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Studentenexperiment

Galaktische Forschung: Mechanikfreie Miniaturpumpe an Bord der ISS

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Für eine potenzielle Verwendung als Chiplabor ist auch der Doppelkreislauf des Experimentbereichs relevant. Denn dadurch besitzt das System eine Y- und T-Kreuzung. Hier können Pfade durch das gezielte Platzieren von Ferrofluidtropfen geöffnet und geschlossen werden. Dies wird demonstriert, indem die verschieden gefärbten Feststoffkügelchen entsprechend in einen der beiden Kreisläufe sortiert und bewegt werden.

Für die Raumfahrt ist der Transport von Fluiden und Feststoffen als Treibstoffe für chemische und elektrische Antriebe sehr interessant.

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Die erlangten Erkenntnisse könnten auch bei uns auf der Erde genutzt werden, beispielsweise um in einem Chiplabor Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe gezielt zur Reaktion zu bringen. Ebenso ist es gemäß diesem Prinzip möglich, Katalysatoren in eine Reaktion einzubringen und entsprechend zu steuern.

Sensorik des Experiments

Direkte Kamerabeobachtung der Experimentbereiche gibt direkten Aufschluss über das Ferrofluidverhalten im Pumpbetrieb unter Schwerelosigkeitsbedingungen. Obwohl Ferrofluid dazu neigt, die meisten Oberflächen stark zu verschmutzen, ist dies dank einer speziellen nanostrukturierten Teflonbeschichtung möglich. In einer künftigen Weiterentwicklung ist es daher auch denkbar, andere Untersuchungen optischer Natur wie Spektroskopie oder Interaktion mit Licht und Laser durchzuführen.

Zusätzlich sind weitere Sensoren integriert, die den Einfluss von Papell auf ein Raumfahrzeug abschätzen lassen. Mehrere Magnetometer geben Aufschluss über extern auftretende Magnetfelder. Ebenso zeigen Thermometer und Stromsensoren erzeugte Temperaturen und die verbrauchte Leistung an. Des Weiteren sind ein Beschleunigungsmesser und ein Mikrofon verbaut, um Vibrationen und Geräusche im Pumpbetrieb zu detektieren.

Ausblick & Förderung

Es besteht hohes Interesse mit den gewonnenen Daten des Papell-Experiments eine Weiterentwicklung für Weltraum- und Erdanwendungen zu realisieren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit dem Kennzeichen 50JR1705 gefördert. Betrieben wird das Projekt maßgeblich von Mitgliedern der studentischen Kleinsatellitengruppe der Universität Stuttgart (KSat e.V.). Diese Aktivitäten werden aktiv durch Mitarbeiter des Instituts für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart unterstützt und betreut.

* M. Ehresmann Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart, 70569 Stuttgart

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