Die Rückführung von Nutzlast aus dem Weltraum erfolgt derzeit mit geflügelten Raumgleitern und ballistischen Rückkehrkapseln. Eine vielversprechende Zwischenlösung bieten semiballistische Flugkörper, die mit vergleichsweise geringen Auftriebseigenschaften eine begrenzte aerodynamische Manövrierfähigkeit und damit einen gesteuerten Wiedereintritt mit niedrigeren Fluglasten als bei ballistischen Kapseln in ein eng begrenztes Lande- und Bergungsgebiet ermöglichen. Für geplante Kapsel-Experimentalobjekte und für später operationell einzusetzende Wiedereintrittkapseln ist die Verfügbarkeit von neuen Meßtechniken vordringlich. Zur Entwicklung der Meßtechnik bzgl. der Messung physikalisch-technologisch relevanter Zustände in der 'heißen' Phase des Wiedereintritts wurden Versuche im Plasmawindkanal (PWK) durchgeführt. Zur Simulation der Wiedereintrittsbedingungen wird im PWK das Testgas zusätzlich zur thermischen Expansion magnetoplastischdynamisch beschleunigt. Hier wurden für Weltraumexperimente geeignete Diagnostikmethoden untersucht. Dazu gehören Festkörperelektrolyt-Sonden (Phi-Sonden), Katalyzitäts-Sonden und die Impulsmeßwaage. Weiterhin sollte PYREX, ein Pyrometer zur berührungslosen Temperaturmessung an Hitzeschildkeramiken, weiterentwickelt werden. Im einzelnen werden im Bericht folgende Themen aufgezeigt: 1. Physikalisches Meßprinzip der Pyrometrie. Weiterentwicklung von PYREX: Grundaufbau und konstruktive Gesichtspunkte. Labormessungen bzgl. Abstrahlcharakteristik und Helligkeitsverteilung im Spot. Steuerung des Meßprozesses durch den PC sowie die Qualifikation des entwickelten EMPYREX im PWK. 2. Physikalisches Meßprinzip der Festelektrolyten. Zielsetzung des Einsatzes im Weltraum. Durchgeführte Experimente im PWK. Beschreibung am Beispiel der Sauerstoffmessung. Untersuchte Sensorkonfigurationen (pontiometrischer Sensor mit innerer Referenz. Amperometrischer Sensor). 3. Wärmefluß- und Katalyzitätssonden (Modellvorstellung Meßmethoden, Konzeption eines Flugexperiments). 4. Numerische Simulation des Wiedereintritts (URANUS- Code, Turbulenz- und Transitionsmodelle, Dämpfung, Transitionsmodul TRANSMO).
Plasmawindkanal - Technologievorhaben zur Vorbereitung von semiballistischen Kapselexperimenten
IRS-Schriftenreihe ; 8 ; 1-144
1998
144 Seiten, Bilder, Tabellen, 128 Quellen
Report
Deutsch
Raumfahrttechnik , Raumfahrzeug , Ballistik , Wiedereintritt , experimentelle Untersuchung , Messtechnik , Diagnoseverfahren , Plasma (Physik) , Versuchsanlage , Plasmaphysik , Plasmadiagnostik , Magnetoplasma , Katalyse , Sonde , Pyrometer , Pyrometrie , Messprinzip , Festelektrolyt , Sauerstoffmessgerät , Wärmestrom , Modellsimulation , numerisches Verfahren , Turbulenz
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