Daedalus gleitet wie Ahornsamen zu Boden

Meteorologie. Wiener Studierende konnten ihre Neuentwicklung bei Raketenstarts in Schweden testen: Drei Sonden wurden im Weltraum in 75 Kilometern Höhe freigelassen und landeten im drehenden Sinkflug sicher auf dem Boden.

Wer hat nicht als Kind Ahornsamen in die Luft geworfen und sich über das Rotieren der „Hubschrauber“ gefreut? Studierende der Uni Würzburg und TU Wien nutzen das natürliche Prinzip der Ahornsamen, um meteorologische Sonden ohne Fallschirm aus dem All sicher zu Boden zu bringen. Christoph Fröhlich, Vorstand des Space Teams, das als Zusammenschluss von Bachelor- bis PhD-Studenten der TU Wien aufwendige Weltraumprojekte durchführt, erklärt: „Die Kollegen aus Würzburg hatten anfangs die Vision, Sonden als Fluggleiter zu bauen.“ Quasi wie bessere Papierflieger.

Doch bei ungelenkt gleitenden Sonden kann man schwer abschätzen, ob diese nicht den vorgesehenen Luftraum verlassen und somit ein Sicherheitsproblem werden. So entstand die Idee, für die Sonden dieses Daedalus-Projekts eine kontrollierte Fallbewegung zu nutzen, wie man sie von Ahornsamen kennt. Dann ist der Radius, wo die Geräte aus dem Weltraum auf der Erde landen, kleiner. Ziel der Studie ist, einfach und günstig meteorologische Daten aus einer Höhe von 70 bis 80 Kilometern zu sammeln. Wetterballons steigen nur auf 30 bis 40 Kilometer. Auch Satelliten erfassen in dem Abstand rund um den Erdball die Informationen für Wetter- und Klimaforscher nicht gut genug.

 

Experiment geglückt

So entwickelte das Konsortium im Projekt Daedalus die 40 Zentimeter langen Röhren, die jeweils vier Flügelblätter besitzen und sich beim Sinkflug um ihre eigene Achse drehen. „Wir wurden aus einer Reihe europäischer Projekte ausgewählt: Vier andere Experimente gingen mit an den Raketenstart des Rexus-Programms am 4. März. Aber unseres war das einzige, das ausgeworfen wurde. Die anderen sind fix mit der Rakete verbunden, die durch einen Fallschirm geborgen wird“, sagt Fröhlich. Im unbesiedelten Gebiet von Nordschweden lässt das deutsch-schwedische Studierendenprogramm Rexus/Bexus jährlich Raketen und Ballone starten, um Experimente junger Forscher in den Weltraum zu bringen. Die drei Sonden des Wien-Würzburg-Teams wurden automatisch auf 75 Kilometern Höhe im Abstand von jeweils zehn Sekunden ins Vakuum entlassen und fielen anfangs circa 40 Kilometer weit unkontrolliert wie ein Stein mit bis zu 800 Metern pro Sekunde hinunter.

„Erst ab etwa 35 Kilometern Höhe in der Stratosphäre, wenn aerodynamische Kräfte wirken, stabilisiert sich der Flug, und die Sonde wird abgebremst: Das Spannende war, ob alle Sonden tatsächlich in den kontrollierten, drehenden Sinkflug kommen.“ Experiment geglückt: Alle landeten, bis auf einige Kratzer unbeschadet, im Radius von einem Kilometer – 33 Kilometer entfernt von der Raketenstartrampe – im Tiefschnee von Nordschweden. Bei der Landung hatten die Röhren noch eine Geschwindigkeit von 25 Metern pro Sekunde, etwa 90 km/h. Die GPS-Module funkten die genaue Position, sodass die Forscher mit dem Hubschrauber anreisen konnten und mit Schneeschuhen ausgerüstet die Geräte ausbuddelten.

„Wir konnten alle Daten der Sensoren auswerten, die die Sink- und Drehgeschwindigkeiten sowie Position gemessen haben“, sagt Fröhlich. In Zukunft sollen die Daedalus-Sonden mit weiteren Sensoren ausgestattet werden, je nachdem, welche Frage Meteorologen in 70 bis 80 Kilometern Höhe dann lösen wollen. (vers)

LEXIKON

Atmosphäre heißt die gasförmige Hülle der Erde: Die unterste Schicht ist die Troposphäre, in der wir leben (bis circa 15 km). Die Stratosphäre liegt darüber (bis circa 50 km), darin befindet sich die schützende Ozonschicht. Dann kommt dieMesosphäre(bis 85 km Höhe), eine der kältesten Schichten der Atmosphäre.

 

Das Daedalus-Projekt entwickelt Sonden mit Flügelblättern. Das sanfte Herabsinken kann für Datenmessungen dienen und dazu, kleine Nutzlasten auf Monden oder Planeten landen zu lassen.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 16.03.2019)

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