Sie verschießt keine Kugeln, sondern Luft mit mehreren Kilometern pro Sekunde: Eine etwa 20-Meter-"Kanone" für Hyperschalltests. Ziel ist es, Europas Unabhängigkeit beim Zugang zum Weltraum abzusichern. Euronews hat das Labor befragt.
Portugiesische Forscher haben ambitionierte Übungen für die Raumfahrt begonnen. "Überquerung des portugiesischen Festlandes von Norden nach Süden in etwas mehr als fünf Minuten" - so lässt sich die Geschwindigkeit des ersten Hyperschalltests messen.
Dieses Ergebnis wurde am Institut für Plasmen und Kernfusion (IPFN) des Instituto Superior Técnico der Universität Lissabon unter realen Bedingungen erreicht wurde.
Die Hyperschalltests sollen Untersuchungen voranbringen, die "Phänomene ins Licht rücken, die nur bei einer mehrfachen Überschreitung der Schallgeschwindigkeit auftreten". Das Experiment fand am 19. November in der ESTHER-Infrastruktur (European Shock Tube for High Enthalpy Research) im technologischen und nuklearen Bereich des IST statt.
Hyperschalltests mit "einer Art 20 Meter langer Kanone"
Im Gespräch mit Euronews beschreibt Mário Lino da Silva, Assistenzprofessor am Instituto Superior Técnico, diese Ausrüstung als "eine Art 20 Meter lange Kanone", die "anstelle von Kugeln Luft mit Geschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Sekunde abfeuert ".
Diese Geschwindigkeiten, so erklärt er, "gehen ein wenig über unser Verständnis hinaus", da sie zwischen 6 und 8 Kilometer pro Sekunde erreichen können. Um diese Dimension deutlicher zu machen, vergleicht er: "Das ist so, als würde man in drei Sekunden von hier nach Setúbal fliegen oder in 30 Sekunden von hier nach Porto, also etwa 200 Kilometer."
Laut Mário Lino da Silva erzeugt die Luft, die sich mit diesen extremen Geschwindigkeiten bewegt, aufgrund der Reibung mit der Atmosphäre "einen riesigen Lichtball", ein Phänomen, das von der Öffentlichkeit leicht an einem bekannten natürlichen Beispiel wie den Sternschnuppen erkannt werden kann.
Wenn ein Meteorit in die Erdatmosphäre eintritt, "tritt er mit mindestens 6 oder 7 Kilometern pro Sekunde und bis zu zehn Kilometern pro Sekunde ein", erklärt der Forscher und stellt fest, dass die Reibung so stark ist, dass "sie diese Meteoriten vollständig zersetzt und uns schützt", indem sie wie eine natürliche Barriere wirkt.
Luft so schnell, dass sie als "Lichtball" erkennbar wird
Das gleiche Prinzip gilt für Weltraummissionen. Genau wie ein Meteorit "zerfällt ein Raumschiff mit Astronauten oder Robotern in der Atmosphäre, wenn es nicht richtig geschützt ist". Genau dieses Phänomen versucht das Labor in einer kontrollierten Umgebung zu reproduzieren.
"Wir reproduzieren diese Feuerbälle und passen die von ihnen ausgehende Hitze an, damit Raumfahrzeuge mit einem angemessenen Wärmeschutz konstruiert werden können, damit sie in der Atmosphäre nicht völlig verglühen", so der Professor.
Die Anlage wurde von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) finanziert, um eine ähnliche Infrastruktur zu ersetzen, die in den 1990er Jahren in Frankreich bestand. Laut Mário Lino da Silva wird dies nun "die offizielle Einrichtung für die Erprobung von Raumfahrzeugen, die in Planeten eindringen", und ist auch von strategischer Bedeutung im aktuellen geopolitischen Kontext.
"Sie sichert Europas Unabhängigkeit beim Zugang zum Weltraum", sagt der Forscher und betont, dass Europa nicht nur die Starttechnologien beherrschen muss, sondern auch "die Technologien, die dafür sorgen, dass wir sicher hier unten ankommen", um diese Autonomie zu gewährleisten.
Europas "Unabhängigkeit beim Zugang zum Weltraum" absichern
Im Rahmen des Hyperschall-Plasmalabors (HTL) des IST liegt der Schwerpunkt genau auf dieser Phase der Rückkehr auf den Boden der Tatsachen. "Da alles, was hochfliegt, auch wieder runterkommen muss, beschäftigen wir uns hier ein wenig mit dem Phänomen des Abstiegs", sagt er.
Es gibt zwar noch weitere Stoßdämpfer in anderen Ländern, aber dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es "offiziell von der Europäischen Weltraumorganisation finanziert" wurde und deren Missionen direkt unterstützt.
"Was die Stoßdämpferröhren angeht, so gibt es weltweit etwa 10 bis 15 Anlagen, die mehr oder weniger in diese Kategorie fallen, da jedes Land oder jeder Länderblock eine dieser Anlagen haben muss. Es gibt sie in den Vereinigten Staaten, China, Russland, Japan, Indien usw.", betont Mário Lino da Silva.
Auch im übrigen Europa gibt es Stoßdämpferröhren, aber nicht für dieselbe Art von Anwendungen. "Dieses Rohr ist für das Erreichen von Höchstgeschwindigkeiten gedacht. Es gibt noch andere Stoßdämpferröhren, eine in Deutschland, die eher für die Aerodynamik gedacht ist, aber sie erreicht nicht diesen Geschwindigkeitsbereich", erklärt der IST-Dozent.
Der Test ermöglichte es, in der Anlage eine Hyperschallströmung zu erzeugen, was Geschwindigkeiten entspricht, die fünfmal oder mehr über der Schallgeschwindigkeit liegen, d. h. Mach 5 oder mehr, wodurch die Gase "extreme Temperaturen und Drücke" erreichen.