Aktivität von Kometen unter reduzierter Schwerkraft (AKUS)

Abstract

Das AKUS-Projekt verfolgt das Ziel, die Staubaktivität von Kometen unter partieller Schwerkraft experimentell zu untersuchen. Hierzu wurde eine Probe aus Wassereis und Glaskugeln in einer maßgeschneiderten Vakuumkammer (< 10⁻⁶ mbar, < 1000 kg) im Fallturm "Einstein-Elevator" geprüft. Die Kammer aus Aluminium und Edelstahl verfügt über eine verschraubte Schiebetür, eine Titan-Brücke zur Minimierung mechanischer Verformungen beim Übergang von 5 g zu 0 g, eine mitbewegte Elektronikbox zur kabellosen Strom- und Datenversorgung sowie ein Thermomanagement über schnelle Druckabsenkung und eine extern gesteuerte Membranpumpe. Probenhalter aus Plexiglas gewährleisten optische Transparenz und verhindern Austritt von Glaskugeln. Die Temperaturkalibrierung erfolgt über die Messung von Ausgasungsraten. Im abschließenden Versuchsprogramm wurden schrittweise Flüge ohne Probe (in Luft und Vakuum) zur Prüfung der Antriebssysteme und Pumpenleistung unter 5 g-Phasen durchgeführt. Darauf folgten Tests mit Glaskugeln, bei denen sichere Rückführungen der Partikel mittels Nachbeschleunigung demonstriert wurden. Abschließend bestätigten erste Messungen mit Eis-Staub-Gemischen die prinzipielle Funktion des Aufbaus, zeigten jedoch noch mechanisch induzierte Partikelbewegungen. Insgesamt konnte die Probenherstellung, das Design und die Fertigung der Vakuumkammer sowie der experimentellen Steuerung erfolgreich abgeschlossen und die Machbarkeit der geplanten Grenzlinienbestimmung der Kometenaktivität unter partieller Schwerkraft nachgewiesen werden.