Die drei Gewinnerteams des Wettbewerbs „Überflieger“ stehen nun fest: Studierende der Universitäten Frankfurt, Stuttgart und Duisburg-Essen werden ihre Experimente während der kommenden Mission des deutschen ESA-Astronauten und ISS-Kommandanten Alexander Gerst im Sommer zur Internationalen Raumstation ISS senden dürfen.
Die Versuche zur Planetenentstehung und Raumfahrttechnologie werden dort persönlich von Gerst betreut werden. Acht Studententeams von Hochschulen aus ganz Deutschland hatten sich mit ihren Experiment-Ideen für die Endrunde des Wettbewerbs des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) qualifiziert.
Der Studierendenwettbewerb „Überflieger“
Vom 14. Dezember 2016 bis zum 28. Februar 2017 hatten Studententeams aller Hochschulen in Deutschland die Möglichkeit, sich für den Wettbewerb „Überflieger“ zu bewerben. Die Studierenden durchlaufen bei dem Projekt den gesamten Prozess einer realen Raumfahrtmission – von der Ausarbeitung ihrer wissenschaftlichen Ziele, über das Entwerfen eines technischen Designs und die notwendigen Tests, bis hin zum Betrieb des Experiments auf der ISS. Dabei ist die Größe der Experimentanlagen limitiert: Sie sollen in drei circa 10 mal 10 mal 15 Zentimeter große Container eingebaut werden. Die drei Siegerteams erhalten außerdem die Möglichkeit, den Start ihres Experiments live vor Ort mitzuerleben. Auf der Raumstation sollen die Anlagen mindestens 30 Tage lang in Betrieb sein.
Der Studierendenwettbewerb „Überflieger“ wird vom DLR Raumfahrtmanagement organisiert und mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) finanziert. Das US-amerikanische Unternehmen DreamUp liefert technisches Know-How, unterstützt die Studierenden bei Realisierung der Experimente und kümmert sich um den Transport der Experimentanlagen zur ISS. Experten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) unterstützen das DLR bei der Auswahl der Experimente und bringen ihr Know-How aus zahlreichen Feldern der physikalischen Forschung auch in späteren Phasen des Wettbewerbs mit ein.
Während eines zweitätigen Auswahlworkshops, der am 04. und 05. Mai 2017 beim DLR-Raumfahrtmanagement in Bonn stattfand, hatten die Studierenden Gelegenheit, ihre Experimentvorschläge vor einer Fachjury zu präsentieren und sich den Fragen der Experten zu stellen. „Unter den Experiment-Ideen waren spannende Vorschläge zur Raumfahrttechnologie, Biologie und Astrophysik“, sagt Johannes Weppler, Projektleiter für den Wettbewerb beim DLR Raumfahrtmanagement.
„Es war daher nicht einfach, eine Auswahl zu treffen. Die Siegerteams haben jetzt rund ein Jahr lang Zeit, ihre Experimentanlagen zu entwerfen, zu bauen und zu testen.“ Neben Experten des DLR und der Deutschen Physikalische Gesellschaft (DPG) nahm auch der deutsche Astronaut Gerhard Thiele an dem Auswahlgremium teil. Geprüft wurden die Experimentvorschläge vor allem auf ihren wissenschaftlichen Gehalt, ihre technische Ausgereiftheit und ihre praktische Umsetzbarkeit.
Wie entstehen Planeten?
Zu den Gewinnern zählt das Studententeam der Universität Frankfurt am Main mit ihrem Experiment EXCISS (Experimental Chondrule Formation at the ISS). Die Studierenden wollen damit die Entstehung von so genannten Chondren untersuchen. Dabei handelt es sich um kleine Klumpen aus mineralischen Komponenten, die den Grundstein für spezielle Meteoriten, die Chondriten, bilden. Diese Meteoriten stammen aus der frühesten Phase der Planetenentstehung.
Im Versuchsablauf beobachtet das Team eine Sandstaubwolke, die kontinuierlich elektrischen Blitzen ausgesetzt wird. Durch die Energie der Blitze kommt es zu Zusammenstößen und zur Verschmelzung der mineralischen Partikel. Die Ergebnisse des Experiments sollen helfen, die Prozesse zu Beginn der Planetenentstehung besser zu verstehen.
Mit ARISE (Planet formation due to charge induced clustering on ISS) von Studierenden der Universität Duisburg-Essen fliegt ein weiteres Experiment zur Planetenentstehung zur ISS. Dabei wird untersucht, welche Rolle elektrische Aufladungen bei der Geburt von neuen Himmelskörpern spielen. Bislang ist bekannt, dass Partikel bis zu einer Größe von mehreren Zentimetern Durchmesser bei Zusammenstößen aneinander haften bleiben.
Dies funktioniert jedoch nur bis zu einer bestimmten Größe der Ansammlung. Eine neue Theorie besagt, dass größere Zusammenballungen durch elektrische Zwischenwirkungen entstehen. Um diese Annahme zu überprüfen, wollen die Studierenden die Zusammenstöße von Glasperlen, welche die kosmischen Partikel simulieren, unter Schwerelosigkeit beobachten.
Antriebstechnik für die Raumfahrt von morgen
„PAPELL“ (Pump Application using Pulsed Electromagnets for Liquid relocation) lautet der Name des Technologie-Experiments vom Studententeam der Universität Stuttgart. Untersucht wird dabei eine neuartige Pumpentechnologie, die zum Beispiel für die Treibstoffversorgung auf Raumfahrtmissionen zum Einsatz kommen könnte. Die Pumpe bewegt ein so genanntes Ferrofluid, also eine Flüssigkeit mit kleinsten magnetischen Partikeln, mit der Hilfe von Elektromagneten.
Damit kommt diese Pumpe ohne mechanische Bauteile aus. Dies soll die Fehleranfälligkeit der Technik minimieren und auch die Geräuschentwicklung während des Betriebs dämmen, was den Astronauten innerhalb des Raumfahrzeugs zu Gute kommen würde. In zwei Teilexperimenten werden der Transport der Flüssigkeit sowie von kleinen Feststoffkügelchen untersucht.
Auf den Bildern
Alexander Gerst auf der ISS: Bei seiner zweiten Mission auf der Internationalen Raumstation ISS im Jahr 2018 wird der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst die drei Experimente der Gewinner des Studentenwettbewerbs „Überflieger“ betreuen. Das Foto stammt von der Blue-Dot-Mission, bei der Gerst unter anderem Experimente an der Biolab-Anlage durchführte.
Teilnehmer und Jury des „Überflieger“-Wettbewerbs: Acht Studententeams von Hochschulen aus ganz Deutschland hatten sich für den Auswahlworkshop des „Überflieger“-Wettbewerbs qualifiziert. An zwei Tagen hatten die Studierenden Gelegenheit, ihre Experimentvorschläge vor einer Fachjury zu präsentieren und sich den Fragen der Experten zu stellen.
Die Internationale Raumstation ISS: Die Internationale Raumstation ISS ist das Ziel für die Experimente der Studententeams der Universitäten Frankfurt, Stuttgart und Duisburg-Essen. Unter Schwerelosigkeit werden dort die Versuche zur Planetenentstehung und zu neuen Raumfahrttechnologien durchgeführt.
Die Jury des Wettbewerbs: Haben die Siegerteams ausgewählt (v. links): Prof. Gert-Ludwig Ingold von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), Johannes Weppler, Projektleiter Wettbewerb „Überflieger“ beim DLR Raumfahrtmanagement, Dr. Thomas Driebe, DLR Raumfahrtmanagement und der deutsche Astronaut Gerhard Thiele.
