Ist die Erde der einzige Platz in unserem Sonnensystem, an dem sich lebende Organismen gebildet haben? Gibt es zum Beispiel Leben auf dem Mars? Diese Fragen soll ab 2016 die europäische Raumfahrt-Mission „ExoMars“ klären. Göttinger Wissenschaftler simulieren dafür schon jetzt die Marsatmosphäre in einem besonderen Windkanal. Sie untersuchen dabei, welchen Einfluss die exotische Atmosphäre des Roten Planeten auf eine Landekapsel hat, die sie durchfliegt.
„Die Mars-Atmosphäre ist völlig anders als die Luft der Erde“, sagt Klaus Hannemann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Sie besteht zu 95 Prozent aus Kohlendioxid und ist sehr dünn. Fliegt eine Landekapsel mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit durch die Marsatmosphäre, treten Effekte auf, die genau untersucht werden müssen.
Hitzeschild der Kapsel im Visier
Bei den extrem hohen Temperaturen setzen nach Angaben der Wissenschaftler chemische Reaktionen ein, die die Eigenschaften des Gases ändern: Das Kohlendioxid zerlegt sich in seine molekularen Bestandteile. „Dies kann die Druckverteilung auf der Kapsel beeinflussen und somit Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten haben“, erklärt Hannemann. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Untersuchungen ist die Bestimmung der extrem hohen Wärmelasten auf dem Hitzeschild der Kapsel.
Heißer als die Sonne
Die Experimente im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA werden im Hochenthalpiekanal Göttingen durchgeführt, einer der wichtigsten europäischen Großanlagen zur Erforschung des Hyperschalls und Wiedereintritts von Raumfahrzeugen. In dem 62 Meter langen Windkanal verdichtet zunächst ein Kolben ein Treibgas wie in einer riesigen Luftpumpe. Nach dem Platzen einer Stahlmembran komprimiert und heizt eine starke Stoßwelle das Kohlendioxid, bevor es in einer Windkanaldüse auf 4,4 Kilometer pro Sekunde beschleunigt wird. Das entspricht fast 16.000 Stundenkilometern.
