Stuttgarter Experimente von der ESA abgenommen -
Experimente für den Einsatz im All

Am vergangenen Freitag hat die Europäische Weltraum Behörde ESA gleich drei Experimente abgenommen, die das Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart für den Einsatz auf der europäischen Wiedereintrittskapsel EXPERT (European eXPerimental Re-Entry Testbed) entwickelt hat. Das IRS stellt mit den Experimenten PYREX, PHLUX und RESPECT den Großteil der insgesamt fünf "intelligenten Nutzlasten" von EXPERT bereit, die zusammen wesentlich zum Verständnis der aerothermodynamischen Phänomene beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre beitragen und somit die europäische Kompetenz im Bereich der Wiedereintrittstechnologie weiter ausbauen. Insbesondere im Hinblick auf zukünftige Rückkehrmissionen wie dem von der ESA geplanten Advanced Reentry Vehicle (ARV) stellt das EXPERT-Projekt mit seiner Vielzahl an wissenschaftlichen Nutzlasten einen wichtigen Beitrag zur europäischen Raumfahrt dar. Das ARV wird eine Weiterentwicklung des bisher nicht rückkehrfähigen europäischen Transportfahrzeugs ATV (Advance Transport Vehicle) sein und europäischen Forschern eine unabhängige Möglichkeit geben, Experimente und Astronauten unversehrt nach einem Weltraumeinsatz zur Erde zurückzubringen.

Drei Jahre konzipieren, entwickeln und testen

Unter der Leitung von Dr. Georg Herdrich (IRS) haben Andreas Steinbeck, Arianit Preci, Sebastian Lein und weitere Wissenschaftler des IRS in den letzten drei Jahren die drei Experimente PYREX, PHLUX und RESPECT konzipiert und entwickelt. Ein wesentlicher Teil bestand in mechanischen, thermischen und funktionalen Tests von Modellsystemen mit denen die IRS-Mitarbeiter die Instrumente für den Flug qualifizieren konnten. "Wir bereiten uns jetzt auf den Einbau der Experimente in die Kapsel vor und erwarten mit Spannung den tatsächlichen Flug, der für Ende 2010 geplant ist", freut sich Dr. Georg Herdrich.

In dreißig Minuten in den Orbit und zurück

Der Einsatz von EXPERT wird nur etwa eine halbe Stunde dauern: Eine russischen Volna Rakete, die von einem U-Boot im pazifischen Ozean abgeschossen wird, soll die Kapsel in einer Höhe von 120 Kilometern aussetzen. Unter einem Winkel von minus fünfeinhalb Grad soll die Kapsel dann mit einer Geschwindigkeit von fünf Kilometern pro Sekunde in die Erdatmosphäre eintreten und ohne eigene Antriebe oder Steuerung zur Erde zurückfliegen. PYREX sitzt dabei an der Innenseite des Thermalschutzsystems von EXPERT, das an der Vorderseite der Kapsel angebracht ist und das Fahrzeug vor dem Verglühen schützt. Dort wird sein Sensorsystem strahlungsthermometrischen Messungen der Rückseitentemperatur des keramischen Thermalschutzsystems durchführen. Bei PHLUX handelt es sich um ein Messsystem mit identischem Messprinzip, allerdings können die IRS Mitarbeiter hier die unterschiedlichen Erwärmungen zweier verschiedener wohl bekannter Testmaterialien bestimmen. So werden Rückschlüsse auf die chemischen Prozesse gezogen und die damit einhergehende Wärmeübertragung auf das Schutzmaterial untersucht, die durch das heiße ionisierte Gasgemisch, dem so genannten Plasma, verursacht werden, das sich während des Wiedereintritts vor der Kapsel bildet. Die genaue Zusammensetzung des Plasmas an verschiedenen Stellen der Kapsel wollen die Ingenieure mit Hilfe des Spektrometers RESPECT bestimmen, das die elektromagnetische Strahlung des heißen Gases in seine verschiedenen Bestandteile zerlegt.
Mit den Ergebnissen von EXPERT soll eine weltweit einmalige Datenbank aufgebaut werden, die Ingenieure nutzen können um die verwendeten Simulationsprogramme für Thermalschutzsysteme in der Raumfahrt für zukünftige Missionen zu optimieren.

Bilder:

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Illustration von EXPERT während des Wiedereintritts (© ESA)	Phlux Sensoren beim Test im Plasmawindkanal PWK1 des IRS	RESPECT Sensor beim Test im Plasmawindkanal PWK1 des IRS

Weitere Informationen und Bilder bei
Dr. Georg Herdrich, Tel. 0711/685-62412,
e-mail: herdrich@irs.uni-stuttgart.de

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