Experimente zur Physik der Planetenentstehung



Der Schwerpunkt der beiden Parabelflugexperimente besteht darin, technische Vorentwicklungen für geplante aufwendige wissenschaftliche Untersuchugen zur Enstehung von Planeten auf der ISS auf ihre Eignung zu testen.

Im ersten Teil der Experimente soll versucht werden, Agglomerate ("Klumpen") aus mikroskopisch kleinen (1/1000 Millimeter) Staubpartikeln gezielt durch den Einfluss von Licht zu manipulieren. Basis hierfür ist, dass sich die Partikel auf der mit intensivem Licht bestrahlten Seite aufheizen. Damit werden aber auch die Moleküle des umgebenden Gases auf der lichtzugewandten Seite erwärmt, so dass sie die Staubklumpen langsam von der Lichtquelle weg "schieben".

Neben dem wissenschaftlichen Hintergrund, die Größe dieses sogenannten photophoretischen Effekts zu bestimmen, soll daher untersucht werden, ob er durch Verwendung mehrerer Lichtquellen als Verfahren zur Manipulation einzelner Staubpartikel/-agglomerate eingesetzt werden kann: etwa zum Transport in definierte Positionen, um sie gezielter vermessen zu können, oder zur Erzeugung von Relativgeschwindigkeiten zwischen Staubpartikeln/-agglomeraten verschiedener Größe für wissenschaftliche Experimente zur Planetenentstehung und zur Atmosphärenphysik.

Der zweite Teil der Experimente befasst sich mit der Erzeugung von Oberflächen, wie sie auf vielen kleinen Körpern im Sonnensystem - Asteroiden und Monden - anzutreffen sind. Diese sind vom einer Staubschicht, dem sogenannten "Regolith" bedeckt, die wegen der dort herrschenden sehr geringen Schwerkraft nicht sehr kompakt sein sollte. Um eine solche Schicht herzustellen, das heißt zu simulieren, müssen Teilchen im Größenbereich von circa 1/10 Millimeter im Gasstrom mit einer Geschwindigkeit von weniger als 1/10 Metern pro Sekunde auf einer Unterlage abgeschieden werden und dürfen dann durch ihr Eigengewicht die Schicht nicht zusammendrücken. Diese Bedingungen sind im terrestrischen Labor wegen der Schwerkraft nicht herzustellen. Im Parabelflug wird nun ein Verfahrens zur Herstellung solcher Schichten hinsichtlich seiner Effizienz von der Erzeugung über den Transport bis zur Ablagerung der Teilchen getestet.


Kontakt
Prof. Dr. Jürgen Blum
Technische Universität zu Braunschweig

Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik

Tel: +49 531 391-5217

E-Mail: j.blum@tu-bs.de
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