Antikythera-Mechanismus: Neue Simulation deutet auf fruehen Ausfall hin

Fabian Stettler • 20. Juli 2026 23:21

Seit über 100 Jahren gilt eine korrodierte Bronzeapparatur aus dem antiken Griechenland – der Antikythera-Mechanismus – als Beleg dafür, dass hochentwickeltes mechanisches Denken viel früher existierte, als lange angenommen.

Eine neue Auswertung legt nun nahe, dass das berühmte Gerät bereits nach wenigen Monaten den Dienst quittiert haben könnte – nicht wegen der kühnen Grundidee, sondern wegen kleiner, unauffälliger Mängel, die seine Bewegung nach und nach zum Stillstand brachten.

Den Antikythera-Mechanismus verstehen

Beim Antikythera-Mechanismus handelt es sich um ein von Hand gekurbeltes System aus Bronzezahnrädern, das im antiken Griechenland gebaut wurde, um wiederkehrende astronomische Zyklen zu berechnen und anzuzeigen – darunter die Bewegungen von Sonne und Mond sowie Finsternisse.

In einer detaillierten Untersuchung rekonstruierte der Physiker Prof. Esteban Guillermo von der Nationalen Universität von Mar del Plata das antike Gerät als Computersimulation und setzte den Mechanismus digital nach.

Im Zentrum seiner Arbeit steht die Frage, wie sich winzige Fertigungsungenauigkeiten beim Bearbeiten über mehrere gekoppelte Zahnräder hinweg aufschaukeln und am Ende zu einem folgenschweren Ausfall führen können.

In der Simulation zeigte sich: Die genaue Zahnform der einzelnen Zahnräder war weniger entscheidend als deren Abstand zueinander – denn schon ein einziges zu enges Zahnradpaar konnte alle Zeiger blockieren.

Zeit und Wasser hinterliessen Spuren

Jede Rekonstruktion des Antikythera-Mechanismus beginnt mit stark mitgenommenen Bronzefragmenten, die aus einem Schiffswrack geborgen wurden.

Mehr als 2’000 Jahre unter Wasser führten zu Rissen, fehlenden Zahnrädern und dicken mineralischen Krusten, die Zahnkanten verdecken und dünne Platten verbiegen.

Um dennoch Daten zu gewinnen, nutzen Forschende die Computertomografie – einen 3D-Röntgenscan innerer Strukturen –, um Zahnprofile zu vermessen und Inschriften zu entziffern.

Solche Messreihen bleiben jedoch stets lückenhaft, weil Korrosion die ursprüngliche Geometrie, die der antike Hersteller tatsächlich geschnitten hatte, teilweise auslöschen kann.

Zahnprofile und Bewegung

Noch bevor es moderne Zahnradnormen gab, liessen sich auch dreieckige Zähne für eine Rotation einsetzen – allerdings mit dem Nachteil, dass sich die Geschwindigkeit während des Kontakts verändert.

Die Analyse macht nachvollziehbar, weshalb sich das angetriebene Zahnrad des Antikythera-Mechanismus beim Eingriff jedes Zahns abwechselnd beschleunigt und wieder verlangsamt. Diese ungleichmässige Bewegung kann einen Zeiger um seine ideale Position schwanken lassen, selbst wenn die Kurbel gleichmässig gedreht wird.

In der Praxis versagen Zahnräder, wenn Toleranzen – also die zulässige Abweichung zwischen Bauteilen – überschritten werden und die Zähne einander nicht mehr sauber abrollen, sondern kollidieren.

Eine Studie modellierte Fehler in der Positionierung der Zahnräder und berechnete, wie sich solche Versätze durch verbundene Zahnradstufen fortpflanzen.

Treffen zufällige Abweichungen auf wiederkehrende systematische Verschiebungen, sagt das Modell voraus, dass Zeiger so weit abdriften können, dass die eigentlich beabsichtigte Zielbewegung überlagert oder verdeckt wird.

Zugleich erhöht eine solche Abweichung die Wahrscheinlichkeit eines kritischen Ausfalls, weil ein verklemmtes Zahnradpaar alle nachgelagerten Stufen unterbricht.

Zahnradabstand ist am wichtigsten

Ein Verklemmen beginnt häufig dann, wenn das Spiel – die kleine Lücke, die ineinandergreifende Zähne beim Drehen voneinander trennt – zu gering wird.

In der Simulation wurde der Achsabstand zwischen Zahnrädern variiert; dadurch verändert sich das Spiel, bis Zahnspitzen in Zahntäler geraten und hängen bleiben.

Eine exzentrische Achse kann zudem bewirken, dass der Zahnradabstand pro Umdrehung rhythmisch weiter und enger wird – und eine eigentlich gleichmässige Bewegung in plötzliche Blockaden umschlägt.

Das Gegenstück dazu ist das Ausser-Eingriff-Geraten; beide Fehlertypen sind relevant, weil das Design des Antikythera-Mechanismus viele Zahnräder an eine einzige Kurbel koppelt.

Eine mögliche Betriebsdauer testen

Um die Alltagstauglichkeit abzuschätzen, legten die Autoren eine Ausfallrate fest und liessen anschliessend viele Durchläufe berechnen. Jede Blockade werteten sie als gravierend, weil ein einziges festgefahrenes Zahnradpaar den gesamten Mechanismus bereits mit einer einzigen Drehung lahmlegen kann.

Bei realistischen Fehlergrössen endeten die meisten simulierten Läufe frühzeitig; und jene, die weiterliefen, verloren dennoch zunehmend die Synchronisation.

Das Ergebnis deutet darauf hin, dass beim Antikythera-Mechanismus vor allem die Zuverlässigkeit problematisch gewesen sein könnte – nicht nur die Genauigkeit, denn ein präzises Zifferblatt ist wertlos, wenn es stehen bleibt oder zerbricht.

Korrosion verändert die Beweislage

Jede Simulation steht und fällt mit den Eingabedaten – und die Fragmente des Antikythera-Mechanismus sind keine sauber erhaltenen Werkstattteile.

Korrosion und mineralische Ablagerungen können Zahnspitzen abstumpfen und Zahnradzentren verschieben; dadurch fallen heutige Messwerte unter Umständen grösser aus als die ursprünglichen.

„Da die Auswirkungen dieser Variablen spekulativ sind, müssen unsere Ergebnisse mit Vorsicht interpretiert werden“, schrieb Prof. Guillermo.

Präzisere Scans und mehr erhaltene Zahnradflächen würden diese Eingaben einengen – und könnten zeigen, ob die schlimmsten Blockaden erst durch Korrosion entstanden sind.

Wie präzis konnten sie schneiden

Das Team suchte nach Fehlergrenzen, bei denen jedes Zahnradpaar weiterlaufen kann, auch wenn die Zähne nicht perfekt von Hand geschnitten sind.

Die Resultate weisen darauf hin, dass die dreieckige Zahnform für sich genommen nur geringe Fehler erzeugt, während Fertigungsungenauigkeiten das Risiko deutlich erhöhen, dass Zahnräder blockieren oder aus dem Eingriff geraten.

In den Tests waren kleine Verbesserungen der Präzision vor allem bei den grössten Zahnrädern entscheidend, weil exzentrische Bewegung dort den Abstand am stärksten verändert.

Erkenntnisse aus dem Antikythera-Mechanismus

Ein Gerät, das regelmässig klemmt, eignet sich kaum dazu, Beobachtungen zu steuern – es kann aber dennoch Zyklen vermitteln, indem es zeigt, wie sich der Himmel verhalten sollte.

Die Simulation bringt zudem die Möglichkeit ins Spiel, dass einige der erhaltenen Zahnräder eher Spätschäden bewahren als den ursprünglichen Abstand und die Ausrichtung des Herstellers.

Wären die ursprünglichen Fehler kleiner gewesen, könnte dasselbe Konzept mit einer ruhig laufenden Kurbel über Jahre hinweg Monate und Finsternisse nachverfolgt haben.

Grössere Fehler würden dennoch auf eine tiefgreifende mathematische Planung im Entwurf hinweisen – selbst dann, wenn der Besitzer das Gerät nur vorsichtig drehte.

Insgesamt zeigt die Modellierung, dass die Zahnform nur eine Nebenrolle spielte, während Abstandsfehler das gesamte System zum Stillstand bringen können.

Zukünftige Bildgebung und Metallanalysen könnten ursprüngliche Handwerkskunst besser von jahrhundertelanger Korrosion trennen und damit die Einschätzung des Zwecks des Mechanismus erleichtern.