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Atominstitut der Österreichischen Universitäten |
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Weltraumtest für neuartige Abschirmmaterialien |
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| | | Am 31. Mai 2005 startet eine russische Sojus-Rakete ins All. Während der 16-tägigen Reise mit an Bord: zwei österreichische Experimente zur Abschirmung kosmischer Strahlung durch neuartige Kunststoffe. |
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Um genau 14.00 Uhr MESZ soll eine russische Sojus-Rakete vom kasachischen Weltraumbahnhof Baikonur abheben und den rund 6,5 Tonnen schweren Foton-M2-Satelliten in einen erdnahen Orbit bringen.
Der mit zahlreichen wissenschaftlichen Experimenten bestückte Satellit soll dort in einer Höhe von 215 bis 380 Kilometer 16 Tage lang die Erde umkreisen, um danach in der russischen Steppe im Grenzgebiet zu Kasachstan zu landen.
Mit an Bord ist die an der äußeren Oberfläche montierte Biopan-Kapsel der Europäischen Weltraumagentur (ESA) mit zwei österreichischen Experimenten.
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Auswirkungen kosmischer Strahlenexposition |
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Sobald der Satellit seinen Orbit erreicht hat, öffnet sich die Biopan-Kapsel ferngesteuert mittels Servo-Motor und setzt die integrierten Experimente intensiver kosmischer Strahlung aus. Das Strahlenklima im Weltraum ist in seiner Zusammensetzung äußerst komplex und unterscheidet sich grundlegend von der terrestrischen Strahlung der Erdkruste und allen zivilisatorischen Strahlenanwendungen.
Die Erde ist durch ihr Magnetfeld und die absorbierende Wirkung der Atmosphäre teilweise geschützt, jedoch ist die Strahlenexposition in den von der zivilen Verkehrsluftfahrt verwendeten Höhen größer als am Erdboden. Die länger dauernde Einwirkung kosmischer Strahlung in der Luft- und Raumfahrt kann zu biologischen Folgeerscheinungen führen und auch zu Fehlfunktionen in elektronischen Systemen hervorrufen.
Mit zunehmender Komplexität der Steuerungselektronik, größeren Reiseflughöhen und interplanetaren Weltraummissionen, etwa zu unserem roten Nachbarplaneten Mars, kommt dem Design geeigneter Abschirmmaterialien und -strategien eine entscheidende Bedeutung zu.
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Foton-M1-Start mit ESA-Nutzlast im Oktober 2002 gescheitert |
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Die geplanten Experimente aus den Bereichen der Fluidphysik und Exobiologie sollten ursprünglich als Teil der Biopan-4-Mission an Bord eines Foton-M1-Satelliten im Oktober 2002 geflogen werden. Rund 20 Sekunden nach dem Start vom nordrussischen Kosmodrom Plessezk explodierte allerdings die Sojus-Trägerrakte aufgrund eines technischen Defekts im Antriebssystem.
Bei dem Unfall waren zwei Todesopfer aus den Reihen der russischen Armee zu beklagen. Die Biopan-Kapsel konnte nach mehreren Monaten geborgen werden. Die Experimente wurden, sofern sie nicht vollständig zerstört waren, an die teilnehmenden Wissenschaftler zurückgesandt.
Aufgrund der langjährigen Erfahrungen des Atominstituts der Österreichischen Universitäten (Technische Universität Wien) im Bereich der Strahlungsmessung im Weltraum wurde die Arbeitsgruppe von der ESA unmittelbar eingeladen, die Forschungsprojekte in die Biopan-5-Kapsel erneut zu integrieren. Die Sojus-Trägerraketentechnologie gilt als die weltweit zuverlässigste. Fehlschläge gab es nur in zwei Prozent aller Starts.
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Österreichische Experimente (LETVAR, RADO-HTR)
Das Experiment LETVAR untersucht die Eigenschaften verschiedener neuartiger Kunststoffe zur Abschirmung der kosmischen Strahlung. Derartige Materialien sollen in näherer Zukunft im Bereich der Luft- und Raumfahrt Anwendung finden. Der große Vorteil der neuen Materialtechnologie liegt in der - verglichen mit konventionellem Aluminium - signifikanten Massenreduktion um bis zu 30 Prozent bei gleicher Abschirmwirkung. Mit Hilfe einer am Atominstitut entwickelten, weltweit einzigartigen Methode ist es möglich, die Strahlendosis vor sowie hinter den Absorbermaterialien zu messen und deren Wirksamkeit auf biologische und elektronische Systeme zu bewerten. Die Methode wurde bereits erfolgreich während zahlreicher Weltraummissionen eingesetzt. Der Austromir-Mission von Österreichs bislang einzigem Kosmonauten Franz Viehböck im Jahr 1991 folgten weitere Anwendungen mit einer Gesamtdauer von mehr als 3.000 Tagen auf der russischen Raumstation Mir, der Internationalen Raumstation (ISS) sowie an Bord von Space Shuttles und Biosatelliten. Die im Rahmen des LETVAR-Experiments getesteten Kunststoffe wurden von der Bayer MaterialScience AG entwickelt und zur Verfügung gestellt.
Das Experiment RADO-HTR ist als Ergänzung zu LETVAR vorgesehen und misst in vier Stapeln unterschiedlicher Detektormaterialien den Tiefenverlauf der Strahlendosis und biologisch relevanter Parameter. |
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Das Team des Atominstituts (v.l.n.r. Michael Hajek, Manfred Fugger, Thomas Berger) nach erfolgreicher Integration der Experimente im Reinraum Fr044 der ESA-ESTEC in Noordwijk, Niederlande.
[31.5.05]
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Weitere Informationen |
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Univ.-Prof. DI Dr. Norbert Vana
DI Dr. Michael Hajek
Technische Universität Wien
Atominstitut der Österreichischen Universitäten
1020 Wien, Stadionallee 2
Telefon +43-(0)1-58801 DW 14193, Fax DW 14199
e-mail: mhajek@ati.ac.at
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