Forschen im freien Fall

Schwerelosigkeit während des Parabelflugs
Schwerelosigkeit während des Parabelflugs
27 September 2002

Alljährlich bringt die europäische Weltraumagentur ESA Studenten aus ganz Europa zum Schweben. Sie bietet speziell jungen Nachwuchswissenschaftlern eine außergewöhnliche Forschungsplattform: In einem Spezial-Airbus können die Studenten in der Schwerelosigkeit nach Herzenslust experimentieren. Einzige Bedingung: Sie müssen sich zuvor mit einem pfiffigen Experiment für die jeweils aktuelle Parabelflug-Kampagne der ESA qualifiziert haben.

Manche Experimente lassen sich nur in der Schwerelosigkeit durchführen. Solange aber die Universität im Orbit Zukunftsmusik ist, bleibt den Jungakademikern ein Aufenthalt im All unerreichbar. Es gibt nur eine Ausnahme: Die Teilnahme an Parabelflügen, die die ESA seit 1994 im Rahmen ihres Bildungsprogramms für den studentischen Nachwuchs veranstaltet. Alljährlich bietet die ESA ausgewählten Studenten-Teams die Möglichkeit, im freien Fall zu forschen. In diesem Jahr hatten 32 Teams Gelegenheit, ihr Experiment an Bord des Spezial-Airbusses im Sturzflug durchzuführen. Und bei einem solchen Parabelflug Faszination und Tücken der Schwerelosigkeit zu erleben.

Achterbahnfahrt im Airbus

Teilnehmer der Parabelflug-Kampagne 2002
Teilnehmer der Parabelflug-Kampagne 2002

Die ESA setzt für ihre Parabelflüge einen umgerüsteten Airbus A300 ein. Im leergeräumten, rundum ausgepolsterten Passagierraum werden die Experimente der Studenten aufgebaut. Der von der französischen Firma Novespace betriebene Airbus steigt zunächst auf eine Flughöhe von rund 6000 Meter. Dort beschleunigt der Pilot mit Maximalwerten, zieht die Maschine dabei steil nach oben. Anschließend werden die Triebwerke gedrosselt. Wie von Riesenhand geschleudert, beschreibt das Flugzeug nun eine Parabel, d.h. einen Bogen durch die Luft, und stürzt dann der Erde entgegen. In dieser Flugphase befindet sich der Airbus für rund 20 Sekunden im freien Fall. Das bedeutet 20 Sekunden Schwerelosigkeit. 20 Sekunden Zeit für die Teams, ihre Experimente durchzuführen.
Dann fängt der Pilot die Maschine ab. Wer sich jetzt nicht festhält, kracht mit dem Doppelten seines Körpergewichts auf den schaumstoffgepolsterten Kabinenboden. Zum Verschnaufen bleibt kaum Zeit: Nach einer knappen Minute geht die Nase der Maschine wieder hoch. Die nächste Parabel wird in Angriff genommen.
In einem zweieinhalbstündigen Ritt fliegt der Airbus noch rund 30 weitere Parabeln, bevor es zurückgeht zum Flughafen Bordeaux-Mérignac. Die strapazierten Jungforscher haben zum ersten Mal insgesamt etwa 10 Minuten Schwerelosigkeit geschnuppert. Und manch einer weiß nun auch um den unschätzbaren Wert der kleinen „Motion Sickness“-Tütchen, die vor dem Start an alle verteilt werden.

Von Insekten, Rauch und Gasblasen

Der Airbus A300 „Zero G“
Der Airbus A300 „Zero G“

An der diesjährigen Parabelflug-Kampagne für Studierende haben 32 studentische Forschungsteams aus ganz Europa teilgenommen. Sie konnten sich unter mehr als 120 Teams qualifizieren, die bei der ESA einen Vorschlag für ein Experiment unter Schwerelosigkeit eingereicht hatten. Und so bunt gemischt wie die Herkunftsländer waren auch die Projekte der einzelnen Teams. Eine italienische Gruppe untersuchte die Anpassungsfähigkeit einer bestimmten Insektenart an Schwerelosigkeit sowie an hohe Schwerkraft. Ein Team aus Portugal beschäftigte sich mit dem Verhalten von Rauch unter Weltraumbedingungen und mit Möglichkeiten, die Luft möglichst schnell von Rauch zu reinigen. Rauch zählt zu den größten Gefahren, die an Bord einer Raumstation auftreten können.
Und das „Bubbles“-Team von der TU München – eines von sieben deutschen Teams, die sich für die Flugkampagne 2002 qualifizieren konnten – beobachtete, wie sich Gase in Flüssigkeiten unter Schwerelosigkeit verhalten. Die Studenten haben zu diesem Zweck einen speziellen Flüssigkeitsbehälter konstruiert, in den Gas eingeleitet und mit einem Rührer verquirlt wird. Die entstehenden Blasen verhalten sich wegen des fehlenden Auftriebs in der Schwerelosigkeit grundsätzlich anders als auf der Erde. Das „Bubbles“-Team hofft, mit dem Experiment beispielsweise zur Entwicklung neuer Filtertechnologien beitragen zu können, um der verbrauchten Luft in Raumstationen das Kohlendioxid zu entziehen.

Kostengünstig schwerelos

Diese so unterschiedlichen Experimente haben eins gemeinsam: Sie können in irdischen Laboratorien kaum gelingen, weil die Erdanziehungskraft als ein permanenter Störfaktor wirkt. Und im All können diese Experimente nicht durchgeführt werden, weil Aufwand und Kosten alle Grenzen sprengen würden. Daher stellen die seit 1984 stattfindenden Parabelflüge der ESA eine vergleichsweise kostengünstige Alternative dar, um Weltraum-Equipment zu testen. Seit 1994 bietet die ESA neben diesen professionellen Flügen spezielle Parabelflug-Kampagnen für studentische Forscher an, die seit Kurzem im Jahresabstand stattfinden. So sollen talentierte Nachwuchswissenschaftler gefördert und – auch über das Abenteuer Schwerelosigkeit – für eine Karriere in der Raumfahrt gewonnen werden.
Für die Besten einer jeden studentischen Flugkampagne hält die ESA eine besondere Belohnung bereit: Sie dürfen mit ihrem Experiment an einer der professionellen Parabelflug-Kampagnen teilnehmen, die die ESA zweimal pro Jahr veranstaltet. Und das magenerweichende Glücksgefühl der Schwerelosigkeit noch einmal erleben.

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