Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strömungsverhalten in der Schwerelosigkeit: Raketenexperiment bereitete NASA-Weltraumeinsatz vor

13.12.2004


Wissenschaftler der Universität Bremen haben bei einem unbemannten Raketenflug das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten unter Schwerelosigkeit untersucht. Dabei gewannen sie nicht nur eine Fülle wissenschaftlicher Daten, sondern testeten auch erfolgreich ihren Versuchsaufbau, der im Rahmen des NASA-Weltraumprogramms auf der Internationalen Raumstation ISS zum Einsatz kommen wird. Ziel der Forschung ist es, die Handhabung von Flüssigkeiten an Bord von Satelliten und Raumfahrzeugen zu optimieren.


Das Bild zeigt einen Ausschnitt eines durchsichtigen Kapillarkanals, durch den Flüssigkeit strömt. Fließt sie zu schnell, wird Gas von den offenen Seiten des Kanals (links und rechts) eingesaugt, die Strömung reißt ab.



Am 2. Dezember 2004 startete in der Nähe von Kiruna in Nordschweden eine Forschungsrakete im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Während des parabelförmigen Fluges, bei dem die Rakete eine Höhe von 250 Kilometern erreichte, herrschte für etwa sechs Minuten Schwerelosigkeit. Mit an Bord war ein Experiment des Zentrums für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen. Das Forscherteam unter der Leitung von Privatdozent Dr.-Ing. Michael Dreyer untersuchte das Strömungsverhalten einer Flüssigkeit in der Schwerelosigkeit.



Flüssigkeiten verhalten sich unter Schwerelosigkeit völlig anders als auf der Erde. Während hier die Schwerkraft dafür sorgt, dass sich zum Beispiel Benzin am Boden eines Autotanks sammelt, verteilt sich flüssiger Treibstoff unter Schwerelosigkeit an den Tankwänden. Um ihn zum Auslass zu transportieren, nutzen die Wissenschaftler ein bekanntes physikalisches Prinzip: die Kapillarkraft.

Kapillarkräfte entstehen durch die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Auf der Erde treten sie vor allem in haarfeinen Röhren (Kapillaren) auf. Das kann man zum Beispiel beim Arzt beobachten, wenn ein Blutstropfen in einem Glasröhrchen von selbst aufsteigt. Kapillarkräfte sind ebenfalls am Werk, wenn ein Löschblatt Tinte aufsaugt. Auf der Erde werden die Kapillarkräfte durch die Schwerkraft begrenzt, unter Schwerelosigkeit jedoch nicht.

Nicht nur in Röhrchen treten Kapillarkräfte auf, sondern auch zwischen zwei parallel stehenden Platten, etwa den Glasscheiben eines Doppelfensters. Dieses Prinzip wird in Satellitentanks verwendet. Mehrere schmale Platten, sogenannte Steighilfen, werden parallel zur Tankwand angebracht. Sobald Schwerelosigkeit herrscht, beginnt aufgrund der Kapillarkräfte der Treibstoff zwischen Tankwand und Platte zu fließen. Statt sich irgendwo im Tank zu verteilen, strömt der Treibstoff nun von selbst zum Auslass und kann von dort weiter zum Raketentriebwerk geleitet werden.

Das Prinzip ist einfach, doch im Detail sind diverse Probleme zu lösen. So darf die Fließgeschwindigkeit nicht zu hoch werden, weil sonst der Flüssigkeitsstrom abreißt. Die Triebwerke würden nicht kontinuierlich Treibstoff bekommen, die Lageregelung des Raumfahrzeug wäre gestört. Zum Verständnis dieser Probleme hat der Raketenflug eine Fülle von Daten erbracht, die nun ausgewertet werden.

Das von den Bremern entwickelte und von der Firma EADS Space Transportation gebaute Experimentmodul hat sich als so erfolgreich erwiesen, dass die NASA es in ihr Weltraumprogramm aufgenommen hat. 2008 wird es in erweiterter Form drei Monate lang auf der Internationalen Weltraumstation ISS eingesetzt, wo es auch amerikanische Wissenschaftler nutzen werden.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation
PD Dr. Michael Dreyer
Tel.: 0421- 218 40 38
Email: dreyer@zarm.uni-bremen.de

Angelika Rockel | idw
Weitere Informationen:
http://www.zarm.uni-bremen.de/2forschung/grenzph/index.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Leibniz-IWT an Raumfahrtmission beteiligt: Bremer unterstützen Experimente im All
14.08.2018 | Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien

nachricht Intensive Laser-Cluster Wechselwirkungen führen zu niedrigenergetischer Elektronenemission
09.08.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

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

Macht Sinn: Fraunhofer entwickelt Sensorsystem für KMU

15.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

15.08.2018 | Informationstechnologie

FKIE-Wissenschaftler präsentiert neuen Ansatz zur Detektion von Malware-Daten in Bilddateien

15.08.2018 | Informationstechnologie

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