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Schwerelos forschen beim Parabelflug

06.02.2012, von , in Karte anzeigen

Durchblicker-Reporter Aeneas Rooch in der Schwerelosigkeit

Durchblicker-Reporter Aeneas Rooch in der Schwerelosigkeit

Alles Leben auf der Erde findet unter dem Einfluss der Erdanziehungskraft statt. Um physikalische und biologische Prozesse zu verstehen, würden Wissenschaftler in Experimenten gerne beobachten, wie Dinge ohne die allgegenwärtige Schwerkraft funktionieren. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt bietet ihnen die Möglichkeit: Bei einem Parabelflug fliegen speziell ausgebildete Piloten eine bogenförmige Kurve nach, an deren höchstem Punkt für wenige Sekunden im gesamten Flugzeug Schwerelosigkeit herrscht. Aeneas Rooch hat einen solchen spektakulären Forschungsflug vom Flughafen Köln-Bonn aus begleitet.

Aeneas Rooch neben dem Parabelflugzeug "ZERO-G"

Aeneas Rooch neben dem Parabelflugzeug "ZERO-G"

Das Flugmanöver ist eindrucksvoll und kompliziert: In 6000 Metern Höhe beginnen die Piloten mit dem steilen Aufstieg, das Flugzeug, ein speziell umgebauter Airbus A300, neigt sich dabei bis zu einem Winkel von 47° schräg nach oben. Nach 20 Sekunden und in einer Höhe von rund 7500 Metern, drosseln die Piloten schlagartig den Antrieb. Durch den enormen Schwung steigt das Flugzeug noch einen Kilometer höher, wird dabei jedoch von der Schwerkraft nach unten gezogen, sodass es einen Bogen fliegt – eine Parabel.

Das Flugzeug "ZERO-G", ein speziell ausgebauter Airbus A300, beim Start.

Das Flugzeug "ZERO-G", ein speziell ausgebauter Airbus A300, beim Start.

Wie ein Ball, den man hochwirft und der an seinem höchsten Punkt für einen Augenblick bewegungs- und schwerelos in der Luft steht, herrscht an Bord während dieser Phase für 22 Sekunden annäherend Schwerelosigkeit. Nach Passieren des Scheitelpunktes rast das Flugzeug wieder in Richtung Boden, die Nase zeigt 42° steil nach unten, und die Piloten starten die Maschinen, um den Sturzflug wieder abzufangen. Nach wenigen Minuten beginnen sie das Manöver von vorn.

Letzte Vorbereitungen an Bord, die Wissenschaftler checken ihre Experimente.

Letzte Vorbereitungen an Bord, die Wissenschaftler checken ihre Experimente.

Der Innenraum des Fliegers ist mit weichen Gummimatten verkleidet, und alle Experimentieranlagen, meist hüfthohe Kisten, in denen Versuche stattfinden, sind mit Schaumstoff verpackt, sodass es an Bord keine Kanten gibt, an denen die Passagiere sich stoßen könnten. Das Bewegen in der Schwerelosigkeit will gelernt sein: Schon die kleinste Bewegung gibt dem Körper einen Impuls, der auf der Erde wegen der Schwerkraft und der Reibung am Boden keine Auswirkung hat, hier aber den Körper drehen und trudeln lässt.

Schwerelosigkeit an Bord

Schwerelosigkeit an Bord

Während viele Forscher und Astronauten an Bord mit spielerischer Leichtigkeit und Eleganz durch den Flieger gleiten, kleben die unerfahrenen Passagiere unbeholfen an der Wand, stoßen zusammen und taumeln orientierungslos durch die Gegend. Etwa 20 Sekunden haben sie Zeit, die Füße wieder in Richtung des Bodens zu drehen, denn die Schwerelosigkeit endet abrupt – was gar nicht so leicht ist (weder die Füße zu drehen, noch herauszufinden, was die richtige Richtung ist).

Video: Wissenschaftler in der Schwebe
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Die Experimente selber sind vergleichsweise unspektakulär, da sie oft im Inneren der Versuchsanlagen ablaufen, wo sie gefilmt oder vermessen werden.

Aenaes Rooch bei den Vorbereitungen am Flughafen Köln-Bonn, daneben der Proband der Göttinger Mediziner.

Materialwissenschaftler aus Köln erforschen das Verhalten von Granulaten wie Sand. Sie wollen herausfinden, welche Phänomene allein durch die Schwerkraft auf der Erde verursacht werden und welche ganz eigenständige Eigenschaften granularer Materie im Allgemeinen sind. Physiker aus Garching untersuchen Plasmen. Sie erhoffen sich unter anderem besser zu verstehen, wie sich winzige Partikel von höchstens Haaresbreite technisch nutzen lassen; bei Laborversuchen auf der Erde drückt jedoch die Schwerkraft die Teilchen regelrecht flach. Mediziner aus Göttingen analysieren die Verteilung von Luft in der Lunge. Dazu haben sie einer Versuchsperson mehrere Ringe Elektroden um die Brust herum angelegt und messen den elektrischen Widerstand an den verschiedenen Kontakten.

In der Schwerelosigkeit ist es schwierig seine Füße am Boden zu halten.

In der Schwerelosigkeit ist es schwierig seine Füße am Boden zu halten.

Wenn sich Astronauten bei zukünftigen Flügen selbst mit Nahrung versorgen und zum Beispiel Fische züchten, könnten Wasserflöhe als Fischfutter dienen. Münchener Biologen beobachten deshalb, wie sich Wasserflöhe in Schwerelosigkeit verhalten. Und Forscher der Sporthochschule Köln wollen messen, wie sich Schwerelosigkeit auf die Blutverteilung im Gehirn auswirkt, denn frühere Studien zeigen, dass sich die kognitive Leistungsfähigkeit unter Schwerelosigkeit verschlechtert, doch die Gründe dafür sind noch unklar.

Nach ungefähr drei Stunden endet der Flug. An einem gewöhnlichen Forschungswochenende fliegt der Airbus „ZERO-G“ (der englische Ausdruck „0g“, der Fachterminus für „keine Erdbeschleunigungskraft“) 30 solcher Parabeln pro Tag.

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