Highlight Nr. 9 - Januar 2006

Schnellster Wiedereintritt geglückt

Fünf Mitarbeiter des IRS haben am frühen Morgen des 16. Januar den rasanten Flug der Raumkapsel STARDUST durch die Erdatmosphäre vor Ort beobachtet.

Am Morgen, des 16. Januar 2006 ist die amerikanische Raumkapsel STARDUST nach fast sieben Jahren im All mit interstellaren Staubteilchen und Proben aus dem Schweif des Kometen Wild 2 „im Gepäck“ zur Erde zurückgekehrt. Fachleute erhoffen sich von der wertvollen Fracht Aufschluss über die Anfänge des Sonnensystems. Im Rahmen der Wiedereintrittsmission von STARDUST haben auch Wissenschaftler des Instituts für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart, die Rückkehr der Sonde mit verfolgt, als diese um 1:56 Uhr Ortszeit über der Westküste der USA mit etwa 12,8 Kilometern pro Sekunde den schnellsten Wiedereintritt eines künstlichen Objekts in die Erdatmosphäre vollzogen hat: Michael Winter, Georg Herdrich und Franziska Harms hatten im Rahmen einer Beobachtungsmission der NASA an Bord einer DC-8 Gelegenheit, den Wiedereintritt mit optischen Messungen zu begleiten.

Die Stuttgarter Fachleute waren die einzigen Europäer, die neben amerikanischen und japanischen Forschern diese Gelegenheit nutzen konnten, Daten über den Wiedereintritt eines künstlichen Objektes unter solch extremen Bedingungen zu sammeln. Beim Eindringen in die Erdatmosphäre, hat sie sich die Kapsel zum Beispiel auf bis zu 3000 °C erwärmt und an ihrem „Bug“ entstand ein heißes ionisiertes Gasgemisch, ein so genanntes Plasma. Michael Winter hat eines der Stuttgarter Experimente entwickelt, mit dem die Strahlung dieses Plasmas in möglichst hoher spektraler Auflösung gemessen werden konnte. Dabei musste die etwa 80 Zentimeter große Raumkapsel aus einer Entfernung von etwa 150 bis 400 Kilometern vom Flugzeug aus erfasst werden. Ihre Strahlung wurde dann mit Hilfe eines Spektrometer und einer hoch empfindlichen Kamera spektral aufgelöst und detektiert. Die nur etwa 90 Sekunden dauernde heiße Phase des Wiedereintritts wurde dabei zusätzlich zeitlich mit einer möglichst hohen Messrate untersucht. Mit den so gewonnen Daten sollen wichtige Informationen über chemische und thermodynamische Prozesse an der Kapsel beim Wiedereintritt abgeleitet werden.

Zusätzlichen hat Franziska Harms mit Hilfe eines vom Deutschen SOFIA Institut beigesteuerten Transmissionsgitters ebenfalls Spektren der Plasmastrahlung aufgenommen, die zwar eine niedrigere spektraler Auflösung hatten, dafür aber einen größeren Bereich der Kapsel abdeckten. Die ursprünglich von Jürgen Wolf und Lars Ohlenmacher geplanten ergänzenden Messungen vom Boden aus, konnten leider auf Grund schlechter Wetterbedingungen nicht stattfinden.

Originaldaten zum Wiedereintritt:
1. Zeile: Spektren (Farbverteilung) der Kapsel
2. Zeile: STARDUST-Kapsel mit ihren Spektren auf der rechten Seite. Auf den Bildern bewegt sich die Kapsel von unten nach oben.
3. Zeile: Nachstrom der Kapsel