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Studentisches Experiment
demnächst auf der ISS?

Ein eigenes Experiment auf der Internationalen Raumstation ISS ist der Traum vieler junger Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler. Für einige Studierende der Geowissenschaften und der Physik der Goethe Universität am Campus Riedberg könnte dies bald faszinierende Realität werden. Sie folgten einem Aufruf des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR), sich mit einem eigenen Projekt unter Bedingungen der Schwerelosigkeit zu bewerben.

Aus zahlreichen Einsendungen wurden insgesamt acht Projekte ausgewählt. Je drei Studierende aus jedem Projekt dürfen nun ihre Konzepte auf Einladung des DLR in Bonn persönlich vorstellen, so auch das EXCISS-Projekt der Frankfurter Gruppe. EXCISS steht für Experiment zur so genannten „Chondrenbildung“ auf der ISS. Am Ende des Auswahlprozesses wird der deutsche Astronaut Alexander Gerst im nächsten Jahr drei Experimente auf die Internationale Raumstation mitnehmen und dort durchführen.

„Nichts weniger als die Entstehung der häufigsten Festkörper im frühen Sonnensystem wollen wir mit diesem Experiment klären“, berichtet Gruppenleiterin Tamara Koch. In der Geburtsstunde unseres Sonnensystems vor ca. 4,56 Milliarden Jahren bestand der Solare Nebel aus Gas und Staubkörnern. Sie setzten sich entweder aus Kalzium- und Aluminium-reichen Mineralen oder aus Eisen- und Magnesium-reichen Silikaten zusammen. Durch einen bisher noch nicht geklärten Prozess wurden diese in der frühen Phase des Sonnensystems plötzlich bis zu mehrere Tausend Grad aufgeheizt, um dann ebenso plötzlich wieder zu Tröpfchen, sogenannten Chondren, zu erstarren. Dieser Prozess gibt Forschern in aller Welt bis heute Rätsel auf.

Es gibt mehrere Hypothesen. So könnten entweder Schockwellen oder Blitze die Staubteilchen so stark aufgeheizt haben. Eine weitere Möglichkeit wäre die Kollision mit Asteroiden. Keine der drei Hypothesen hat sich bisher durchsetzen können. Im EXCISS-Projekt will man nun prüfen, ob die Chondren im Staub-Gas-Gemisch des Solaren Nebels durch hoch-energetische Blitze entstanden sein könnten. Dabei stehen die Eisen und Magnesium-reichen Silikate im Fokus.

Mini-Blitze in der Schwerelosigkeit

„Die Idee hinter dem Projekt ist einfach“, erklärt Tamara Koch. „Wir möchten Staubpartikel in Schwerelosigkeit unter Bedingungen kollidieren lassen wie sie im Solaren Nebel geherrscht haben. Die so gebildeten Staubklümpchen beschießen wir dann wiederholt mit Blitzen, die durch Entladungen von Plattenkondensatoren erzeugt werden. Neu an der Idee ist, dies unter realistischen Bedingungen der Schwerelosigkeit und bei geringem Gasdruck durchzuführen. Solche Experimente sind auf der Erde auch in Falltürmen nicht möglich. Die ISS bietet damit ein einzigartiges Umfeld, die Blitz-Hypothese zu überprüfen.“

„Solch ein Projekt in einer kleinen Kiste von weniger als 15 Zentimeter Kantenlänge und mit zwei Volt Stromversorgung durchzuführen, ist schon eine Herausforderung“, erklärt Yannik Schaper, der sich mit seinem Kommilitonen um die Physik des Projekts kümmert. „Nur durch die enge Zusammenarbeit von Geowissenschaftlern und Physikern ist die erfolgreiche Umsetzung des Projektes überhaupt möglich“, erläutert Frank Brenker, Professor für Nanogeowissenschaften und Initiator des Studentenprojektes. „Die Studierenden haben hier Großartiges geleistet und in sehr kurzer Zeit ein fundiertes Konzept auf die Beine gestellt. Daher hat uns die Auswahl unter die letzten acht nicht wirklich überrascht“, berichtet er.

Nun sind alle gespannt auf das Treffen in Bonn und hoffen, als eines der drei Projekte gefördert zu werden, die letztendlich zur ISS fliegen. Unterstützt wird das Projekt von den AGs Nanogeowissenschaften (Prof. Frank Brenker), Kristallographie (Prof. Björn Winkler) und der Glasbläserei des Fachbereichs Chemie der Goethe-Universität (Michael Röder). Sponsoren für die finanzielle Unterstützung des Projektes werden noch gesucht.

(Informationen: Pressestelle Goethe-Universität/ Foto: 3dskulptor)