JPE hält die Vibrationen vom Einstein-Teleskop fern

Die Beseitigung von Vibrationen ist für das Einstein-Teleskop eine wichtige Anforderung. Das Ingenieurbüro JPE in Maastricht hat hierfür ein einzigartiges System entwickelt, das die Vibrationen dauerhaft neutralisiert. Im unterirdischen Dreieck des Einstein-Teleskops werden Laserstrahlen zwischen Spiegeln hin und her gesendet. Wenn eine Gravitationswelle die Erde passiert, ändert sich der Abstand zwischen den Spiegeln für einen kurzen Moment, kaum wahrnehmbar. Es ist daher entscheidend, dass das System vollkommen vibrationsfrei ist.

Die Türme, in denen die Spiegel hängen, sind daher evakuiert, und die Temperatur dort wird später bei minus 263 Grad Celsius liegen. Warum? Huub Janssen schaut bei dieser für ihn so offensichtlichen Frage kurz überrascht. „Wärme verursacht Schwingungen“, erklärt er. „Genau wie Luft. Schauen Sie doch mal an einem warmen Tag nach draußen, Sie sehen die Bewegung. Deshalb muss die Temperatur in den Vakuumtürmen später so niedrig wie möglich sein, am besten in Richtung minus 270 Grad, dem absoluten Nullpunkt. Eine Herausforderung, sicher, aber es ist machbar.“

Extreme Temperaturen

Das Kühlen sei nicht das größte Problem, erklärt Huub Janssen. Die durch diese Kühlung verursachten Schwingungen zu unterbinden, schon. Grund genug, JPE um eine Lösung zu bitten. „Und die haben wir gefunden“, erzählt Huub, der an der TU Eindhoven Maschinenbau studiert hat. „Wir haben ein Gerät entwickelt, das unter diesen schwierigen Bedingungen – Vakuum und extreme Kälte – die Schwingungen vollständig absorbiert.“

Huub Janssen legt eine Kopie des entscheidenden Bauteils auf den Tisch, frisch aus dem 3D-Drucker. Wie es genau funktioniert, behält der Ingenieur für sich. Das Hightech-Bauteil gilt als äußerst innovativ und ist durch verschiedene Patente geschützt. „JPE ist eines der wenigen Unternehmen weltweit, das dazu in der Lage ist“, sagt er nicht ohne Stolz. „Also Instrumente herzustellen, die in extrem kalten Umgebungen funktionieren. Das machen wir bereits seit etwa 15 Jahren, nachdem wir erfolgreich für einen Professor aus Leiden ein Gerät entwickelt hatten, mit dem sich eine Probe präzise in einem Kryostaten bewegen lässt. Eine Art Gefrierschrank, in dem fast der absolute Nullpunkt erreicht wird. Interessant für Wissenschaftler, da sich bei extremer Kälte im Vakuum die Eigenschaften von Materialien verändern. Das wollen sie testen, und dafür muss das Testmaterial bewegt werden, ohne den Kryostaten zu öffnen. Dafür haben wir damals ein Instrument entwickelt.“

Driven by Innovation

Eine Herausforderung, die Huub Janssen und sein Team lieben. Nicht umsonst gründete er 1991 sein eigenes Ingenieurbüro, nachdem er einige Jahre bei der gerade gegründeten Firma ASML in Veldhoven und bei Philips in Heerlen gearbeitet hatte.

„Wir entwickeln Lösungen für Kunden im Bereich Precision Engineering. Maßarbeit, bei der Genauigkeit im Nanometerbereich der Standard ist. Deshalb heißen wir auch JPE – Driven by Innovation. Innovation, also die Entwicklung von Neuem, steht bei uns an erster Stelle.“

Zunächst diente die Garage als Werkstatt, 2001 bezog JPE das Gewerbegebiet Technoport Europe in der Nähe des Maastricht Aachen Airport. Hightech-Engineering ist nach wie vor eine wichtige Säule des Unternehmens, das mittlerweile 25 Spezialisten beschäftigt. „Darüber hinaus haben wir eine Produktlinie für Instrumente im Kryo- und Vakuumbereich aufgebaut“, sagt Marianne Janssen, Partnerin von Huub und verantwortlich für Kommunikation und PR bei JPE. „Wir wurden in der Vergangenheit gebeten, ein Instrument für das Teleskop auf La Palma zu entwerfen. Dieses Instrument musste bei minus 200 Grad funktionieren. Wir haben uns dieser Herausforderung gestellt und so eine Art bewegliche Blende entwickelt, mit der Astronomen ganz gezielt bestimmte Sterne beobachten können. Dieses Projekt hat uns das Wissen vermittelt, wie man bei diesen extrem niedrigen Temperaturen etwas bewegen kann, und bildete somit die Grundlage für unsere aktuelle Produktlinie.“

Quantencomputer

Die neueste Entwicklung, an der JPE beteiligt ist, ist der Quantencomputer. „Ein Quantencomputer funktioniert nur, wenn der Chip auf eine extrem niedrige Temperatur gekühlt wird, wie Wissenschaftler festgestellt haben. Genau unser Spezialgebiet. Es ist uns gelungen, ein Gerät zu entwickeln, mit dem verschiedene Chips in einem Kryostaten sehr schnell getestet werden können. Genau das, wonach große Unternehmen wie Google und IBM suchen. Gemeinsam mit einem Hersteller von Kryostaten werden wir nun ein komplettes System bauen und auf den Markt bringen. Vielversprechend, absolut. Der Quantencomputer kommt und wird eine Revolution in der Rechenleistung bewirken. Damit lassen sich beispielsweise bald Medikamente entwickeln. Fantastisch natürlich, als kleines Unternehmen aus Süd-Limburg daran mitzuarbeiten.“

Die Beteiligung am für die Euregio Maas-Rhein so wichtigen Einstein-Projekt ist Huub Janssen mindestens ebenso wichtig. „Natürlich, das ist schließlich meine Heimat, auch wenn wir mit JPE für Auftraggeber aus ganz Europa, Asien und vor allem den Vereinigten Staaten arbeiten. Bereits vor zehn Jahren saßen wir bei den ersten Sondierungsgesprächen für das Teleskop mit am Tisch. Jetzt läuft unsere Erfindung in der Testversion mit, und das mit guten Ergebnissen. Etwas, worauf wir stolz sein können, und für uns wieder eine Chance, in diesem Markt weiter zu wachsen.“

Grenzüberschreitend

„Natürlich wäre es schön, wenn das Teleskop tatsächlich in dieser Region gebaut würde. Für die lokale Wirtschaft, die Beschäftigung und den Innovationsschub. Und auch für die grenzüberschreitende Zusammenarbeit, auch wenn diese nach wie vor eine Herausforderung darstellt. Vielleicht kommt es zu mehr Zusammenarbeit, wenn deutlich wird, wie groß dieses Projekt ist. An uns wird es nicht liegen. Wir teilen ohnehin bereits unser gesamtes technisches Wissen über unser Precision Point-Portal.“

Marianne nickt. „Neben der Weitergabe unseres Wissens über die Website bündeln wir diese Informationen auch in einer Broschüre, die als Lehrmaterial für Studierende gedacht ist und von der auch andere Unternehmen profitieren können. Wir geben keine Betriebsgeheimnisse preis, aber Zusammenarbeit ist wichtig. Für uns ist es eine Art Marketinginstrument, mit dem wir weltweit sichtbar bleiben.“

JPE
JPE gewann im vergangenen Jahr den ersten Innovatie Award Limburg. Das Unternehmen hat seinen Sitz an der Aziëlaan beim Maastricht Aachen Airport. Bei JPE liegt der Fokus auf der Entwicklung, die Fertigung wird ausgelagert. Zu den Kunden zählen unter anderem ASML, Google, Philips sowie verschiedene renommierte Universitäten und Forschungsinstitute in Europa und den USA.