Pressemitteilung der Universität Duisburg-Essen

REXUS-Team
REXUS-Team

Studentische Forschungsrakete in der Umlaufbahn

Sonnensystem im Taschenformat

[18.03.2015] Faszination Weltall: Die Sonnenfinsternis am kommenden Freitag wird viele neugierige Sternengucker anlocken. Schon heute (18.03.) blicken Astrophysikstudierende der Universität Duisburg-Essen (UDE) gen Himmel, denn um 14 Uhr haben sie eine Rakete ins Weltall geschossen, um den Geheimnissen der Planetenentstehung auf den Grund zu kommen.

Sie sind Gäste des Raumfahrtzentrums Esrange in Nordschweden, von dem aus die REXUS-Rakete startet. An Bord sind sieben Forschungsexperimente europäischer Studierender, darunter auch das des UDE-Teams um Astrophysik-Professor Gerhard Wurm. Mit ihrem Projekt greifen sie sprichwörtlich nach den Sternen: „Wir wollen die Bedingungen bei der Planetenentstehung nachbilden“, erklärt Markus Küpper, Ideengeber und Doktorand.

Ein junger Stern bildet um sich um eine Scheibe aus Staub, aus der im Laufe von Millionen Jahren Planeten heranwachsen. So ganz ist dieser Prozess nicht verstanden, deshalb stellt das Team die Bedingungen im Taschenformat nach. Eine Staubwolke wird in der Schwerelosigkeit in eine Vakuumkammer geschossen. Anschließend wird der Einfluss der Sonne mit einem Laser nachgestellt. „Weil sich die Oberfläche des Partikels erwärmt, findet ein Austausch mit den Gasmolekülen statt. Das Staubteilchen bewegt sich von der Lichtquelle weg“, erklärt Küpper.

Dieser Effekt, Photophorese genannt, hat große Auswirkungen auf die Entstehung von Planeten, Kometen und Asteroiden: Nach und nach verdichtet sich der Staub, aus feinen Körnern wird ein fester Himmelskörper. Doch wie bewegen sich die Partikel und finden ihren Platz? Vielleicht in Wellen? Oder schiebt sich die Masse immer weiter auf? „In der Rakete bringen wir eine kleine Kammer mit Basaltstaub und eine Kamera unter. Mit einem Laser beschießen wir die Partikel mit Licht und können dann jede Bewegung genau verfolgen“, sagt Küpper. Fehlt nur noch die Schwerelosigkeit, denn ohne die geht es nicht. „Dazu wird die Rakete auf einen Parabelflug geschickt, etwa 100 km hoch bis zu den niedrigsten Satelliten-Orbits.“

Alles muss minutiös geplant werden. „Unser Versuch muss bei Start und Landung hohen Belastungen standhalten“, sagt Markus Küpper. Auch fallender Druck mit zunehmender Höhe oder Temperaturen bis minus 40 Grad Celsius machen es den Studierenden schwer. Etwa 17 Monate haben die Studenten seit der ersten Idee an dem Experiment gearbeitet. Seit einer Woche sind sie nun im fernen Nordschweden, um den finalen Raketenstart vorzubereiten. „Ein Experiment im heimischen Labor durchzuführen ist einfach. In einer Rakete ist das Ganze wesentlich schwerer, und wir haben nur einen Versuch“, weiß Benedikt Eliasson.

Er und sein Bruder Sven Eliasson haben die Elektronik, Software und Bodenstation entworfen. Sie werden auch beim Start der Rakete als erstes sehen, ob das Experiment nach Plan läuft oder nicht: „Bei einem realen Raketenstart kann alles passieren. Es wird ein extrem spannender Moment, wenn die ersten Daten auf meinem Bildschirm ankommen“.

Die liegen seit kurzem vor, sind aber leider nicht brauchbar, berichtet Küpper: „Die Rakete drehte sich mit vier Umdrehungen pro Sekunde weiter. So waren die Fliehkräfte deutlich über Erdbeschleunigung. Wir werden noch einmal alles durchgehen müssen, aber auf diesen Teil des Experiments hatten wir leider keinen Einfluss.“ Mathias Schywek, Raphaela Mumme und Marc Köster ergänzen: „Das ist zwar schade, dennoch war es für uns ganz tolle Erfahrung, vor allem auch die Zusammenarbeit mit den Studierenden aus aller Welt.“

Redaktion: Beate Kostka, Tel. 0203/379-2430