vielteilchenstöße zwischen eispartikeln (EisViel)

abstract

Die Bildung von Strukturen in den Ringen des Saturns ist maßgeblich durch Kollisionen zwischen den Ringteilchen bestimmt. Zur Untersuchung des Stoßverhaltens dieser Teilchen wird im EisViel-Experiment ein Ensemble aus Eiskugeln bei niedrigen Geschwindigkeiten zum Zusammenstoß gebracht. Dazu werden 100 Eiskugeln mit einem Durchmesser von 10 mm von gegenüberliegenden Seiten in eine 150 x 150 x 15 mm3 große Glaskammer eingeschoben. Die Kammer sowie die Teilchenreservoire und -schieber befinden sich in einer nach außen isolierten Aluminiumwanne (siehe Abb.) die mit flüssigem Stickstoff mit einer Temperatur von 77 K (-196° C) gefüllt werden kann. Damit lässt sich eine für die Saturnringe realistische Umgebungstemperatur von 100° K (-173° C) erreichen und für die Dauer des Experimentes ohne weitere Kühlung aufrecht erhalten. Zur Datenaufzeichnung sind über dem Experiment drei Hochgeschwindigkeitskameras angebracht. Zwei Kameras stehen in einem Winkel von 45° zueinander und nehmen das Experimentmit hoher zeitlicher Auflösung von 2000 Bildern pro Sekunde bei geringer räumlicher Auflösung (512 x 512 px) auf, wohingegen die dritte Kamera mittig über der Glaskammer angebracht ist und mit großer räumlicher (1024 x 1024 px) bei moderater zeitlicher (115 Bilderpro Sekunde) Auflösung aufzeichnet. Daraus lassen sich nach dem Experiment die einzelnen Zusammenstöße der Eispartikel ermitteln, wobei die beiden schräg angebrachten Kameras eine dreidimensionale Bestimmung der Stoßgeometrie ermöglichen.

• Daniel Heißelmann, Jürgen Blum, Helen J. Fraser, Kristin Wolling, Microgravity experiments on the collisional behavior of saturnian ring particles. Icarus 206 (2010) 424–430

experiment year: 2012
number of catapult flights: 1
number of drops: 7

experiment year: 2011
number of catapult flights: 4