Göttinger Forscher simulieren Mars-Atmosphäre

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Das Foto zeigt eine Computersimulation eines Mars-Rover der ESA, der 2018 mit einer Lande-Kapsel auf dem Mars abgesetzt werden soll

Göttingen - Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen untersuchen, wie Raumfahrzeuge beim Eintauchen in die Mars-Atmosphäre reagieren.

In einem speziellen Windkanal wird simuliert, wie eine 16 000 Stundenkilometer schnelle Landekapsel durch die vorwiegend aus Kohlendioxid bestehende Atmosphäre des Roten Planeten rast, teilte ein Sprecher am Dienstag mit. Wichtig ist vor allem die Reaktion des Hitzeschildes auf die dabei entstehenden Temperaturen von 6000 Grad Celsius - das ist heißer als die Oberfläche der Sonne. Die europäische Weltraumorganisation ESA wird voraussichtlich im Jahr 2016 ihre ExoMars-Mission zum Roten Planeten starten.

Die Experimente sind erforderlich, weil die Mars-Atmosphäre „völlig anders als die Luft der Erde“ ist, sagte der Forscher Klaus Hannemann, der die Abteilung Raumfahrzeuge im Göttinger DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik leitet. „Die Atmospähre besteht zu 95 Prozent aus Kohlendioxid und ist sehr dünn“. Die DLR-Spezialisten wollen deshalb im Experiment testen, was passiert, wenn eine Landekapsel mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit durch diese Atmosphäre fliegt.

In einem 62 Meter langen sogenannten Hochenthalpiekanal wird dazu hoch verdichtetes Kohlendioxid so stark beschleunigt, dass es mit 4,4 Kilometer pro Sekunde um ein Modell der Landekapsel strömt. Dieses Szenario simuliert die Flugsituation der Kapsel etwa 40 Kilometer über der Oberfläche des Mars, sagte Hannemann.

Dabei entstehen in der Testanlage Temperaturen von 6000 Grad Celsius - das ist heißer als die Oberfläche der Sonne. Da sich das Kohlendioxid bei den hohen Temperaturen in seine molekularen Bestandteile zerlegt, kann sich die Druckverteilung ändern, was Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten der Kapsel haben kann.

Bei den bisherigen Untersuchungen haben die Wissenschaftler eine besonders kritische Stelle der Mars-Kapsel ausgemacht: Das Heck. „Dort kann es zum Strömungsabriss und sehr hohen Wärmelasten kommen“, sagte Hannemann.

Bei weiteren Experimenten soll das Modell an dünnen Fäden im Windkanal aufgehängt werden, um die einwirkenden Kräfte zu bestimmen. Trifft das heiße Gas auf, verbrennen die Fäden und die Kapsel schwebt für einen Moment im freien Flug. Das ist ausreichend für die Messungen im Windkanal, die nur eine Tausendstel Sekunde dauern.

Wenn die Kapsel der ESA-Marsmission wie vorgesehen auf dem Roten Planeten landet, soll sie dort wissenschaftliche Experimente durchführen. Ein Orbiter, der gleichzeitig den Mars umkreist, soll die Kommunikation zur Erde sicherstellen.

Quelle: kreiszeitung.de

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