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TEXUS
Schwebende Metalle, Pflanzen und Fische im All
Redaktion / DLR-Pressemitteilung
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28. Januar 2008

Am 31. Januar und 7. Februar werden zwei Forschungsraketen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) von Kiruna in Nordschweden starten. Beide Organisationen führen hiermit erfolgreich ihre Wissenschaftsprogramme TEXUS (Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit) in das vierte Jahrzehnt ihres Bestehens. An Bord sind die unterschiedlichsten Experimente.

Texus

Start einer Texus-Rakete vom Raketenstartplatz ESRANGE, nahe der Stadt Kiruna in Nordschweden.  Bild: DLR

Während des parabelförmigen unbemannten Fluges in eine Höhe von maximal 270 Kilometern herrscht für etwa sechs Minuten Schwerelosigkeit. Diese nutzen die Wissenschaftler aus deutschen Universitäten und der Industrie zur Beantwortung von biologischen, materialwissenschaftlichen und physikalischen Fragen.

Insgesamt sechs der geplanten Experimente werden von deutschen Wissenschaftlern geleitet. Mittels Datenübertragung vom Boden aus werden diese Versuche überwacht und bei Bedarf von den Wissenschaftlern über Telekommando direkt gesteuert. Die in einer zylindrischen, rund drei Meter langen Leichtmetall-Struktur untergebrachten Geräte landen etwa 20 Minuten nach dem Start an einem Fallschirm.

Hauptnutzlast der Mission TEXUS-44 am 31. Januar ist die elektromagnetische Levitationsanlage (EML), eine Vorrichtung zum Schmelzen von Metallproben im schwebenden Zustand. Mit ihr erforschen Wissenschaftler des DLR in Köln und der Universität Ulm in drei Experimenten thermophysikalische Eigenschaften von Metalllegierungen (astronews.com berichtete). Diese Erkenntnisse sind insbesondere für die Optimierung industrieller Gießprozesse wichtig.

In der Schwerelosigkeit sind in der Levitationsanlage wesentlich genauere Messungen möglich als in irdischen Labors, da die notwendigen elektromagnetischen Haltekräfte zum gezielten Schweben der Probe äußerst gering sind. Störende Strömungen in der flüssigen Metallprobe werden dadurch wesentlich reduziert. Die Forscher gewinnen somit hochpräzise Daten, die für realitätsnahe Computersimulationen wichtig sind und bei modernen Herstellungsverfahren immer mehr an Bedeutung gewinnen.

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Ein weiteres Experiment wird von der DLR Raumfahrt-Agentur gefördert und von der Universität Bonn durchgeführt. Dabei messen Biologen die Schwerkraftwahrnehmung von Pflanzen. Spezielle Zellen in der Wurzelspitze lösen, wenn sich die Richtung der Schwerkraft ändert, bestimmte biochemische Prozesse aus. Dies führt wiederum zu einer kontrollierten Wachstumsreaktion der Wurzel. Im Experiment wird insbesondere die frühe Reizverarbeitung und Signalweiterleitung auf molekularer Ebene am Beispiel der Ackerschmalwand-Pflanze (Arabidopsis thaliana) und von Maispflanzen untersucht.

Auf dem TEXUS-Flug 45 am 7. Februar werden auch Fische einen Ausflug ins All unternehmen. Unter Schwerelosigkeit leiden Menschen oft an einer Bewegungskrankheit, der so genannten Kinetose, die der Seekrankheit ähnelt. Die Gründe für Kinetosen liegen in der Art begründet, wie der Körper Schwerkraft wahrnimmt. Dies geschieht bei Menschen und Wirbeltieren durch kleine Schweresteinchen, die Otolithen. Sie befinden sich im Innenohr und dienen als zentraler Bestandteil der Schwerkraftsensoren. Die Otolithen bestehen im Wesentlichen aus Kalk.

Die Mineralisation der Otolithen wird vom Gehirn gesteuert und ist individuell unterschiedlich effektiv. Dadurch kann es passieren, dass diese Innenohrstrukturen asymmetrisch aufgebaut werden. An Buntbarschen im Larvenstadium – als Modellsystem für Wirbeltiere – konnten Wissenschaftler im Rahmen früherer Experimente herausfinden, dass die Anfälligkeit für Kinetosen von der unterschiedlichen Mineralisierung von Schweresteinen im Innenohr abhängt. Im Experiment möchten die Forscher der Universität Stuttgart-Hohenheim bestimmen, inwieweit die in den einzelnen Fischen unterschiedlich verlaufende Otolithen-Mineralisierung ihre jeweilige Anpassung an die Schwerelosigkeit beeinflusst.

Bei vielen technischen Verfahren werden Flüssigkeiten auf heiße Wände gesprüht. Dies geschieht beispielsweise bei der Kraftstoffverbrennung, der Metallerzeugung oder beim chemischen Kühlen menschlichen Gewebes. Ziel eines Experimentes der Technischen Universität Darmstadt ist es, die Hydrodynamik und die Wärmeübertragung beim Sprayaufprall auf eine beheizte Oberfläche genauer zu verstehen und dadurch die Auslegungsmethoden von Spraykühlungsprozessen zu verbessern.

In einem dritten Versuch auf TEXUS-45 beschäftigen sich Wissenschaftler des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen gemeinsam mit ihren Kollegen vom Institut de Mécanique des Fluides aus Toulouse mit den Zwei-Phasen-Strömungen in Kapillarkanälen. Die Ergebnisse dieses Experimentes tragen zur Beantwortung grundlegender Fragen der Strömungsmechanik bei. Ganz konkret wollen die Forscher mehr über die Flüssigkeitshandhabung unter Schwerelosigkeit wissen, um etwa die Treibstoffförderung in den Tanks von Raumfahrzeugen und Satelliten zu verbessern.

Mit den Startvorbereitungen und der Durchführung von TEXUS haben DLR und ESA die Firma EADS Astrium in Bremen beauftragt. Weiterhin beteiligt sind die Firma Kayser-Threde in München und die mobile Raketenbasis (MORABA) des DLR in Oberpfaffenhofen. Für den Flug selbst stehen zwei Raketen des Typs VSB-30 zur Verfügung. Sie wurde gemeinsam von den brasilianischen Raumfahrtorganisationen CTA (Centro Técnico Aerospacial) und IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço), dem DLR sowie der schwedischen Raumfahrtorganisation SSC (Swedish Space Corporation) entwickelt.

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Experimente an Bord von Texus-Raketen. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Columbus: Materialforschung im All - 14. Januar 2008
TEXUS: Sechs Minuten Schwerelosigkeit - 2. Dezember 2005
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