Planetenforschung in der Schwerelosigkeit
In einem Labor der besonderen Art konnten Forscherinnen des Nationalen Forschungsschwerpunkt PlanetS an Bord der vierten Schweizer Parabelflugkampagne Experimente zur Planetenbildung durchführen.
Es ist ein kühler bewölkter Morgen auf dem Militärflugplatz in Dübendorf. Gleich startet hier die vierte Schweizer Parabelflugkampagne. Mit dabei sind Holly Capelo und Jean-David Bodénan vom Nationalen Forschungsschwerpunkt PlanetS. Gemeinsam mit ihren Forschungskolleginnen und Ingenieuren überprüfen sie an Bord der A310 Zero-G noch ein letztes Mal die Funktion der Instrumente und stellen sicher, dass alles für die Experimente bereit ist. Dann gilt es ernst: wer nicht mitfliegt, muss das Flugzeug verlassen. Um 9:45 Ortszeit wird die Flugzeugtür geschlossen. Der Flugzeugschlepper bringt die Maschine zur Rollbahn und wenig später verschwindet sie schon in den Wolken.
Der A310 von NoveSpace mit dem PlanetS TEMPus VoLA Experiment an Bord, kurz vor Abflug. Bild: Guido Schwarz
Wie aus Staub Planeten entstehen
Das Ziel des Forschungsfluges ist der Luftraum über Südfrankreich. Dort wird der Airbus während etwas mehr als einer Stunde 16 Parabelflüge absolvieren, bei denen jeweils 20 Sekunden mehrheitlich Schwerelosigkeit herrscht.
Überblick über die verschiednen Parabelflughasen. Quelle: Space Hub Universität Zürich
Das PlanetS Team will dabei im Rahmen der TEMPus VoLA Initative Kollisionen von Staubpartikeln untersuchen, die in vergleichbarer Weise an der Entstehung von Planeten beteiligt sind. “Diese Prozesse sind der Schlüssel zum Verständnis, wie aus mikroskopischen Staubpartikeln kilometergrosse Planetenbausteine entstehen“, erklärt Antoine Pommerol, der ebenfalls am Experiment beteiligt ist. Dabei nutzen die Wissenschaftler nicht nur die schwerelose Phase, sondern auch diejenigen Abschnitte des Parabelflugs mit knapp doppelter Schwerkraft – gegen Anfang und Ende der Parabelflugbahn.
Schwierige Vorbereitung
Dass das Experiment überhaupt stattfinden kann war nicht selbstverständlich. Wie vieles andere auch, wurden die Pläne des Teams von der Corona-Pandemie durcheinandergebracht. Wissenschaftlerinnen und Ingenieure mussten während der letzten Monate unter den strengen Covid-19-Schutzmassnahmen viel Zeit in die Entwicklung und Konstruktion der Instrumente investieren, wie sich Mathias Brändli, Konstrukteur an der Universität Bern mit einem Schmunzeln erinnert: „Es war ein langer Prozess, bei dem die eine oder andere Überstunde zusammenkam. Doch letztlich konnten wir das Instrument gerade noch rechtzeitig montieren.“
Das TEMPus VoLA Team bei der Installation der Instrumente an Bord des A310 Zero-G. Bild: Guido Schwarz
Durch die knappe Fertigstellung konnten die Geräte allerdings nicht ausführlich getestet werden. „Normalerweise gibt es im Anschluss an die Konstruktion solcher Instrumente eine Testphase. Diese mussten wir aufgrund der Corona-Pandemie stark kürzen. Für einige der Instrumente dient dieser Flug daher als Test.“, erklärt Holly Capelo. Doch die wichtigsten Komponenten konnten überprüft werden und sollten funktionieren.
Experimente verlaufen erfolgreich
Es ist 13:30 Uhr. Rund drei Stunden nach Abflug landet das Zero-G-Flugzeug wieder in Dübendorf. Capelo und Bodénan steigen mit zufriedenem Gesichtsausdruck aus. „Es war sehr aufregend unser Experiment in Aktion zu sehen. Ich sass unmittelbar davor und konnte beobachten wie die Partikel schwebten“, so die Forscherin.
Holly Capelo und Jean-David Bodénan nach ihrem Zero-G Flug. Bild: Guido Schwarz
In einem nahegelegenen Hangar des Flugplatzes wirft das Team einen ersten Blick auf die eingefangenen Bilder. „ Wir konnten sehen, dass das Experiment das tat, was wir wollten“, erklärt Jean-David Bodénan.
Capelo und ihre Forschungskollegen sehen sich die Bilder des Experiments an. Bild: Guido Schwarz
Der Flug verlief für das PlanetS-Team erfolgreich und die Wissenschaftler werden sich nun daran machen ihre Ergebnisse auszuwerten.
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