Fotostrecke

Körperscanner: Smarter Spanner

Foto: IPHT Jena

Körperscanner der Zukunft Forscher entwickeln tugendhaften Allesblicker

Gefährliches Gut aufspüren, ohne Flugpassagiere komplett zu entblößen - das sind die Anforderungen an moderne Körperscanner. SPIEGEL ONLINE hat sich ein smartes Exemplar angesehen, das genau das verspricht.

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.

Durchdringender Blick und Diskretion

Andererseits gibt es auch unbestreitbare Vorteile. Da ist zunächst einmal die komplett fehlende Strahlenbelastung, auch wenn diese selbst bei aktiven Systemen nur minimal ist. "Aus gesundheitlicher Sicht sind passive Systeme gegenüber aktiven System zu bevorzugen", sagt auch Sandra Pfeifer, Pressesprecherin der Bundespolizei im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Doch auch sie schränkt ein: "Ob es gelingt, die Auflösung passiver Systeme auf ein leistungsfähiges und für die Sicherheit unbedingt erforderliches Niveau zu heben, bleibt abzuwarten."

Die Jenaer Forscher sind davon überzeugt - und sehen bei ihrer Lösung noch einen weiteren Pluspunkt: Weil sie sozusagen ohne Blitzlicht arbeiten, gibt es bei passiven Systemen keinen Schattenwurf. Anatomische Körperdetails sind auf den Bildern deswegen nicht zu sehen.

Das Argument, dass Bilder konkurrierender Scannersysteme mittlerweile im Sinne des Datenschutzes entschärft würden, mag Hans-Georg Meyer nicht gelten lassen. Die Informationen würden schließlich noch trotzdem gesammelt, sagt er: "Die besten Daten sind die, die gar nicht anfallen." Letzten Endes, so sagt Meyer, schaue auch seine Kamera den "Leuten unters Jackett" - aber sie tue es, "ohne Körperdetails darzustellen".

"Ihr braucht uns nicht scannen - Wir sind schon nackt", mit diesem Slogan protestierten am Wochenende Mitglieder der Piratenpartei auf den Flughäfen Berlin, Frankfurt am Main und Düsseldorf. In der Diskussion um mögliche Verletzungen der Privatsphäre durch Körperscanner dürfte der Durchblick mit Diskretion zum Killerargument werden - zumindest dann, wenn solche Geräte versteckte Waffen und Gefahrstoffe tatsächlich nachweisen können.

Das Jenaer Gerät hält sich im Test wacker, zeigt aber auch noch einige Schwächen. Kleinere Mengen an verstecktem Backpulver - hier eingesetzt als Sprengstoffimitat - werden im ersten Versuch zum Beispiel nicht erkannt. Etwa 50 Gramm der Substanz seien nötig, um auf den Bildern aufzufallen, sagen die Forscher. Das Gerät ließe sich aber durch einen größeren Spiegel problemlos auflösungsstärker machen, beteuern sie.

Milliardenmarkt wird gerade aufgeteilt

Das Geschäft mit den Körperscannern wird in den kommenden Jahren boomen. Nach einem Bericht des "Handelsblatts" liegt das Marktvolumen für sicherheitstechnische Ausrüstungen und Produkte allein in Europa bei neun Milliarden Euro. In den kommenden Jahren könnten weltweit demnach rund 50.000 neue Geräte geordert werden. Selbst wenn diese Zahlen überzogen wären, ginge es noch immer um hohe Milliardenbeträge.

Für Firmen wie Rapiscan, L3-Communications (beide USA), Smith Group, Qinetiq, Thruvision (alle drei Großbritannien) oder Brijot (Frankreich) ist das eine ebenso angenehme Perspektive wie für die IPHT-Forscher. "Der Anlass ist nicht der schönste, doch die Aufmerksamkeit freut uns", sagt Institutschef Jürgen Popp beim Gespräch in seinem Büro. Zwei bis drei Jahre wird es wohl noch dauern, bis das Jenaer Gerät auf den Markt kommt - wenn sich ein Unternehmen findet, das den Prototyp baut. Popp würde am liebsten mit Jenoptik zusammenarbeiten, schließlich hat man bereits zusammen an dem Terahertz-System geforscht und der Sitz der Firma liegt kaum mehr als einen Steinwurf entfernt vom Institutsgebäude im verschneiten Tal. Doch eine endgültige Investitionsentscheidung steht noch aus.

Dabei wird gerade jetzt der Markt bei den Scannersystemen aufgeteilt. Rapiscan hat zum Beispiel im vergangenen Herbst 150 Geräte an die US-Flugsicherheitsbehörde verkauft. Kommt die Entwicklung aus Jena da nicht zu spät? "Wir sehen uns als die Generation danach", blickt Hans-Georg Meyer in die Zukunft. "Die derzeitigen Körperscanner werden sich nicht durchsetzen, sie sind zu langsam", behauptet Institutsdirektor Popp.

Die Bundesregierung unterstützt gleich mehrere Forschungsprojekte in Deutschland, die mit der Entwicklung von Körperscannern zu tun haben, so auch das Vorhaben in Jena. Am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik in Kaiserslautern zum Beispiel soll die passive Terahertz-Technik Teil eines Gesamtsystems werden. Ein passiver Scanner soll zunächst dabei helfen, verdächtige Gegenstände aufzuspüren. Wird das System fündig, folgt eine Kontrolle mit einem aktiven System - der besseren Präzision wegen.

Die Wiedergabe wurde unterbrochen.