foyer mit einer Ausstellung oder die Bibliothek liegen, befinden sich in dem Glasquader die Büroflächen für Forschung und Verwaltung.

Hier zeigen sich die vielfältigen Anforderungen über die technische Ausstattung hinaus, die die Forscher an ihr neues Gebäude hatten: Die Arbeitsbereiche sind durch offene, die Kommunikation fördernde Strukturen geprägt. Kurze Wege und Begegnungsmöglichkeiten sollen – ergänzt durch Rückzugsmöglichkeiten – interdisziplinären Austausch und Vernetzung fördern. Dank einer Kindertagesstätte mit eigenem Außenbereich, Wohnungen für Gastforscher sowie der 2.000 Quadratmeter großen Dachgartenanlage entspricht das Gebäude auch den Ansprüchen sich wandelnder Strukturen in der heutigen Wissensgesellschaft. So haben die Max-Planck-Wissenschaftler einen Neubau mit einem hochwertigen architektonischen Konzept erhalten, das optimale Arbeitsumgebungen für die nächsten Forschergenerationen schafft.