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11.01.2010

Das ominöse blaue Ding ist klar erkennbar. Während Gesicht und Hals auf dem Bild in Rot- und Orangetönen leuchten, zeichnet es sich gut sichtbar im Brustbereich ab. Selbst ein ungeübtes Auge kann sehen, dass da etwas nicht stimmt. Bei einer Personenkontrolle von Hand würden die Sicherheitsbeamten eine aus flachem Metall geschnittene Pistolen-Attrappe finden.

Nach dem versuchten Anschlag auf ein US-Flugzeug am 1. Weihnachtstag wird derzeit wieder massiv über die Sicherheit im Luftverkehr debattiert. Die Bundespolizei testet an der Polizeiakademie in Lübeck, ob - und wenn ja in welcher Form - Körperscanner auf den 14 großen Verkehrsflughäfen Deutschlands zum Einsatz kommen könnten. Wissenschaftler arbeiten währenddessen daran, die Geräte treffsicher, schnell und alltagstauglich zu machen.

Besonders interessant erscheint dabei die sogenannte Terahertz-Technologie. Dabei wird ein Teil des Spektrums aus dem Grenzbereich zwischen Infrarot- und Mikrowellen genutzt. Noch bis vor wenigen Jahren spielten die niedrigenergetischen Strahlen - sie sind auch Teil der natürlichen Wärmestrahlung des menschlichen Körpers - in der Praxis kaum eine Rolle. Forscher sprachen sogar von der Terahertz-Lücke, weil es keine nutzbaren Quellen gab. Das hat sich mittlerweile geändert. Terahertz-Strahlen, so hoffen Sicherheitstechniker, könnten zu einem entscheidenden Werkzeug im Kampf gegen Terroristen, Luftpiraten und Schmuggler werden.

Untersuchung mit Terahertz-Blitzlicht

Scanner-Systeme wie sie derzeit von der Bundespolizei getestet werden und frühestens Mitte des Jahres an Flughäfen zum Einsatz kommen, setzen auf die sogenannte aktive Technik. Dafür wird die zu untersuchende Person mit einer kleinen Dosis Terahertz-Strahlen beschossen. Man kann sich das vorstellen, wie eine Kamera mit Blitzlicht. Ein Detektor misst dann die entstehenden Reflektionen. Für den menschlichen Körper, eine versteckte Pistole in der Unterhose oder ein Keramikmesser unter dem Arm fällt das Frequenzspektrum jeweils verschieden aus.

Forscher am Institut für Photonische Technologien in Jena (IPHT) setzen im Gegensatz dazu auf ein passives System. Es analysiert nur die Strahlen, die ohnehin von den Untersuchungsobjekten abgegeben werden. Das Problem: Die Emissionen sind sehr schwach. Im Fall des menschlichen Körpers geht es um gerade einmal 10 hoch minus 14 Watt. Um die Detektoren empfindlich genug zu machen, kühlen die Forscher ihre Messtechnik auf 0,3 Kelvin ab, also bis knapp über den Absoluten Nullpunkt.

Sensoren und Signalverstärker arbeiten supraleitend. "Nur so lässt sich ein passiver Nachweis erreichen", sagt Hans-Georg Meyer im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Der 60-jährige ist Abteilungsleiter Quantendetektion am Jenaer Institut - und sein Mitarbeiter Michael May hat den Scanner ersonnen. Die vom Körper abgegebenen Terahertz-Wellen erwärmen die Sensoren gerade so stark, dass sich der Strahlungseinfall noch messen lässt. Die Technik, so sagt Meyer, ist etwa eine Million mal sensibler als Infrarotkameras, wie sie zum Beispiel in Nachtsichtgeräten zum Einsatz kommen.

Vor dem Passkontrolle im Visier

Zum Testen haben die Forscher ihr etwa anderthalb Meter hohes Gerät im Institutsflur im ersten Stock aufgebaut. Mehrere Millionen Euro habe die Konstruktion gekostet, sagt Meyer. Der Marktpreis solle aber zwischen 100.000 und 200.000 Euro liegen. Besonders auffällig an der Maschine ist ein großer roter Zylinder, der zur Kühltechnik gehört. Nebenan steht noch ein Kompressor, der leise Pumpgeräusche von sich gibt.

Von vorn betrachtet, erinnert das Terahertz-System an eine Satellitenschüssel mit einem etwa 50-Zentimeter-Hauptspiegel. Weil das Bild auf dem angeschlossenen Laptop aus 10.000 Pixeln besteht, der Sensor aber nur 20 Pixel auf einmal erfassen, werden die auf einem Bürostuhl sitzenden Testpersonen Stück für Stück abgetastet. Der handtellergroße Sekundärspiegel bewegt sich dafür vorn an der Anlage schnell hin und her.

Momentan erzeugt der Scanner auf diese Weise etwa drei Bilder pro Sekunde. Das bedeutet, dass sich auch bewegte Objekte untersuchen lassen. Den Forschern ist das aber nicht genug, sie wollen etwa 25 Bilder pro Sekunde erreichen, also Videoqualität. Nach ihren Vorstellungen soll ihre Entwicklung nicht wie eine Sicherheitsschleuse - also wie die herkömmlichen Metalldetektoren oder die aktuell getesteten Körperscanner- eingesetzt werden, sondern wie eine Überwachungskamera. Sie könnte zum Beispiel Menschen beim Warten an der Passkontrolle ins Visier nehmen.

Weil jeder Gegenstand Terahertz-Wellen aussendet, ist es bei den passiven Verfahren kompliziert, zum Beispiel die vom Körper emittierte Strahlung von der unerlaubter Gegenstände zu unterscheiden. Das birgt Probleme für den Praxiseinsatz: "Passive Systeme sind insbesondere dadurch limitiert, dass sie die sehr geringe thermische Eigenemission des Körpers messen", warnt etwa Thomas Kleine-Ostmann von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Das sichere Aufspüren gefährlicher Substanzen, beispielsweise durch die Nutzung spektral aufgelöster Informationen, werde dadurch erschwert, sagt der Forscher.

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• 1. Teil: Forscher entwickeln tugendhaften Allesblicker
• 2. Teil: Durchdringender Blick und Diskretion