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ISS
Wie Planeten aus Staubteilchen entstehen
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
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19. November 2018

Auch das letzte von drei Experimenten, die von Studierendenteams für die Internationale Raumstation ISS entwickelt worden waren, ist auf dem Weg zur Raumstation. Mit EXCISS sollen die Prozesse untersucht werden, die aus winzigen Staubpartikeln einst Planeten haben entstehen lassen. Das Experiment war im Rahmen des Überflieger-Wettbewerbs des DLR ausgewählt worden.

Antares-Start

Am 17. November 2018 ist um 10.01 Uhr MEZ eine Antares-Trägerrakete von Wallops Island im US-Bundesstaat Virginia zur Internationalen Raumstation ISS gestartet. Mit an Bord war das Überflieger-Experiment EXCISS von Studentinnen und Studenten der Universität Frankfurt. Foto: NASA [Großansicht]

Es ist nur ein kleines Frachtstück, nicht einmal halb so groß wie ein Schuhkarton, aber eine Gruppe von Frankfurter Studentinnen und Studenten verfolgt die Zustellung mit höchster Anspannung. Denn die Zieladresse lautet: Internationale Raumstation ISS. Der Inhalt des 10 mal 10 mal 15 Zentimeter großen Containers: ein Experiment, das auf der ISS durchgeführt werden soll. Es befindet sich in einem Cygnus-Transporter an Bord der Antares-Rakete, die am 17. November 2018 um 10.01 Uhr MEZ von Wallops Island im US-Bundesstaat Virginia aus zur ISS gestartet ist. Am 20. November soll der Frachter an der ISS andocken.

Das Studierendenteam der Universität Frankfurt gehört zu den Gewinnern des "Überflieger"-Wettbewerbs des Raumfahrtmanagements im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Der Gewinn der jungen Forscherinnen und Forscher besteht darin, ein eigenes Experiment auf die ISS zu schicken und unter den Bedingungen des Weltraums forschen zu können. "Mit Vorfreude und auch ein bisschen Anspannung haben wir den Raketenstart beobachtet. Jetzt sind wir natürlich froh, dass alles geklappt hat und dass unser Experiment demnächst auf der ISS ankommen wird", berichtet Tamara Koch, EXCISS-Teamleiterin.

Mit ihrem EXCISS genannten Versuchsaufbau wollen die Studentinnen und Studenten der Universität Frankfurt die Entstehung von so genannten Chondren untersuchen. Diese spielen bei der Entstehung von Planeten eine Rolle. Dafür wird eine kleine Menge an Sandstaubpartikeln, die sich in einer Glaskammer befindet, Hochspannungsblitzen ausgesetzt. Mit einem Mikroskop wird beobachtet, wie die Partikel dabei aufschmelzen und mit anderen zusammenklumpen. Zwei weitere Experimente des aktuellen Überfliegerwettbewerbs befinden sich bereits auf der ISS.

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"Die Idee hinter dem Projekt ist einfach", erklärt EXCISS-Teamleiterin Tamara Koch. "Wir möchten Staubpartikel in Schwerelosigkeit unter ähnlichen Bedingungen kollidieren lassen, wie sie im solaren Nebel geherrscht haben. Die so gebildeten Staubklümpchen beschießen wir dann wiederholt mit Blitzen. Neu an der Idee ist, dies unter realistischen Bedingungen der Schwerelosigkeit und bei geringem Gasdruck durchzuführen. Solche Experimente sind auf der Erde auch in Falltürmen nicht möglich. Die ISS bietet damit ein einzigartiges Umfeld, die Blitz-Hypothese zu überprüfen."

Vom 14. Dezember 2016 bis zum 28. Februar 2017 hatten Studententeams aller Hochschulen in Deutschland die Möglichkeit, einen Experimentvorschlag für den "Überflieger"-Wettbewerb einzureichen. Die Ideen für Experimente wurden dann vor allem auf ihren wissenschaftlichen Gehalt, ihre technische Ausgereiftheit und ihre praktische Umsetzbarkeit geprüft. Neben Experten des DLR und der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) war auch der ehemalige deutsche Astronaut Gerhard Thiele Mitglied des Auswahlgremiums. Das Gremium wählte schließlich im Mai 2017 drei Experimentvorschläge für die Reise zur Internationalen Raumstation aus.

Neben dem EXCISS-Experiment der Frankfurter Studierenden waren es Vorschläge, die an den Universitäten Stuttgart (PAPELL) und Duisburg-Essen (ARISE) entwickelt worden sind. Die beiden letztgenannten Experimente haben ihre Weltraumtauglichkeit bereits unter Beweis stellen müssen: Sie haben am 29. Juni 2018 mit einer Falcon-9-Rakete von Cape Canaveral aus die Reise zur ISS angetreten. Die Nachwuchswissenschaftler der Universität Stuttgart haben eine neuartige Pumpentechnologie konzipiert, die ohne mechanische Bauteile auskommt und zum Beispiel für die Treibstoffversorgung auf Raumfahrtmissionen zum Einsatz kommen könnte.

Das ARISE-Experiment untersucht die Rolle von elektrostatischen Kräften bei der Planetenentstehung. "Es ist schön zu sehen, dass nach ungefähr eineinhalb Jahren harter Arbeit der Teams nun alle drei Experimente auf der ISS sein werden", sagt Johannes Weppler, Projektleiter für den Wettbewerb beim DLR Raumfahrtmanagement. "Es ist sehr beeindruckend, was die Teams in einer so kurzen Zeit geleistet haben."

Alle drei Studierendenteams haben mit ihren Projekten den gesamten Prozess einer realen Raumfahrtmission durchlaufen - von der Ausarbeitung ihrer wissenschaftlichen Ziele, über das Entwerfen eines technischen Designs und die notwendigen Tests bis hin zum Betrieb des Experiments auf der ISS. Dabei ist die Größe der Experimentanlagen stark eingeschränkt: Jede muss in einen 10 mal 10 mal 15 Zentimeter große Container passen. Auf der Raumstation sollen die Anlagen mindestens 30 Tage lang in Betrieb sein. Das DLR hat es jedem Siegerteam außerdem ermöglicht, den Raketenstart vor Ort mitzuerleben. Die vielfältigen Aufgaben erfordern multidisziplinäre Teams, die rund eineinhalb Jahre lang bereit sind, großes Engagement und eine Menge Teamwork zu investieren.

Voraussichtlich Mitte Januar 2019 werden die drei Experimente mit einer Dragon-Kapsel wieder zur Erde zurückkehren. Dann können die Studierenden weitere Analysen durchführen. Der Studierendenwettbewerb "Überflieger" wird vom DLR Raumfahrtmanagement organisiert und mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) finanziert. Das US-amerikanische Unternehmen DreamUp liefert technisches Know-how, unterstützt die Studierenden bei Realisierung der Experimente und kümmert sich um den Transport der Experimentanlagen zur ISS. Experten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) unterstützen das DLR bei der Auswahl der Experimente und bringen ihr Know-how aus zahlreichen Feldern der physikalischen Forschung auch in späteren Phasen des Wettbewerbs mit ein.

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siehe auch
ISS: Drei Studierenden-Experimente für AstroAlex - 9. Mai 2017
Wettbewerb: Mit "AstroAlex" zur Raumstation - 21. Dezember 2016
ISS: Alexander Gerst wird ISS-Kommandant - 18. Mai 2016
ISS - die Berichterstattung über die ISS bei astronews.com
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