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Aufbau eines aktiven Fallturms

Laufzeit:10/2011–12/2018
Förderung:DFG und Land Niedersachsen (Projektträger)
Kontakt:christoph.lotzita.uni-hannover.de
Web:www.einstein-elevator.de

Bild Aufbau eines aktiven Fallturms

Im Rahmen des Aufbaus der Forschungseinrichtung Hannover Institute of Technology (HITec) wird vom Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) ein aktiver Fallturm, der Einstein-Elevator, aufgebaut. Die Auslegung, die Konstruktion und der Aufbau der Anlage werden in Zusammenarbeit mit dem Centre for Quantum Engineering and Space-Time Research (QUEST) durchgeführt. Ziel ist es, Experimente unter Schwerelosigkeit (Mikrogravitation) und weiteren Schwerebedingungen (Hypo- und Hypergravitation) durchführen zu können. Die Anlage wird neben der physikalischen Grundlagenforschung auch für das Thema Produktionstechnik im Weltraum durch das ITA eingesetzt werden.

Traditionelle Falltürme werden größtenteils für die Grundlagenforschung im Bereich der Physik eingesetzt. Außerdem wird in Falltürmen Forschung für die Luft- und Raumfahrtindustrie durchgeführt. Die Hauptforschungsbereiche des aus dem Exzellenz-Clusters QUEST hervorgegangenen Hannover Institute of Technology (HITec) sind das Quanten-Engineering und die Raum-Zeit-Forschung. Die Erforschung von Quanteneffekten zur Herstellung anspruchsvoller Messtechnologien ist dabei ein Kernforschungsgebiet. Im Rahmen von HITec wird daher an neuen Konzepten gearbeitet, die durch die gezielte Ausnutzung von Quanteneffekten bisherige Messgenauigkeiten um viele Größenordnungen verbessern sollen. Neue Ergebnisse aus der Grundlagenforschung in der Quantenoptik und Festkörperphysik führen zu innovativen Messtechnologien mit höchster Präzision.

In Falltürmen werden Experimente im freien Fall in einer Vakuumröhre durchgeführt. Durch den fehlenden Luftwiderstand befindet sich die Experimentkammer während des Fallens in Schwerelosigkeit. Weltweit existieren zehn bekannte Falltürme. Fünf Falltürme befinden sich in den USA, zwei in Asien, einer in Australien und zwei in Europa. Einer der bekanntesten ist der Fallturm des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen mit einem freien Fall auf 110 m und einer Gesamthöhe des Turms von 146 m. Nachteilig an vielen der gängigen Falltürme ist, dass aufgrund des zeitaufwändigen Evakuierens der Fallröhre nur wenige Abwürfe pro Tag möglich sind.

Der Einstein-Elevator ist eine Abwandlung des klassischen Fallturms. Er ist wegen seines Antriebskonzeptes weltweit einzigartig. Dieses soll es ermöglichen eine hohe Wiederholrate der Versuche mit bis zu 100 Experimenten pro Tag zu erreichen, da die Evakuierung der Röhre wegfällt. Auch sind mit dem geplanten Antriebskonzept nicht nur Versuche unter Schwerelosigkeit sondern auch unter einstellbaren Anziehungskräften durchführbar, wie sie z.B. auf dem Mond oder dem Mars vorherrschen.

Details zum Gerät und zum Baufortschritt auf www.einstein-elevator.de

Publikationen

Lotz, C. ; Kämper, T. ; Berlin, H. ; Overmeyer, L. (2014): Innovative Drive and Guide Concept for Experiments under Microgravity in the Einstein-Elevator, 1st Symposium on Automated Systems and Technologies (AST), Berichte aus dem ITA Band 4/2014, S. 1-12. Garbsen: TEWISS-Technik und Wissen GmbH.  weitere Informationen

Lotz, C.; Rein, M.; Overmeyer, L. (2015): Steps for a Reduction of Vibrations of the Roller Guide in the Einstein-Elevator, Symposium on Automated Systems and Technologies (AST), S.87-98. St. Petersburg: Peter the Great St. Petersburg University

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