Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hitzeschild von Huygens wurde in Stuttgart getestet

18.01.2005


Über zwei Stunden benötigte die Raumsonde Huygens für den Flug durch die Atmosphäre des Saturnmondes Titan bis sie sanft auf der Oberfläche landete. Schutz vor den hohen Temperaturen beim Eintritt in die Atmosphäre erhielt die Sonde dabei von einem Schild aus "Glasschaum", dessen Material im Plasmawindkanal des Instituts für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart getestet und für die Aufgabe qualifiziert wurde. "Das war damals eine große Herausforderung", erinnert sich Prof. Monika Auweter-Kurtz, da zu Beginn der 90er Jahre, als der Test in Stuttgart durchgeführt wurde, noch sehr wenig über die Zusammensetzung der Atmosphäre und die Bedingungen beim Eintritt bekannt waren.



Der Schild aus einem "Glasschaum" wurde von der französischen Firma Aerospatiale hergestellt, die selber nur über kleine Plasmawindkanäle, so genannte Hülsenbrenner, verfügte. Diese Anlagen erwiesen sich allerdings für die Nachbildung des Eintritts in die Titanatmosphäre in einer Bodentestanlage als unzureichend. Die Titanatmosphäre besteht zwar zum größten Teil aus Stickstoff, enthält jedoch auch Methan und einen Argonanteil. Problematisch für die Nachbildung im Plasmawindkanal ist dabei das Methan, da es bei der Verbrennung zerfällt und der Kohlenstoff sich in den Plasmageneratoren absetzt und dort Kurzschlüsse verursachen und die Anlage zerstören kann.



Die Stuttgarter Forscher besaßen als einzige ein funktionierendes Konzept, um den Generator mit Methan auch stationär betreiben zu können, so dass die Firma Aerospatiale die Qualifizierung schließlich im Stuttgarter Plasmawindkanal durchführen musste. "Plötzlich musste dann alles sehr schnell gehen", berichtet Auweter-Kurtz, unter deren Anleitung damals Wolfgang Röck am Institut den Generator gebaut und die Tests durchgeführt hat. Denn die Anzahl und Auslegung der Messinstrumente wie Kamera und Mikrofon für die Sonde konnte erst festgelegt werden, nachdem die benötigte Hitzeschildmasse bekannt war. Das Gesamtgewicht für Huygens lag von Anfang an fest, so dass jedes Kilogramm, das am Schild eingespart werden konnte, für Instrumente genutzt werden konnte.

Anfang der 90er Jahre, als die Qualifikation durchgeführt wurde, wusste man noch sehr wenig über die genaue Zusammensetzung der Atmosphäre, der Methananteil etwa wurde zwischen einem und zehn Prozent angesetzt. Auch über das Reaktionsgeschehen in der sich vor dem Schild ausbildenden Plasmaschicht wusste man damals nicht viel, und daher konnte der Wärmefluss auf den Schild nur grob abgeschätzt werden. Klar war jedoch, dass sich Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen und andere Verbindungen mit Kohlenstoff bilden würden, die sehr intensiv strahlen, so dass auch ein Strahlungswärmeeintrag berücksichtigt werden musste. Die damaligen Vorgaben für den Test gingen von relativ zurückhaltenden Werten aus. In den letzten Jahren vor dem tatsächlichen Start der Sonde hatte man durch theoretische und experimentelle Untersuchungen jedoch Zweifel an den damaligen Werten bekommen. Seit fast zwei Jahren war man daher bei der ESA etwas nervös. Der Stuttgarter Wissenschaftler Wolfgang Röck hatte sich in seiner Dissertation mit den Bedingungen des Eintritts und insbesondere mit der Strahlung des Plasmas befasst. Auf der Grundlage dieser Arbeit prüfte nun die ESA, ob die Strahlung das Material nicht doch zu stark schädigen könnte. "Wir waren alle erleichtert, dass es nun so gut geklappt hat", sagt Monika Auweter-Kurtz.

Weitere Informationen sowie auch Bildmaterial (Hitzeschild, Materialproben im Plasmawindkanal, den Generator mit Kohlenstoffspuren, etc.) gibt es am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart.

Kontakt (Dienstag, 18.1. sowie Freitag, 21.1.)

Prof. Dr.-Ing. Monika Auweter-Kurtz, Institut für Raumfahrtsysteme, Abteilung Raumtransporttechnologie, Tel. 0711/685-2378, Fax 0711/685-7527
e-mail: auweter@irs.uni-stuttgart.de

sonstige Zeiten:
Dipl.-Ing. Helmut Kurtz, Tel. 0711/685-2389
e-mail: kurtz@irs.uni-stuttgart.de

Dr. Ulrich Engler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Berichte zu: Generator Hitzeschild Huygens Methan Plasmawindkanal Raumfahrtsystem Sonde

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Materialwissenschaft: Widerstand wächst auch im Vakuum
22.06.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Schnell, berührungslos: Dehnungsmessverfahren für thermisch-mechanisch hoch belastete Werkstoffe
20.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie