Kiel 2004 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 9: Diagnostische Methoden II

P 9.3: Fachvortrag

Dienstag, 9. März 2004, 16:05–16:25, H\"orsaal H

Spektroskopische Bestimmung von Plasmaparametern vor Hitzeschutzmaterialien unter Wiedereintrittsbedingungen von Raumflugkörpern — •Ronnie Stirn, Kurt Hirsch, Peter Lindner, Joachim Schneider und Uwe Schumacher — Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, D-70569 Stuttgart

Die hohen thermischen und mechanischen Belastungen, die beim Wiedereintritt eines Raumflugkörpers in die Erdatmosphäre auftreten, erfordern ausgezeichnete Hitzeschutzmaterialien. Aus wirtschaftlicher Sicht ist eine wartungsarme Wiederverwendbarkeit dieser Materialien notwendig. Ein vielversprechendes Material ist ein C/C-SiC Kohlenstoff-Faserverbundwerkstoff in Verbindung mit auf Titandioxid basierenden Hitzeschutzschichten. Simulationen in einem Plasmawindkanal unter den Bedingungen, wie sie bei einem Wiedereintritt in der Phase der höchsten Belastung auftreten, zeigen daß mit dieser Kombination sehr niedrige Erosionsraten erreicht werden können. Um die bei der Erosion im Detail ablaufenden Prozesse besser verstehen zu können, wurden spektroskopische Untersuchungen in der Wechselwirkungszone zwischen dem beim Wiedereintritt entstehenden Plasma und dem beschichteten Wandmaterial durchgeführt. Dabei wurde die bereits bei Silizium erfolgreich erprobte Methode der Grundzustandsdichtebestimmung anhand der Selbstabsorption bestimmter Spektrallinien erfolgreich auf Titan adaptiert. Hierzu wurde der Übergang in den Grundzustand des Titantripletts im Wellenlängenbereich von 363-370 nm untersucht. In diesem Beitrag werden die spektroskopische Methode und die Ergebnisse präsentiert.