Strömungsforschung unter Schwerelosigkeit
Die Wissenschaftler in Schwerelosigkeit während des Parabelflugs 2019
Foto: BTU Cottbus - Senftenberg, Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre
Die 12. Parabelflugkampagne mit thermoelektrischen Experimenten des Lehrstuhls für Aerodynamik und Strömungslehre der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus–Senftenberg (BTU) startet unter Pandemie-Bedingungen. Vom 31. August bis zum 11. September 2020 führt das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) die 35ste wissenschaftliche Parabelflugkampagne durch. Bereits zum 12. Mal wird ein Experiment der BTU zum Thema „Thermoelektrische Konvektion“ dabei sein.
Dazu werden die Wissenschaftler des Lehrstuhls Aerodynamik und Strömungslehre (LAS) Dr.-Ing. Martin Meier und Dr. Peter Szabo gemeinsam mit ihrem französischen Kollegen Dr. Antoine Meyer (ehemals LAS) und dem Promotionsstudenten Elhadj B. Barry vom Forschungslabor für Wellen und komplexe Medien der Universität Le Havre nach Bordeaux reisen.
Die Parabelflugexperimente werden im Rahmen des Projektes „TEKUS“ (Thermoelektrische Konvektion unter Schwerelosigkeit) zur Vorbereitung von experimentellen Untersuchungen in einem Forschungsraketenflug durchgeführt.
Die Teilnahme an einer Parabelflugkampagne im Pandemie-Herbst 2020 bedeutet, dass von den Organisatoren der Kampagne und der Betreiberfirma des „ZERO-G“-Flugzeuges Novespace besondere Maßnahmen zur Verringerung bzw. Vermeidung der Ansteckungsgefahr getroffen werden mussten, die von allen Beteiligten diszipliniert einzuhalten sind. Das heißt für die Teilnehmenden zum Beispiel auch, dass ein COVID19-Test vor Beginn der Kampagne Pflicht ist oder dass der Zugang zu den Arbeitsräumen und zum Flugzeug in der Vorbereitungs- und in der Flugwoche zeitlich begrenzt und streng reglementiert ist.
Für die Wissenschaftler*innen bedeutet das auch, dass der freundschaftliche wissenschaftliche Austausch mit Fachkolleg*innen nicht in gewohnter Weise stattfinden kann. Eine der härtesten Einschnitte für die Parabelflieger ist, dass die sogenannte „Freiflugzone“ diesmal nicht installiert wird, Das ist ein durch ein Fangnetz geschützter Bereich, in dem sich ein bis zwei Personen während der Schwerelosigkeitsphasen frei bewegen dürfen und nicht wie sonst über ein Band gesichert sind. Dadurch fällt eine ganz besondere Möglichkeit, die Schwerelosigkeit zu erleben, leider weg.
„Die Durchführung der Experimente ist dadurch jedoch nicht beeinträchtigt“, unterstreicht der BTU-Wissenschaftler Martin Meier. Wir gehen davon aus, dass uns diese einzigartige Möglichkeit, unsere Untersuchungen unter Bedingungen nahe der Schwerelosigkeit durchzuführen, wichtige Ergebnisse für unsere Forschungen liefert.
Ziel des Lehrstuhls ist es, mit einer Teilnahme an der TEXUS-Kampagne 57 (Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit) im Jahr 2021 noch einen Schritt weiter zu gehen. Anders als bei den Flugzeug-Parabelflügen wird es möglich sein, während eines Fluges unter Schwerelosigkeitsbedingungen mit einer sechs Minuten dauernden Mikrogravitationsphase Strömungsexperimente in annähernder Schwerelosigkeit in einem etwa 14-fach längeren Zeitraum vornehmen. Damit können die Forscher eine deutliche Steigerung der Qualität der Versuchsergebnisse erreichen.
Die aktuelle Parabelflugkampagne ist – ähnlich wie die vorherige im Herbst 2019 – zur Erprobung einer neuartigen Kombination von zwei Messtechniken zur Strömungsvisualisierung und neuer Komponenten für den Aufbau des TEXUS-Experimentes sowie der Untersuchung der thermoelektrischen Strömung im horizontalen (statt vertikalem) Zylinderspalt vorgesehen. In den bisher durchgeführten Parabelflugexperimenten hat sich gezeigt, dass mit Hilfe des „dielektrophoretischen Effektes“ bestimmte Strömungsmuster und damit der Wärmetransport im System gezielt eingestellt werden können.
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