Flugtag 3!

Den Anfang des dritten Flugtags am Donnerstag haben wir ja schon ganz kurz geschildert. Später waren wir dann doch zu beschäftigt, um noch weitere Updates zu geben. So viel aber vorweg: Wir haben 31 Parabeln absolviert und sind heil wieder gelandet.

Ich versuche mal, den Ablauf des Tages zu rekonstruieren: Als wir um kurz nach 6 Uhr am Hangar eintrafen, war der Flieger noch dunkel und verwaist, da die Treppen aufgrund des Windes nicht genutzt werden konnten. Wurde anfangs überlegt, die Nase des Fliegers in den Hangar zu schieben, war es dann gegen 8 doch möglich die Treppen ganz regulär zu nutzen. So hatten wir sogar noch etwas Zeit zum Pumpen, womit wir zwischenzeitlich schon gar nicht mehr gerechnet hatten.

Kurz nach der Info, dass die Abflugzeit noch nicht entschieden sei, gab es dann doch medication und es ging los. Dachten wir. Kurz vor dem geplanten Schließen der Tür leerte sich der Flieger nämlich wieder. Anscheinend hatten andere mehr Infos als wir. Kurz darauf mussten dann alle den Flieger wieder verlassen. Etwas später mussten auch die Treppen wieder weg, da der Wind erneut auffrischte.

Es hieß nun, dass der Flughafen wegen Schäden am Flughafengebäude bis mindestens 11 Uhr gesperrt sei und somit frühestens um 11:30 gestartet werden könnte, da sich möglicherweise Trümmerteile auf der Startbahn befinden könnten. Dieses Problem konnte aber anscheinend unerwartet schnell gelöst werden, denn nur Sekunden später erreichte uns die Info, dass die Treppen wieder dran seien, das Schließen der Tür kurz bevor stehe und man etwa um 10 Uhr abheben könne. So war es dann auch.

Nach einem etwas ruppigen Start folgen dann bemerkenswerterweise ein sehr ruhiger Flug und perfekte Parabeln. Die Landung war dann wieder sehr schaukelig – aber natürlich kein Problem für die Piloten.

Flugroute von Donnerstag

Zum Entladen der Experimente aus dem Flieger wurde dieser dann tatsächlich mit der Nase in den Hangar geschoben, da die verwendete Hubplattform bei den herrschenden Windstärken nicht betrieben werden kann.

Der A310 “ZeroG” in den Hagar hereingeschoben

Der ganze Prozess des Entladens zog sich in die Länge, und so dauerte es bis etwa 17 Uhr, bis wir unsere Racks wieder am Boden hatten. Man könnte meinen, dass nun nur noch die Kisten zu verschließen waren. Wir hatten uns allerdings im Vorfeld überreden lassen, das Backup erst am Boden durchzuführen, und so mussten dann zwei der Racks noch einmal verkabelt werden, um die Daten zu sichern. Schlussendlich verließen wir den Hangar gegen 19 Uhr – die ZeroG inkl. Novespace-Crew war da schon längt wieder in Richtung Bordeaux gestartet.

Rack 1 und 3 beim Backup

Flugtag 3?

Ganz scheint uns das aktuelle Sturmtief nicht zu verschonen. Zwar ist man zuversichtlich den Flug durchführen zu können. Aktuell ist es wegen des Windes allerdings nicht möglich, die Treppen an den Flieger zu bekommen. Die Novespace arbeitet daher an einer anderen Lösung: Der Flieger soll mit der Nase in den Hangar geschoben werden, um einen Zugang durch die vordere Tür zu ermöglichen. Wie ihr an der eingeschalteten Beleuchtung auf dem Beitragsbild seht, scheint es schon jemand geschafft zu haben, den Flieger zu besteigen. Wir halten euch auf dem Laufenden.

Update 07:45: Die Treppe ist ganz regulär dran und der Flieger kann bestiegen werden. Wann wir starten werden, ist noch nicht endgültig entschieden.

Update 10:00: Die Zero-g ist gestartet mit Stefan, Christina und Daniel (I).

Lasst uns über Physik reden

Natürlich geht es bei dieser Kampagne so ganz nebenbei auch um Physik. Okay, zugegebenermaßen geht es hauptsächlich um Physik. Und die wollen wir hier im Blog nicht vernachlässigen.

Thema dieser Kampagne sind Staubströmungen – genauer gesagt die Umströmung von Hindernissen durch Staubteilchen. Hierzu braucht man logischerweise 2 Dinge: strömenden Staub und ein Hindernis. Als wohldefiniertes Hindernis dient uns ein Wolframdraht (75 µm Durchmesser), der senkrecht zur Beobachtungsebene auf halber Höhe zwischen den Elektroden durch die Kammer gespannt ist. Beobachtet wird ein zentraler Schnitt durch das staubige Plasma. In der Mitte des Bildbereichs befindet sich also das Void. Der Draht ist daher (in horizontaler Richtung) etwas dezentral platziert. Klingt bestimmt erstmal ziemlich verwirrend. Aber ein Bild sagt bekanntlich mehr als 1000 Worte:

Schematischer Aufbau des Experiments; Ansicht von oben

Hier seht ihr auch gleich unsere Diagnostiken. Auf der einen Seite der Kammer befindet sich das hier stark vereinfacht dargestellte Stereoskopiesystem bestehend aus 4 Kameras, welche simultan den Bereich um den Draht beobachten. Gegenüber befinden sich zwei Hochgeschwindigkeitskameras, welche das Geschehen in 2 Dimensionen verfolgen. Eine der Kameras hat dabei eine ganze Hälfte der Staubwolke im Blick. Die zweite Kamera bietet ein kleineres Blickfeld und somit eine höhere Auflösung im Bereich um den Draht herum.

Soweit die Theorie. Irgendwie muss der Draht nun natürlich in der Kammer gehalten werden. Und das am besten, ohne das Plasma mehr als unbedingt nötig zu stören. Dazu wird zunächst auf dem Zwischenboden, der auch die untere Elektrode trägt, eine (auswechselbare) Grundplatte befestigt. Hierauf steht dann auf beiden Seiten der Elektrode je ein Keramikröhrchen mit 0,8 mm Außendurchmesser, zwischen denen der Draht gespannt ist. Diese Konstruktion erlaubt es, mehrere Grundplatte-Keramik-Draht-Module vorzuhalten, die dann zwischen den Flugtagen gewechselt werden können. Dadurch können wir verschiedene Positionen des Drahtes austesten. Außerdem würde eine Beschädigung des Drahtes, z.B. beim Dispenserwechsel, nicht gleich das Ende der Kampagne bedeuten. 😉

Aufbewahrungsbox für zusätzliche Draht-Module

Die Vorbereitung dieser Module ist eine etwas heikle Angelegenheit, da der Draht auf eine gewisse meschanische Spannung gebracht werden muss, andererseits aber die Keramikröhrchen nicht brechen dürfen. Anfangs war das noch mit einigen Verlusten verbunden. Irgendwann hatten wir den Dreh dann aber raus. Auch das Ein- und Ausbauen der Module hier vor Ort auf dem Flieger klappt deutlich stressfreier als befürchtet.

Eingesetzter Draht (hier: 20mm aus dem Zentrum heraus versetzt). Wer erkennt den eigentlichen Draht? 😉

Als zusätzliches Feature kann der Draht noch elektrisch vorgespannt werden. Rechts unten im vorigen Bild seht ihr den elektrischen Anschluss, der natürlich steckbar gestaltet ist.

Nun fehlt also noch die Staubströmung. Hier haben wir es uns einfach gemacht und bedienen uns der bereits seit langem vorhandenen Möglichkeit, den Elektrodenbias zu beeinflussen. Eine gegenphasige Modulation mit geringer Frequenz von typischerweise 0.5 bis 1 Hz sorgt dafür, dass das Plasma inkl. Staubwolke periodisch nach oben und unten geschoben wird. Dabei muss der Staub dann am Draht vorbei.

Soweit zunächst zu unserem Setup. Erste Beobachtungen und Ergebnisse folgen.

Flugtag 2

Mit leichter Verspätung sind André und Daniel (I+II) heute zum zweiten Flugtag aufgebrochen. Die Ground Crew ist in bewährter Manier nochmal zum Hotel zurück gefahren um in Ruhe zu frühstücken. Da die Parabeln heute über dem Atlantik absolviert wurden, ist die Gesamtflugzeit etwas kürzer als gestern. Inzwischen (12:30 Uhr) befindet dich die ZeroG schon wieder auf dem Rückweg.

Wir reinigen gerade noch schnell die Dispensertöpfe für morgen und erwarten unsere Parabonauten dann in etwa einer halben Stunde zurück.

Flugtag 1

Nun, das letzte Update ist wohl schon ein wenig her. Die weiteren Flugvorbereitungen verliefen jedoch auch weiterhin recht unspektakulär. Es wurden noch die Kammer gesäubert sowie die Dispenser befüllt. Wir hatten somit keine Probleme die Flugkonfiguration im Zeitplan zu erreichen und konnten uns am Sonntag sogar einen freien Nachmittag gönnen. Die gestrige Abnahme und der Engine-On-Test verliefen dann auch problemlos.

Befüllen der Dispensertöpfe während des Reviews

Heute sind dann André, Daniel (I) und Stefan zum ersten Flug dieser Kampagne gestartet. Geflogen wurde, wie ihr unten sehen könnt, über dem Mittelmeer. Anscheinend musste diesmal jedoch nicht über Frankreich besonders tief geflogen – geschweige denn gelandet – werden. Durch den Hin- und Rückflug betrug die Gesamtflugzeit knapp 5 Stunden. Mit den Ergebnissen sind wir nach erster Einschätzung sehr zufrieden und freuen uns daher auf den morgigen zweiten Flugtag. Gerade werden noch die letzten Daten gesichert sowie die befüllten Dispensertöpfe für morgen eingebaut.

Es kann losgehen

Die Flugcrew für morgen steht fest: André, Daniel, Stefan… und Cordula werden die 31 Parabeln des ersten Flugtags absolvieren. Ja, sie hat es tatsächlich geschafft! Ab nun wird sie uns also wieder bei unseren Messungen begleiten und somit die Datenqualität mindestens verdoppeln. An dieser Stelle ein großer Dank für die überwältigende Unterstützung in der Umfrage! Möglicherweise habt ihr mit zur Entscheidung der Novespace beigetragen. 😉

Das bedeutete für uns natürlich noch eine wichtige Aufgabe. Bekanntlich erfüllt Cordula neben der moralischen Unterstützung noch eine weitere Rolle an Bord, nämlich die des HPGID. Wie jeder Physiker weiß, müssen Präzisionsmessinstrumente regelmäßig, mindestens jedoch nach gravierenden Umbauten, neu kalibriert werden.

Hier seht ihr Daniel, Christina und André (und natürlich Cordula selbst) im Flieger bei diesem überaus heiklen Prozess:

Damit sollte die “neue” Cordula nun endgültig ihre volle Einsatztauglichkeit zurückerlangt haben. Wir freuen uns schon darauf, uns morgen von ihr die Flugphase (pull-up bzw. -out, Schwerelosigkeit oder steady flight) anzeigen zu lassen.

Parabelflüge und Fallturm-Experimente an der Universität Greifswald