„Ready for ignition“ – Fertig zum (An-)Zünden

7.10.2020: Am frühen Morgen des 3. Oktober 2020 (1:16 MESZ) ist die Antares-Rakete mit dem knapp 8 Tonnen schweren CYGNUS Raumfahrzeug erfolgreich von Wallops-Island in Virginia, USA, abgehoben. Mit an Bord ist auch ein Experiment zur Feuersicherheit in der astronautischen Raumfahrt, konzipiert vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen.

Start der NG-14 von Wallops Island, Virginia, USA. Quelle: ZARM

Die eigentliche Bestimmung der CYGNUS-Kapsel ist es, die Internationale Raumstation ISS mit Versorgungsgütern und neuen Experimentaufbauten zu beliefern und anschließend auf ihrem Rückweg in der Erdatmosphäre zu verglühen. Bereits zum zweiten Mal wird nun die ansonsten ungenutzte Retour von den Verbrennungsforschern des ZARM für ein Experiment in der „SAFFIRE V“ Apparatur genutzt. Nachdem die gesamte Fracht auf die ISS verladen wurde, verbleibt das schreibtischgroße Experimentmodul an Bord des „Carriers“. Erst nach dem Abdocken und nachdem das Raumfahrzeug einen sicheren Abstand zur ISS eingenommen hat, wird Mitte Dezember 2020 das Experiment gestartet. Dabei wird eine vergleichsweise sehr große Plexiglas-Platte (40 x 20 x 1,5 Zentimeter) entzündet – und das gleich zweimal. Zuerst soll die in einem Windkanal montierte Materialprobe so an einem Ende entzündet werden, dass sich die Flamme durch eine Luftströmung mit Standardatmosphäre (1013 Millibar, 21% Sauerstoff – wie auf der Erde) „stromaufwärts“ über das Material ausbreitet. Dabei wird der Verbrennungsfortschritt entlang verschiedener auf der Probe angebrachter Strukturen beobachtet. Dann wird die Luftströmung unterbrochen und die Flamme erlischt. Später wird die Plexiglas-Probe am anderen Ende erneut entzündet und die Verbrennung gegen die Anströmung untersucht. In diesem zweiten Teil des Versuchs entsprechen die Umgebungsbedingungen der Atmosphäre, wie sie für zukünftige astronautische Explorationsmissionen vorgesehen ist (600 Millibar/ 34% Sauerstoff).
Eine vergleichbar große Materialprobe wurde bisher erst ein einziges Mal mit dem Vorgängerexperiment SAFFIRE IV – ebenfalls auf dem Rückflug des CYGNUS-Transporters – untersucht. Damals sorgte das Experiment für eine große Überraschung, da es nicht wie vorgesehen nach Abschalten der Lüftung erlosch, sondern sich stattdessen erneut entzündete und eine heftige Verpuffung verursachte. Dies ist einer weiterer Grund, warum die ZARM-Wissenschaftler dem Experiment mit großer Spannung entgegen gesehen.
Das Projekt „SAFFIRE V“ wird von der NASA finanziert.

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