BTU-Forscher entfliegen der Gravitation

Strömungsexperimente in Laboren auf der Erde haben oft ein Manko – die Schwerkraft. Will man die Strömungsverteilung, zum Beispiel zwischen zwei Punkten unterschiedlicher elektrischer Ladung messen, verfälscht die Gravitation die Flussrichtung des zu untersuchenden Fluids. Dieses Problem umgehen Forscher des Lehrstuhls Aerodynamik und Strömungslehre seit vielen Jahren erfolgreich. Sie nehmen ihre Experimente mit auf Parabelflug-Kampagnen und nutzen 22 Sekunden geringster Schwerkraft pro Parabel für ihre Forschung. Auf der 139. Kampagne des CNES von 1. bis 5. Oktober 2018 stehen pro Tag circa 30 Parabeln auf dem Programm. Doch die Forscher wollen noch höher hinaus. Für die Zukunft ist eine Teilnahme am TEXUS-Programm (Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit) des DLR-Raumfahrtmanagements geplant. Hier werden die Experimente mit einer ballistischen Rakete für sechs Minuten in eine Mikrogravitationsphase versetzt, in der nur ein Zehntausendstel der Erdbeschleunigung auf sie wirkt.

Im Fokus des 3-jährigen Forschungsprojektes »Konvektion im konzentrischen Spalt (KIKS)« (Laufzeit 1. April 2016 bis 31. März 2019) stehen Experimente zur Untersuchung der thermischen Konvektion in einer Zylinderspaltgeometrie unter dem Einfluss eines elektrischen Kraftfeldes. Dazu wurden im Rahmen von KIKS bisher 4 Parabelflugkampagnen durchgeführt.

Die gerade beginnende Parabelflugkampagne wird diesmal mit einem neu entwickelten Plattenspaltexperiment und in enger Kooperation mit französischen Partnern vom »Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC) [Labor für Wellen und komplexe Medien]«, der Normandie Université Le Havre durchgeführt. Der Titel des Parabelflugexperimentes ist »Convection thermoélectric dans une cavité rectangulaire [Thermoelektrische Konvektion in einem rechteckigen Spalt]«

Der Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre nimmt am 139. Parabelflug des CNES als Kooperationspartner des LOMC teil. Durchgeführt werden die Parabelflugkampagnen von der Firma Novespace S.A., einem Tochterunternehmen der CNES.

Nach einer Vorbereitungswoche, die die Forscher um Teamleiter Dr. Martin Meier zur Funktionsprüfung des Experimentaufbaus, Sicherheitsabnahmen und den Einbau in das Zero-G-Flugzeug genutzt haben, stehen nun noch bis 5. Oktober drei Flugtage mit je circa 30 Parabeln á 22 Sekunden Mikrogravitation auf dem Programm.

Aufgrund der relativ kurzen µg-Phase in den Parabelflügen werden im KIKS-Projekt auch Experimente in einer ballistischen Forschungsrakete vorbereitet. Das TEXUS-Programm bietet bei dem Raketenflug mit circa sechs Minuten eine etwa 14-fache Zeit der Mikrogravitationsphase und eine höhere Qualität (circa ein Zehntausendstel der Erdbeschleunigung) verglichen mit einem Parabelflug. In einem Nachfolgeprojekt soll der spezielle Experimentaufbau für Zylinderspaltexperimente vorbereitet und eine TEXUS-Kampagne durchgeführt werden.

Foto: BTU Cottbus-Senftenberg

pm/red