Experimente in der Schwerelosigkeit

Dass man nicht nur im Weltraum, sondern auch auf der Erde Forschung in der Schwerelosigkeit betreiben kann, ist für einige schwer vorstellbar. Es geschieht im ZARM aber bis zu drei Mal täglich im Fallturm Bremen und sogar 20 Mal pro Stunde im GraviTower Bremen Pro. Wenn in diesen beiden Mikrogravitations-Laboren nur ein Bruchteil der Erdanziehungskraft herrscht, kann den verschiedensten Phänomenen auf die Spur gegangen werden, die unter normalen Gravitationsbedingungen nicht erkennbar sind. Doch was wird eigentlich untersucht und warum ist Forschung unter Schwerelosigkeit für uns so relevant?

Was wird erforscht?

Wissenschaftsteams aus aller Welt kommen nach Bremen, um den Fallturm und den GraviTower für ihre Forschung zu nutzen. Die durchgeführten Experimente reichen von Astrophysik, Biologie, Chemie, Verbrennungsforschung, Strömungsmechanik, Materialwissenschaften bis hin zu Fundamentalphysik.

Ein Teil der Experimente in Schwerelosigkeit haben einen direkten Bezug zur Raumfahrt: so werden Technologien oder auch spezifische Hardware getestet, die später in Raumfahrtmissionen zum Einsatz kommen soll. Zum Beispiel wurde für den „MASCOT Lander“, der 2018 erfolgreich auf dem Asteroiden Ryugu gelandet ist, vorab im Fallturm getestet, wie das Landemodul von der Sonde getrennt wird. Ein wichtiges Forschungsfeld ist auch das Verhalten von Flüssigkeiten in Schwerelosigkeit, weil dieses für Fragen rund um das Betanken von Raumfahrtsystemen im Weltall oder den Betrieb von Lebenserhaltungssystemen relevant ist. Selbst biologische Experimente können im ZARM der Schwerelosigkeit ausgesetzt werden - denn je konkreter wir mit dem Gedanken spielen, eine astronautische Mission zum Mars zu senden, desto intensiver beschäftigt sich die Foschung auch mit Pflanzenwachstum unter veränderten Gravitationsbedingungen.

Doch die Abwesenheit von Erdanziehungskraft lässt sich auch für Grundlagenforschung nutzen, die keinen direkten Raumfahrtbezug hat und trotzdem davon profitiert, Abläufe kurzzeitig ohne den „Störfaktor Gravitation“ zu untersuchen. Dieses trifft zum Beispiel auf Verbrennungsprozesse zu. Am ZARM wird u.a. erforscht, wie Treibstoffverbrennung emissionsärmer ablaufen kann. Eine andere Forschungsgruppe, die Teil eines großen deutschen Konsortiums ist, generiert unter Mikrogravitation „Bose-Einstein-Kondensate“ für einen deutlich längeren Zeitraum als es unter normalen Laborbedingungen möglich wäre.

Wie werden im Fallturm Bremen Experimente in Schwerelosigkeit versetzt und warum ist dieses Mikrogravitationslabor so einzigartig?

Am ZARM ensteht ein zweites Labor für Forschung in der Schwerelosigkeit - der GraviTower Bremen Pro. Er funktioniert ohne Vakuum und kann daher hunderte Experimente am Tag der Schwerelosigkeit aussetzen.

ZARM-Wissenschaftler Martin Castilllo erläutert seine Forschung an einem neuen leuchtenden Pulver, das er im Fallturm Bremen erzeugt. Mit diesem elektro-luminiszenten Material könnten LCD-Displays mit einem Bruchteil der Energie auskommen, die heutige Geräte benötigen.

YouTube Legende Tom Scott besucht den Fallturm Bremen und erklärt, wie er funktioniert.