Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Raumfahrt : Artikel [ Druckansicht ]

 
RAUMFAHRTTECHNOLOGIE
Flüssigkeiten in Schwerelosigkeit
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Bremen
astronews.com
24. Juli 2007

Neun Sekunden Schwerelosigkeit bietet der Bremer Fallturm den Experimentatoren, wenn sie das neue Katapultsystem einsetzten, durch das quasi ein Parabelflug im Fallturm möglich wird. Diese erweiterten Möglichkeiten nutzten jetzt Bremer Wissenschaftler für Experimente, die die Handhabung von Flüssigkeiten in Schwerelosigkeit verbessern helfen sollen.

Kapillarkanal

Ansicht des Kapillarkanals von der Seite. Die Flüssigkeit strömt von rechts nach links: Oben eine Aufnahme bei einer unkritischen Strömungsgeschwindigkeit mit stabiler Oberfläche, unten ein Bild bei zu hoher oder "überkritischer" Strömungsgeschwindigkeit und dem damit verbundenen Kollaps der freien Oberfläche mit Gaseinbruch am Kanalauslass.  Fotos: Universität Bremen / ZARM

Kapillarkanal

Eine technisch elegante und auch kostengünstige Lösung zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Schwerelosigkeit sind so genannten Kapillarkanäle. Dabei handelt es sich um seitlich offene Leitungen, in denen Flüssigkeit strömt. Bei dem untersuchten Kapillarkanal handelt es sich um einen rechteckigen Kanal, der an drei Seiten geschlossen und an einer Seite offen ist, eine so genannte Nut. Die strömende Flüssigkeit wird durch ihre Oberflächenspannung und die guten Benetzungseigenschaften der Flüssigkeit zum Wandmaterial in der Nut gehalten.

Welche Kräfte dabei wirksam sind und wie sie interagieren, kann seit einigen Jahren mit den Gleichungen der Strömungsmechanik mathematisch modelliert werden. Diese Modellierung muss allerdings durch Experimente immer wieder überprüft werden. Diesem Ziel diente auch das Katapult-Experiment der Forscher des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen, das an einer Nut mit einer Breite von fünf Millimeter, einer Tiefe von 30 Millimeter und einer Länge von elf Millimeter durchgeführt wurde. Eine Hochgeschwindigkeits-Kamera filmte das Experiment während des Katapultschusses. Diese Daten können dann mit Hilfe einer optischen Bildauswertung analysiert und mit dem mathematischen Modell verglichen werden.

Als Flüssigkeit verwendeten die Wissenschaftler ein sehr dünnflüssiges Fluid, dessen Stoffeigenschaften wie Zähigkeit, Dichte und Oberflächenspannung in Kombination mit der Geometrie des Testkanals realen Treibstoffen sehr ähnlich sind. Die Ergebnisse können somit vom Modell auf ein Raumfahrzeug übertragen werden.

Mit ihrem Experiment konnten die Bremer Forscher jetzt sehr präzise ermitteln, bei welcher Geschwindigkeit die Strömung abreißt und warum das geschieht. Im Kapillarkanal breiten sich nämlich in Längsrichtung Kapillarwellen aus. Sobald die Strömung genauso schnell wird wie diese Wellen, reißt sie ab - ein Phänomen, das "Choking-Effekt" genannt wird.

Die neuen Ergebnisse tragen grundlegend dazu bei, bisher kaum verstandene Vorgänge in Kapillarkanälen zu erklären. Weiterhin dienen die Experimente der Vorbereitung eines Raumstationsexperimentes (CCF), welches im Jahr 2009 in Kooperation mit der NASA in der Microgravity Science Glovebox betrieben werden soll. Die Forschungsarbeit des ZARM wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert.

Forum
Experimente im Bremer Fallturm. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Raumfahrttechnologie: Strömungsverhalten in der Schwerelosigkeit - 21. Dezember 2004
Gravitation: Irrten Einstein und Galileo? - 30. Mai 2000
Links im WWW
Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://www.astronews.com/news/artikel/2007/07