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Eine alter Beschleuniger funktioniert wieder!
Seit mehreren Jahrzehnten wurden am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik Beschleuniger betrieben, die es erlauben, kleine Teilchen (mikrometer- bis millimeter groß) auf mehrere km/s zu beschleunigen. Damit kann man Mikrometeoroideneinschläge simulieren. Seit Ende März ist zumindest eine dieser Anlagen, der sogenannte elektrothermische Beschleuniger, wieder einsatzbereit.
Ein elektrothermischer Beschleuniger funktioniert so: Eine grosse Kondensatorbank wird über das normale Stromnetz aufgeladen. Dann wird die gesamte gespeicherte Energie in sehr kurzer Zeit durch einen Aluminiumdraht geleitet, der in einer Explosionskammer sitzt. Der Draht wird zu Plasma, das sich sehr stark ausdehnt. Dadurch wird ein Projektil im Lauf beschleunigt. Unsere Anlage erlaubt es, Kunststoffprojektile von 2 oder 4 mm Durchmesser und verschiedenen Dicken auf bis zu 3 km/s (also über 10000 km/h!) zu beschleunigen.
Mit dieser Anlage kann man z.B. Einschläge von Staub- oder Trümmerteilchen im Weltraum auf Satelliten simulieren. In unserem Fall interessieren uns Krater in lockerem Gestein, sogenanntem Regolith, wie es auf Asteroiden vorkommt. Mit unserer Messtechnik können wir herausfinden, wieviel Impuls von einem Einschlag auf das Zielobjekt ("Target") übertragen wird. Dies ist relevant für die Abwehr von Asteroiden, die möglicherweise die Erde bedrohen könnten.
Die Anlage wurde viele Jahrzehnte am Lehrstuhl für Raumfahrtechnik der TU München in Garching betrieben. Im letzten Jahr wurde sie an die Professur für Lunare und Planetare Exploration in Ottobrunn umgezogen. Kurz vor Weihnachten konnten wir den ersten erfolgreichen Schuss durchführen. Ende März führten wir eine Versuchskampagne mit 16 Schüssen in vier Tagen durch. Dabei wurden verschiedene Projektile in Sandtargets geschossen. Die obere Abbildung zeigt den Versuchsaufbau, inklusive Messtechnik. Die untere Abbildung zeigt einen typischen Krater nach dem Einschlag. Wir schießen in sogenannte "Quarter-space" Targets – dabei erzeugen wir sozusagen halbe Krater, um deren Profil besser beobachten zu können.
Diese erste Kampagne diente hauptsächlich dazu, die Anlage zu testen und ihre Funktion sicherzustellen, was erfolgreich gelang.
Das Beschleuniger-Team besteht aus: Michael Frühauf, Martin Rott, Lara Schuberth (Lehrstuhl für Spacecraft Systems), Robert Luther (Museum für Naturkunde, Berlin) und Detlef Koschny.