Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

NASA-Plan: Hitzeschild aus außerirdischem Gestein

17.09.2012
Weniger Gewicht verspricht kosteneffizientere Raumschiff-Starts

NASA-Forscher werden kommende Woche testen, ob Gestein von Mond, Mars oder Asteroiden zur Herstellung von Hitzeschilden für Raumschiffe geeignet ist. Das würde kosteneffizientere Weltraummissionen ermöglichen.


Außerirdischer Hitzeschild: bislang nur eine Konzeption (Foto: nasa.gov)

Denn derzeit müssen Raumfahrzeuge, die sicher auf die Erde zurückkehren sollen, schon beim Start einen schweren Hitzeschild mitführen und brauchen dadurch stärkere Raketen, um den blauen Planeten überhaupt einmal verlassen zu können. Hier ergeben sich Einsparungspotenziale, falls sich Hitzeschilde aus Regolith, lockerem Oberflächenmaterial anderer Himmelskörper also, als gangbare Alternative erweisen.

Nötiger Ballast

Beim Wiedereintritt eines Raumschiffs in die Erdatmosphäre kommt es zu großer Hitzeentwicklung, die ein Schiff ohne geeigneten Hitzeschutz zerstören würde. Welch verheerende Folgen selbst kleine Schäden am Hitzeschild haben können, hat die Columbia-Katastrophe im Jahr 2003 gezeigt. Ein Hitzeschild ist unverzichtbar, aber eigentlich störender Ballast: Durch die schwere Konstruktion brauchen Raumschiffe viel mehr Schub, um von der Erde überhaupt abzuheben. Müsste der Hitzeschild nicht mitgeführt werden, könnte man entweder Treibstoff einsparen oder mehr Nutzlast befördern - jedenfalls wäre der Start kosteneffizienter.

Genau hier setzt die Idee von Michael Hogue, einem Forscher am Kennedy Space Center http://www.nasa.gov/centers/kennedy , an. "Andere haben darüber gesprochen, dass Regolith verwendet werden kann, um Ziegel oder Landeplattformen zu fertigen. Ich sagte: 'Wenn es dafür gut ist, warum kann man es nicht für Hitzeschilde für den atmosphärischen Eintritt nutzen?'" Seither hat sein Team in ersten Tests mit kleinen Ziegeln aus verschiedenen Materialmischungen gezeigt, dass diese der Hitze eines Schweißbrenners widerstehen können. "Ich hatte erwartet, dass manche durchfallen würden", so der Forscher. Doch zumindest diesen Test haben alle Mischungen bestanden - ein vielversprechendes Zeichen.

Zukunftsmusik

Kommende Woche folgt nun ein wirklich entscheidender Härtetest: Die Ziegel werden im Ames Research Center http://www.nasa.gov/centers/ames einem Plasmastrom ausgesetzt, dessen Hitzewirkung vergleichbar mit den Bedingungen beim atmosphärischen Wiedereintritt ist. "Das wird letztlich zeigen, ob die Idee gangbar ist oder nicht", sagt Hogue. Jedenfalls ist es noch ein weiter Weg vom vielversprechenden Konzept bis zur einsatztauglichen Technologie, der weitere Tests ebenso erfordern wird wie zusätzliche technologische Lösungen.

Denkbar ist beispielsweise, dass Testziegel an einem von der International Space Station (ISS) zurückkehrenden Frachtschiff montiert werden, um sie bei einem echten Wiedereintritt zu testen. Außerdem müsste ein vermutlich robotisches System entwickelt werden, das während einer Mission vor Ort einen Regolith-Hitzeschild beispielsweise aus Mond- oder Marsmaterial zu fertigen. Damit sind solche Lösungen noch ferne Zukunftsmusik, doch betont Hogue, dass die potenziellen Kosteneinsparungen durch ein verringertes Startgewicht einfach zu groß sind, als dass man sie ignorieren könn

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.nasa.gov/centers/kennedy
http://www.nasa.gov/centers/ames

Weitere Berichte zu: Ballast Gestein Hitzeschild NASA-Plan Raumschiffe Space Wiedereintritt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Auxetische Membranen - Paradoxes Ersatzgewebe für die Medizin
04.12.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht TU Ilmenau erforscht intelligente Werkstoffe für biologisch inspirierte Elektronik
04.12.2019 | Technische Universität Ilmenau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Im Focus: Developing a digital twin

University of Texas and MIT researchers create virtual UAVs that can predict vehicle health, enable autonomous decision-making

In the not too distant future, we can expect to see our skies filled with unmanned aerial vehicles (UAVs) delivering packages, maybe even people, from location...

Im Focus: Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch...

Im Focus: Bis zu 30 Prozent mehr Kapazität für Lithium-Ionen-Akkus

Durch Untersuchungen struktureller Veränderungen während der Synthese von Kathodenmaterialen für zukünftige Hochenergie-Lithium-Ionen-Akkus haben Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und kooperierender Einrichtungen neue und wesentliche Erkenntnisse über Degradationsmechanismen gewonnen. Diese könnten zur Entwicklung von Akkus mit deutlich erhöhter Kapazität beitragen, die etwa bei Elektrofahrzeugen eine größere Reichweite möglich machen. Über die Ergebnisse berichtet das Team in der Zeitschrift Nature Communications. (DOI 10.1038/s41467-019-13240-z)

Ein Durchbruch der Elektromobilität wird bislang unter anderem durch ungenügende Reichweiten der Fahrzeuge behindert. Helfen könnten Lithium-Ionen-Akkus mit...

Im Focus: Neue Klimadaten dank kompaktem Alexandritlaser

Höhere Atmosphärenschichten werden für Klimaforscher immer interessanter. Bereiche oberhalb von 40 km sind allerdings nur mit Höhenforschungsraketen direkt zugänglich. Ein LIDAR-System (Light Detection and Ranging) mit einem diodengepumpten Alexandritlaser schafft jetzt neue Möglichkeiten. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln ein System, das leicht zu transportieren ist und autark arbeitet. Damit kann in Zukunft ein LIDAR-Netzwerk kontinuierlich und weiträumig Daten aus der Atmosphäre liefern.

Der Klimawandel ist in diesen Tagen ein heißes Thema. Eine wichtige wissenschaftliche Grundlage zum Verständnis der Phänomene sind valide Modelle zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

Intelligente Transportbehälter als Basis für neue Services der Intralogistik

03.12.2019 | Veranstaltungen

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

RNA-Modifikation - Umbau unter Druck

06.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Der Versteppung vorbeugen

06.12.2019 | Geowissenschaften

Verstopfung in Abwehrzellen löst Entzündung aus

06.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

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