Steht ein Haus in Flammen, müssen Feuerwehrleute prüfen, ob sich im Inferno Menschen oder Tiere befinden, die gerettet werden müssen. Das sind hochriskante Aktionen. Deshalb arbeitet ein Team um David Häusermann von der Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa an einer Drohne, die solche gefährlichen Erkundungen bei extremen Temperaturen vollführen könnten.

«Damit sollen unnötige Risiken vermieden werden», erklärt Häusermann: «Wenn bei einer solchen Erkundung etwas schiefgeht, verlieren wir im schlimmsten Fall die Drohne, aber gefährden keine Menschenleben.»

Feuerwehrleute setzen bereits Drohnen ein, um Löschschläuche auf Hochhäuser zu heben oder um Waldbrände zu einzudämmen. Kommen sie den Flammen allerdings zu nahe, könnte der Rahmen des Geräts schmelzen, die Elektronik den Geist aufgeben und der Absturz drohen. Natürlich lassen sich solche hohen Temperaturen dämmen. Nur sollte das Material dafür möglichst leicht sein, um die Flugeigenschaften nicht zu verschlechtern.

Fündig wurde Häusermann bei seinem Empa-Kollegen Shanyu Zhao, der Aerogele erforscht. Solche Materialien nutzen das gleiche Prinzip, mit dem Pinguine und Eisbären verhindern, in den eisigen Polargebieten zu viel Körperwärme zu verlieren: Die Federn und Haare der Tiere schliessen sehr viele Luftbläschen ein, die Wärme schlecht leiten und so den Wärmefluss drastisch verringern. Den gleichen Effekt erreichen Aerogele, in denen superdünne Kunststoff-Schichten winzige Luftbläschen einkapseln. Das Material ist ultraleicht und dämmt gleichzeitig hervorragend.

Kein Wunder also, wenn die US-amerikanische Weltraumbehörde Nasa längst auch auf dieses Material aufmerksam geworden ist, welches die Raumanzüge der Astronauten und die Kapseln von Raumfahrzeugen dämmt. Allerdings schrumpft Polyimid bei hohen Temperaturen merklich und würde so die Drohnen gefährden. Also verstärkt das Empa-Team die Aerogele mit Glasfasern, die gleichermassen leicht und temperaturbeständig sind. Vor allem aber festigen sie die Struktur.

Aus diesem Material baut Häusermann eine Kapsel, die das empfindliche Innere der Feuerdrohne komplett einschliesst. Startbereit ist sie mit einem halben Meter Durchmesser und 2,4 Kilogramm zwar kein Leichtgewicht, lässt sich aber gut fliegen.

Ihre Feuerprobe hat die Drohne bereits mehrfach überstanden. Als in einem Ausbildungszentrum im Kanton Zürich in einer riesigen Metallschale ein mit Gas betriebenes Grossfeuer loderte, kurvte die Feuerdrohne mehrmals weitgehend unbeschadet bis in unmittelbare Nähe der Flammen. Die silbrige Aluminium-Verkleidung war zwar von einigen schwarzverkohlten Russ-Flecken verunstaltet. Aber die empfindliche Elektronik im Inneren des ferngesteuerten Spähers, die Akkus und die beiden im sichtbaren und im infraroten Licht arbeitenden Kameras hatten die Probeflüge heil überstanden.

Obendrein kann die Feuer-Drohne auch bei sehr tiefen Temperaturen wie in Polargebieten oder über einem Gletscher eingesetzt werden, wo herkömmliche Geräte rasch an ihre Grenzen stossen. Schliesslich hält ein gutes Dämm-Material nicht nur die Hitze, sondern auch die Kälte draussen. Erste Tests in einem Gletscher-Tunnel meisterte die Feuer-Drohne jedenfalls ohne grössere Probleme.