bild der wissenschaft-Leserreise nach Heilbronn Auf Besuch bei der experimenta und beim DLR - wissenschaft.de
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bild der wissenschaft-Leserreise nach Heilbronn

Auf Besuch bei der experimenta und beim DLR

bild der wissenschaft Leser im Science Dome der experimenta in Heilbronn (Bild: Thomas Klink für bdw)

37 Leser von bild der wissenschaft waren 2 Tage in Heilbronn: Sie blickten hinter die Kulissen des Science Centers experimenta, das am 31. März 2019 wiedereröffnet wird. Außerdem besichtigten die Leser das Gelände des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Standort Lampoldshausen. Dort testen Forscher Raketentriebwerke – zum Beispiel das Vulcain 2.1. für die neue Ariane 6.

Ein Mountainbike hängt an der Decke, auf dem Boden liegt ein zweites Exemplar in seine Einzelteile zerlegt. Daneben ein Audi A5 mit augenscheinlichem Metallschaden am linken Kotflügel. Wie wird ein Mountainbike gebaut? Und was passiert beim Crash-Test mit einem Auto? Diese Fragen werden im ersten Stockwerk des Science Centers experimenta in Heilbronn beantwortet.

Besucher müssen sich allerdings noch bis zum 31. März 2019 gedulden, bis sie die neuen Ausstellungsräume bewundern können. Dann wird das Science Center neu eröffnet. Eine Lesergruppe von bild der wissenschaft durfte jetzt schon der experimenta einen Schnupperbesuch abstatten.

Zum Besuchsprogramm gehörte auch die Etage „Stoffwechsel“. Dort dreht sich alles um Materialien aus dem Alltag – von „Greifbarem“ wie Metall oder Holz bis zu „Ungreifbarem“ wie Wasser. bild der wissenschaft-Leserin Birgitt Reiche sagt: „Dinge, die man im Alltag als normal empfindet, kann man hier erforschen. Was genau passiert zum Beispiel, wenn ein Tropfen auf die Wasseroberfläche fällt?“ Das lässt sich in der experimenta mithilfe einer Zeitlupenaufnahme beobachten. „Man kann hier relativ einfache Sachen mit anderen Augen sehen. Kinder tun das sowieso schon: Sie hinterfragen“, findet Birgitt Reiche. Neugier für unsere Welt wecken – und zwar nicht nur die von Kindern und Jugendliche, sondern auch von Erwachsenen – das will der mit 25.000 Quadratmetern Fläche größte Science Center Deutschlands.

Science Dome mit Hochspannungsanlage

Neben den Entdeckerräumen wie „Stoffwechsel“ gibt es in der experimenta auch Shows – im sogenannten Science Dome. Während des Besuchs der Leser probten die Techniker noch, damit zur Eröffnung nichts schiefgeht. Sie gaben den Lesern aber auch einen kleinen Vorgeschmack: Die Hochspannungsanlage schickte Blitze über die Bühne und passend dazu ertönte laute Musik im Zuschauerraum. Den können die Techniker übrigens um 180 Grad drehen, damit die Zuschauer auf den 700 Quadratmeter großen Bildschirm in der Kuppel blicken können. Im Science Dome gibt es neben der Hochspannungsanlage und Nebelmaschinen nämlich auch einen Planetariumsprojektor.

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Und der erste Eindruck der Leser? Einige stören sich an den vielen Bildschirmen, sie würden gerne mehr Exponate zum Anfassen haben. Allerdings hat die Gruppe längst nicht die gesamte Ausstellung besichtigen können – die Bauarbeiten sind noch nicht ganz abgeschlossen. So versprechen die Kreativstudios und die Labore für Kinder und Schüler mehr Wissenschaft zum Mitmachen. Dort sollen Schüler zum Beispiel lernen, wie sich Licht im Glas bricht, indem sie selbst ein kleines Teleskop bauen. Es bleibt spannend, was die gesamte experimenta bieten wird.

Das Triebwerk Vulcain 2.1 der Ariane 6 wird am DLR-Standort Lampoldshausen getestet. (Bild: DLR (CC-BY 3.0))

Triebwerk-Tests unter Weltraumbedingungen

Am zweiten Tag der Reise ging es für die Lesergruppe nach Lampoldshausen, rund 30 Kilometer nordöstlich von Heilbronn. Inmitten eines Waldes liegt ein Standort des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Sein Alleinstellungsmerkmal: In der Vakuumkammer des Prüfstands P4.1 können die Ingenieure Triebwerke unter Weltraumbedingungen testen – zum Beispiel das Oberstufentriebwerk Vinci. „Triebwerke müssen auch im Weltraum funktionieren und gezündet werden können. Diese Anforderungen hat keine andere Maschine“, erklärt Adolf Frank. Er ist ehemaliger Prüfstandsmeister und arbeitete 40 Jahre lang auf dem DLR-Gelände in Lampoldshausen.

Das Vinci-Triebwerk soll in der europäischen Trägerrakete Ariane 6 verbaut werden. Ihr erster Start vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana ist für 2020 geplant. Mit Vinci soll Ariane in Zukunft bis zu zwölf Tonnen Nutzlast, also beispielweise Satelliten, ins All bringen. Am Prüfstand P5 wird das Hauptstufentriebwerk Vulcain 2.1 der Ariane 6 getestet (siehe Bild). Dabei wird sehr viel Energie freigesetzt: Neben und im Prüfstand stehen riesige Tanks gefüllt mit Flüssigwasserstoff und -sauerstoff. Adolf Frank erklärt: „Große Mengen an Treibstoff sind erforderlich, um so viel Energie zu erzeugen, dass eine Rakete von der Erde abhebt. In keinem Energiesystem wird mehr Treibstoff verbraucht als in der Raketentechnik.“

Wissenschaftler des DLR arbeiten auch deshalb an neuen effizienteren Treibstoffmischungen. Derzeit untersuchen sie am Entwicklungs-Prüfstand P8 eine Kombination aus Flüssigsauerstoff und Methan. Methan hat gegenüber Flüssigwasserstoff viele Vorteile: Es ist günstiger und kann leichter gelagert werden. Zudem verbrennt die Kombination weniger heiß als die Kombination mit Wasserstoff. Damit wird das Triebwerk nicht so stark belastet.

Der neue Oberstufenprüfstand 5.2: Hier kann die komplette kryogene Oberstufe der Ariane 6 Triebwerke getestet werden. (Bild: DLR)

Der am 26. Februar 2019 eingeweihte Prüfstand P 5.2 soll im Laufe des Jahres auf Methan-Verbrennung ausgebaut werden. Der DLR nimmt P 5.2 voraussichtlich Ende 2019 in Betrieb. An diesem Prüfstand können im Vergleich zu den anderen nicht nur Triebwerke und deren einzelne Komponenten, sondern die komplette Oberstufe der Ariane 6 getestet werden.

Triebwerke aus dem 3D-Drucker

Im Februar 2019 testeten die DLR-Forscher erfolgreich das erste Triebwerk aus dem 3D-Drucker: das BERTA-Triebwerk. Der Einspritzkopf besteht aus einer Nickelbasislegierung, die Brennkammer aus Edelstahl. Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich Triebwerke schneller produzieren. Außerdem können etwa bessere Kühlsysteme der Brennkammern eingebaut werden, wie es mit den konventionellen Verfahren nicht möglich ist. „Ziel der aktuellen Tests ist es, das Strömungsverhalten und den Wärmeübergang bei gedruckten Oberflächen zu untersuchen“, sagt DLR-Ingenieur Gerd Brümmer. 3D-Druckverfahren werden in Zukunft möglicherweise auch die Weiterentwicklung der Ariane-6-Triebwerke Vinci und Vulcain erleichtern.

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