Forschung zum Abschuss freigegeben

  • 24. April 2013

Das erfolgreiche Wissenschaftsprogramm TEXUS feiert Jubiläum, leider begleitet von technischen Schwierigkeiten.

Für viele physikalische und materialwissenschaftliche Fragen möchte man die Schwerkraft am liebsten ausschalten, etwa um das Verhalten von Metallschmelzen frei von störender Konvektion zu erforschen. Oder wenn man herausfinden möchte, wie sich Staubpartikel zu größeren Teilchen zusammenschließen, um die ersten Keime für Planeten zu bilden. In der Internationalen Raumstation ISS herrschen für die schwerelose Forschung natürlich beste Bedingungen, wenn auch zu enormen Kosten. Doch das ist nicht die einzige Möglichkeit: Der Fallturm am Bremer ZARM bietet immerhin einige Sekunden Schwerelosigkeit. Dank großer experimenteller Fortschritte lässt sich dort mittlerweile sogar Quanteninterferometrie betreiben. Und ein Parabelflug umfasst rund dreißig Parabeln mit jeweils 20 Sekunden Schwerelosigkeit.

Wer noch längere Schwerelosigkeit benötigt, aber nicht gleich in eine Erdumlaufbahn einschwenken möchte, kann sein Experiment mit Forschungsraketen in den Weltraum schießen. Seit 1977 starten dafür die TEXUS-Foschungsraketen der DLR vom nordschwedischen Kiruna. Bislang wurden damit rund 300 Versuche in Schwerelosigkeit durchgeführt, teilweise zur Vorbereitung von Experimenten an Bord der ISS. Am 12. April feierte das weltweit am längsten bestehende Raketenprogramm für wissenschaftliche Versuche und Technologieerprobungen in Schwerelosigkeit ein Jubiläum mit dem Start der fünfzigsten Rakete.

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Die Texus-Rakete trägt Experimente in die annähernde Schwerelosigkeit in 250 Kilometer Höhe. (Foto: Astrium)

Die TEXUS-Raketen steigen in eine Höhe von über 260 Kilometern und erreichen für sechseinhalb Minuten annähernd Schwerelosigkeit, genauer den Zustand der Mikrogravitation, bei dem nur ein Zehntausendstel der normalen Erdanziehung wirkt. Die Nutzlast der Raketen landet anschließend am Fallschirm und lässt sich dann mit einem Hubschrauber bergen. Die Hauptnutzlast an Bord von Texus-50 war die in Deutschland entwickelte „Elektro­magnetische Levitationsanlage“. Wissenschaftler des DLR-Instituts für Materialphysik im Weltraum wollten das Erstarrungsverhalten und verschiedene Parameter von zwei Nickel-Legierungen erforschen. Doch ausgerechnet beim Jubiläumsflug ereignete sich eine der sehr seltenen Pannen, so dass sich die Metalle nicht richtig erhitzen ließen.

TEXUS-50 ist Teil der diesjährigen Doppelkampagne. Für die 51. Rakete ist unter anderem das Experiment FOKUS des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in München vorgesehen. Damit wollen Physiker nachweisen, dass die Technologie eines „Frequenzkammes“ für Anwendungen in der Raumfahrt ausgereift ist. Geplant ist ein Test zur Universalität der gravitativen Rotverschiebung, wonach zwei Uhren in einem veränderlichen Gravitationspotential synchron gehen, unabhängig von ihrem inneren Aufbau. Künftig soll die Frequenzkamm-Technologie in der Präzisions-Spektroskopie, etwa bei der Untersuchung von Spurengasen in der Atmosphäre, in der Astrophysik oder bei neuartigen, extrem genauen Atomuhren für Forschungsmissionen oder für die Navigation Einsatz finden.

Außerdem sind für die 51. Texus-Mission unter anderem Experimente zum Einbau von SiC-­Partikeln in Siliziumkristallen (ParSiWal, Fraunhofer IISB in Erlangen, U Freiburg und U Bayreuth) und zum Erstarrungsverhalten metallischer Legierungen (TRACE-3, Forschungszentrum ACCESS in Aachen) geplant. Die beteiligten Forschergruppen müssen sich jedoch noch in Geduld üben. Der eigentlich für den 19. April vorhergesehen Start verzögert sich aus technischen Problemen wohl um einige Monate.

Alexander Pawlak / DLR

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