Strömungsverhalten einer Nährlösung im Photobioreaktor in Schwerelosigkeit



Für die Erforschung des Sonnensystems durch bemannte Missionen sind regenerative Lebenserhaltungssysteme von entscheidender Bedeutung. Dabei spielt die Anwendung von biologischen Prozessen, wie die Photosynthese, zur Erzeugung von Nahrung und Sauerstoff eine wichtige Rolle. Zu diesem Zweck wird am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart die technische Integration von Photobioreaktoren in Raumstationen erforscht. Photobioreaktoren dienen zur Kultivierung von essbaren Mikroalgen. Mikroalgen sollen künftig einen Teil der herkömmlichen Astronautennahrung ersetzen und zusätzlich Sauerstoff produzieren.

Mit Hilfe des Parabelflugexperiments wollen die Wissenschaftler einen raumfahrttauglichen Photobioreaktor entwickeln. Im Photobioreaktor befindet sich ein Gemisch aus Flüssigkeit (Nährlösung der Algen) und Gas (Sauerstoff) - ein so genanntes Zweiphasengemisch. Dieses Gemisch zirkuliert durch den Reaktor und bildet eine Zweiphasenströmung. Die Art der Strömung und der Zirkulation ist wichtig für die optimale Versorgung der Algen mit Licht und den Transport des Sauerstoffs aus dem Reaktor. In Schwerelosigkeit gibt es jedoch keinen Auftrieb wie auf der Erde. Daher unterscheidet sich die Strömung im Photobioreaktor bei Betrieb im Weltraum gravierend von der Strömung unter terrestrischen Bedingungen.

Im Parabelflugexperiment soll das Verhalten der Strömung im Photobioreaktor unter Schwerelosigkeitsbedingungen untersucht und getestet werden. Im Blickpunkt stehen dabei die Bildung und Auflösung von Zirkulationen in der Flüssigkeit sowie das Verhalten der Sauerstoffbläschen.


Kontakt
Prof. Ernst Messerschmid
Universität Stuttgart

Institut für Raumfahrtsysteme

Tel: +49 711 685-62383

Fax: +49 711 685-63596

E-Mail: messerschmid@irs.un-stuttgart.de
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