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P: Fachverband Plasmaphysik

P 6: Hauptvorträge Böhrk, Kirschner

P 6.1: Hauptvortrag

Dienstag, 31. März 2009, 11:10–11:40, HS Biochemie (groß)

Plasmageneratoren für die Simulation von Rückkehrflügen aus dem Weltraum — •Hannah Böhrk — DLR, Insitut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung, Stuttgart, Deutschland

Beim Wiedereintritt eines Fahrzeugs in die Atmosphäre eines Himmelskörpers bildet sich auf Grund der hohen Geschwindigkeit vor dem Fahrzeug ein Verdichtungsstoß aus. Über diesen Stoß hinweg wird die kinetische Energie des Fahrzeugs in innere Energie des umgebenden Atmosphärengases umgewandelt und es entsteht ein Plasma, das durch hohe Temperaturen und dissoziierte und teilweise ionisierte Teilchen gekennzeichnet ist.

Um das Hitzeschutzmaterial für diese Rückkehrflüge zu qualifizieren, wobei der Qualifikation bei bemannten Missionen eine noch größere Bedeutung zukommt, muss dieser Plasmazustand auf der Erde nachgebildet werden. Hierzu wurden in den vergangenen 40 Jahren so genannte Plasmawindkanäle entwickelt. Mit ihrer Hilfe können die thermochemischen Lasten, wie sie beim Wiedereintritt zu erwarten sind auf statisch in der Messstrecke stehende Proben aufgebracht werden.

In den unterschiedlichen Abschnitten eines Rückkehrflugs, also bei unterschiedlichen Höhen und Fahrzeuggeschwindigkeiten, stellen sich unterschiedliche Totaldrücke und Enthalpien ein. Daher sind verschiedenen Plasmageneratortypen erforderlich, die sich im Wesentlichen in ihrer Art der Plasmaerzeugung unterscheiden.

Obwohl Rückkehrflüge aus dem All inzwischen Stand der Technik sind, stellt die kritische und sorgfältige Qualifikation des Hitzeschutzmaterials noch immer eine große Herausforderung dar.