Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zwei Erlanger Wissenschaftlerteams forschen in der Schwerelosigkeit

09.02.2009
Wenn am Dienstag, 10. Februar 2009, um 9 Uhr in Bordeaux die 13. Parabelflugkampagne des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt startet, sind gleich zwei Experimente der Universität Erlangen-Nürnberg mit an Bord.

Prof. Dr. Thorsten Pöschel und sein Team untersuchen, wie Schwingungen gemildert werden können, um neue Stoßdämpfer für Satelliten, Flugzeugturbinen oder Antennen zu entwickeln, die einfach aufgebaut, wartungsarm, robust und preiswert sind und in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden können.

Die Sportwissenschaftler um Prof. Dr. Dr. Matthias Lochmann wollen mehr darüber herausfinden, wie das Bewegungssystem des Menschen unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen funktioniert. Die Forscher hoffen, auf Basis der neuen Erkenntnisse, wirksame Trainingsprogramme für Astronauten und Menschen mit Bewegungsstörungen zu entwickeln.

Das größte fliegende Labor der Welt
Genau 22 Sekunden Schwerelosigkeit herrschen im Inneren des Airbus A300 Zero-G, dem größten fliegenden Labor der Welt, wenn es in den Sinkflug geht. In diesen 22 Sekunden können die Wissenschaftler im Flugzeug Experimente bei annähernder Schwerelosigkeit, sogenannter Mikrogravitation, durchführen. Der Airbus startet von Bordeaux in Frankreich und fliegt über dem Atlantik, bei schlechtem Wetter auch über Korsika. Für die Experimente stehen insgesamt vier Flugtage mit etwa 40 Minuten Schwerelosigkeit zur Verfügung. Alles muss also klappen wie am Schnürchen.
Neuartige Stoßdämpfer
Das Experiment von Prof. Dr. Thorsten Pöschel, Leiter des Lehrstuhls für Multiscale Simulation of Particulate Systems, betrifft die Mechanik granularer Stoffe, also großer Mengen winziger Teilchen wie z.B. Sand, Geröll oder auch Müsli. Das Erlanger Team untersucht Glaskügelchen in zylindrischen oder quaderförmigen Körpern. Die Kügelchen schlucken bei Zusammenstößen die Energie von Bewegungen und Vibrationen. Wegen dieser Eigenschaften werden Granulate auch häufig als Verpackungsmittel genutzt oder als Sandsäcke beim Boxtraining verwendet. Für künftige Anwendungen ist denkbar, dass direkt mit Granulat gefüllte Hohlräume bei der Konstruktion von Turbinenflügeln oder Antennen eingebaut werden, die dann Vibrationen und Schwingungen dämpfen und somit zur Funktionalität und Sicherheit der Bauteile entscheidend beitragen.

Bei den Experimenten während der Parabelflüge wollen die Wissenschaftler die Bahnen der Granulatteilchen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachten und untersuchen, wie z.B. Behälterform, Kugelgröße, Füllhöhe, Dicke der Federstahlplatte sich auf die Dämpfung auswirken. Dafür haben sie eine 1,25 mal 2,50 Meter große Bodenplatte mit 16 Schwingern bestückt, die jeweils aus einem Zylinder mit Glaskugeln einer Stahlblattfeder sowie mehreren Detektoren bestehen. Diese Platte wird dann im Airbus auf dem Boden festgeschraubt. Sobald die Phase der Schwerelosigkeit beginnt, wird ein Elektromagnet, der die Federn auf Spannung gehalten hat ausgeschaltet. Durch diesen Impuls beginnt die Konstruktion zu schwingen. Nach 22 Sekunden Schwerelosigkeit bleiben den Forschern dann zwei bis drei Minuten, um ihren Versuchsaufbau neu zu bestücken, bevor dann die nächste der 31 Parabeln pro Flug beginnt.

Die in der Schwerelosigkeit aufgezeichneten Daten liefern erstmals präzise Versuchsergebnisse, für die bisher nur Berechnungen aus Computersimulationen zur Verfügung standen. Auf der Erde sind solche Versuche nicht möglich, weil die Schwerkraft viele der sehr komplexen Effekte überlagert.

Bewegungskoordination in der Schwerelosigkeit
Das zweite Forschungsteam, das am Parabelflug teilnimmt, leitet der Sportbiologe und Bewegungsmediziner Prof. Dr. Dr. Matthias Lochmann. Er und sein Team wollen mehr darüber herausfinden, wie das Bewegungssystem des Menschen unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen funktioniert. Die Forscher hoffen auf Basis der neuen Erkenntnisse, wirksame Trainingsprogramme für Astronauten und Menschen mit Bewegungsstörungen zu entwickeln.

Die Anziehungskraft der Erde stellt einen ständigen Trainingsreiz für das Herz-Kreislaufsystem sowie das Muskel- und Knochensystem des Menschen dar. Ohne diesen Trainingsreiz sinkt die Leistungsfähigkeit dieser Systeme innerhalb kürzester Zeit rapide ab. Um diesen negativen Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper entgegenzuwirken, führen Astronauten täglich ein mehrstündiges Ausdauer- und Krafttraining durch - zum Beispiel auf dem Fahrradergometer.

Die Erfahrung zeigt, dass die Menschen in der Schwerelosigkeit sich auf dem Ergometer anders bewegen als auf der Erde. Bei den Astronauten kann es zu einer veränderten Koordination und in der Folge zu Bewegungsstörungen kommen. Wie die veränderten Bewegungen genau aussehen und welchen Einfluss dabei die Schwerelosigkeit auf das Gehirn und die Beinmuskulatur nimmt, untersuchen die Erlanger Wissenschaftler beim Parabelflug. Während der Flüge führen die Teilnehmer des Experiments Tretbewegungen auf einem speziellen Fahrrad durch, das die Kraft des linken und rechten Beines getrennt voneinander auf den Radantrieb überträgt. In dem Parabelflugexperiment werden erstmals drei hochmodernen Untersuchungsmethoden verzahnt. Mit Hilfe von Kameras beobachten die Wissenschaftler die Beinbewegung, zeichnen die Gehirnaktivität per Hirnstrommessungen auf und erfassen die elektrische Aktivität in den Beinmuskeln.

Weitere Informationen für die Medien:
Ute Missel
Pressestelle
Tel.: 09131/85-24036
presse@zuv.uni-erlangen.de

Ute Missel | idw
Weitere Informationen:
http://cms.diodenring.de
http://www.pfm.sport.uni-erlangen.de
http://www.uni-erlangen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Lasing am Limit
15.02.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Forschung für die LED-Tapete der Zukunft
15.02.2018 | Universität Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics