Die TEMPUS-Anlage



TEMPUS ist eine Experimentieranlage für die Forschung an schmelzflüssigen Metallen und Legierungen auf Flugzeugparabelflügen. Die Abkürzung TEMPUS steht für "Tiegelfreies elektromagnetisches Positionieren unter Schwerelosigkeit" und beschreibt die zugrunde liegende Technik.

In der Anlage können elektrisch leitende Proben mit Durchmessern von sechs bis zehn Millimetern in einer stromdurchflossenen Spule zum Schweben gebracht, erhitzt und aufgeschmolzen werden. Da die Proben frei in der Spule schweben, wird im Gegensatz zu herkömmlichen Schmelzprozessen in Öfen kein Behälter (Tiegel) benötigt. Die teilweise chemisch äußerst reaktiven Metallschmelzen kommen daher nicht in Berührung mit dem Tiegelmaterial. Dadurch werden sie nicht verunreinigt und es gelingt sogar, die Metalle unterhalb ihres Erstarrungspunktes flüssig zu halten ("Unterkühlung").

Unter Schwerelosigkeit sind zur Positionierung der Proben in der Spule weit schwächere Stromstärken nötig als unter herkömmlichen Bedingungen auf der Erde. Zudem werden deutlich schwächere elektromagnetische Rührkräfte in der flüssigen Probe erzeugt. Dadurch lassen sich Metallschmelzen weit unter ihren Erstarrungspunkt flüssig halten und untersuchen.

Dieses Verfahren ermöglicht daher sehr präzise Messungen von Materialeigenschaften der Metallschmelze über einen weiten Temperaturbereich. Mit den so gewonnenen Daten können Wissenschaftler verbesserte Computersimulationen durchführen, um technische Gießprozesse zu optimieren.

Die TEMPUS-Anlage wurde von der Firma EADS entwickelt. Ein solcher Anlagentyp wurde bereits auf drei Spaceshuttle-Missionen erfolgreich eingesetzt. Die Europäische Weltraumorganisation ESA und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) planen darüber hinaus eine Anlage für die Internationale Raumstation (ISS).

Die Experimente während des 8. DLR-Parabelflugs dienen einerseits der Vorbereitung künftiger Experimente auf der ISS, andererseits werden bereits jetzt für technisch interessante Legierungen Materialdaten gewonnen. So etwa von der Hydro-Aluminium GmbH, der Universität Ulm und dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung. Weiterhin wird mit TEMPUS Grundlagenforschung betrieben. Experimente hierzu stammen vom DLR-Institut für Raumsimulation, dem Leibnitz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden und der Universität Göttingen.

Alle Experimente wurden in enger Zusammenarbeit mit dem Nutzerunterstützungszentrum (MUSC) des DLR in Köln-Porz vorbereitet. Das MUSC übernimmt auch die Aufbereitung der Videodaten aller Experimente.


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