Ins All geschickt: Erster Pakettransport in den Weltraum

Ins All geschickt: Erster Pakettransport in den Weltraum

08.10.2008

Bonn. DHL bringt Pakete ins Weltall: Mit einer Sojusrakete startet am 12. Oktober vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur das erste Paket in den Weltraum. Zieladresse ist die internationale Raumstation ISS.

In dem Paket enthalten ist ein eigens entwickeltes Experiment, mit dem untersucht wird, in welcher Reihenfolge Modell-Pakete unterschiedlichen Gewichts in der Schwerelosigkeit ihr Ziel erreichen. Bei diesem Versuch stehen Jugend forscht, der europäische Jugendwettbewerb im Bereich Naturwissenschaften, Mathematik und Technik, und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Pate. „Bei diesem Experiment werden mechanische Abläufe getestet. Das geschieht nur sehr selten im Weltall, da bewegliche Teile – wie diese Paketmodelle – sehr schwierig zu handhaben sind“, erklärt Wilfried Tost vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Zuvor haben dreizehn Teilnehmer des diesjährigen Bundeswettbewerbs Jugend forscht Prognosen zum Verlauf des Weltraumversuchs durch physikalisch-mathematische Berechnungen abgegeben, die mit dem tatsächlichen Verlauf abgeglichen werden.


„Mission to Space“ – Versuchsanordnung

DHL Paket hat gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein Experiment entwickelt, das die Gesetze und Zusammenhänge von Geschwindigkeit, Fliehkraft und Rollreibung in der Schwerelosigkeit testen soll. Beteiligt an der Weltraummission ist darüber hinaus die Stiftung Jugend forscht.

Zwei Paketmodelle mit unterschiedlichem Gewicht treten in einer Art Wettrennen gegeneinander an. Um das Experiment im Weltall durchführen zu können, sind beide Pakete an einer eigens dafür entwickelten Schienenkonstruktion befestigt. Unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit hat die Masse keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Paketmodelle und beide müssten gleichzeitig im Ziel ankommen. Die Modelle bewegen sich aber auf einem Schienenweg mit Looping, wodurch wahrscheinlich die Zentrifugalkraft und die Rollreibung den Lauf der Pakete beeinflussen werden. Voraussetzung für die Durchführbarkeit und die Genauigkeit des Experiments ist, dass beide Paketmodelle exakt die gleiche Beschleunigung erfahren. Dafür sorgt ein mechanischer Schieber mit vier Beschleunigungsstufen. Um bei der Durchführung auf der sich im Weltall bewegenden Raumstation zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, wird die Versuchsanordnung innerhalb der ISS befestigt. Der Astronaut Richard Garriott wird das Experiment jeweils einmal mit jeder Beschleunigungsstufe durchführen und die Ergebnisse dokumentieren – auch filmisch. Wenn es die Gegebenheiten erlauben, soll das Experiment auch einmal schwebend durchgeführt werden. Dazu wird die Schienenkonstruktion aus ihrer Befestigung gelöst. Die Versuchsanordnung wird in Einzelteilen in einem DHL Paket zur Raumstation ISS befördert und vor Ort für das Experiment zusammengebaut.


Details zur Versuchsanordnung

+ Die beiden Versuchskörper bestehen aus identischem Material (Holz und Aluminium)
+ Die beiden Versuchskörper haben eine identische Größe, aber unterschiedliche Masse
+ Die Versuchskörper wiegen 43 g und 37,6 g
+ Die Feder beschleunigt beide Versuchskörper gleichzeitig
+ Die Beschleunigung erfolgt kontinuierlich und in kurzer Zeit, aber nicht als Impuls
+ Der Federweg ist kurz im Verhältnis zur Gesamtlänge der Loopingbahn
+ Es gibt vier Beschleunigungsstufen
+ Die Versuchsanordnung hat folgende Maße: 65 cm lang, 8,5 cm breit, 16 cm hoch


Experiment und wissenschaftlichen Fragestellung

Dem Experiment liegt eine wissenschaftliche Fragestellung zugrunde, die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelt wurde. Sie berücksichtigt die unterschiedlichen Phasen, denen die Paketmodelle bei ihrer „Fahrt" durch die Schienenkonstruktion ausgesetzt sind.

Der Versuch besteht aus mehreren Phasen: Start, Fahrt, Looping, Fahrt, Stopp:
a) In welchen Phasen wirken welche Kräfte auf die Versuchskörper?
b) Wann sind sie schwerelos, wann sind sie es nicht?
c) Wird der leichtere oder der schwerere Versuchskörper als Erster das Ziel
erreichen (für jede Beschleunigungsstufe)?


Die internationale Raumstation ISS

Das Großforschungslabor ISS wird derzeit gemeinsam von den USA, Russland, den Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA, Kanada und Japan betrieben.

Die wichtigsten Daten und Fakten
Spannweite 109 Meter
Länge 80 Meter
Tiefe (mit ATV/Progress) 88 Meter
Höhe 45 Meter
Masse 450 Tonnen
Wohn- und Arbeitsraum 1.200 Kubikmeter

Betriebsumlaufbahn
Bahnhöhe circa 360 Kilometer
Bahnneigung 51,6 Grad
Umlaufzeit 90 Minuten
Bauphase 1998-2010
Betriebsdauer (min.) 15 Jahre

Flugbetrieb
Umlaufbahnkorrektur circa 5 pro Jahr
Astronautenaufenthalt circa 6 Monate
Mannschaft seit Juli 2006, 3 Personen
ab 2009, 6 Personen
Die ISS ist überall auf der Welt regelmäßig mit dem bloßen Auge erkennbar.
Weitere Informationen unter http://www.heavens-above.com