Experiment zu Reaktionsfron­ten auf Höhenfor­schungsrakete TEXUS-57 erfolgreich gestartet

Am 01.10.2022 ist das Experiment CHYPI (Chemo-Hydrodynamic Patterns and Instabilities) auf der Höhenforschungsrakete TEXUS-57 im Esrange Space Center in Schweden erfolgreich gestartet. Für die Realisierung der TEXUS-57 Rakete war AIRBUS zuständig. Die Payload bestand aus 4 Experimentmodulen. Die Rakete erreichte eine Höhe von 240 km und bot für die Experimente 350 s Schwerelosigkeit. Unser Modul untersuchte den Einfluss von Schwerkrafteffekten auf die Ausbreitung von Reaktionsfronten. Das Experiment wird von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA und dem Deutschen Institut für Luft- und Raumfahrt DLR gefördert.

Das Projekt ist eingebunden in das ESA Topical Team CHYPI (Chemo-Hydrodynamic Patterns and Instabilities). Dies ist ein Team von europäischen Wissenschaftlern (Projektleitung am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf/TU Dresden, Koordination an Université Libre de Bruxelles, Projektpartner an University of Szeged, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Université Paul Sabatier Toulouse und University of Sassari), das von der ESA finanziell unterstützt wird.

Strömungsgetriebene Reaktionsfronten werden genutzt, um neuartige Partikelformen zu synthetisieren, z.B. als selektive Katalysatoren. Gleichzeitig sind sie für umwelttechnische Fragestellungen relevant: Sie treten bei der Bodenabdichtung und Gesteinsrestaurierung auf, sowie bei der CO2-Sequestrierung in salinen Aquiferen. In all diesen Prozessen wird das gewünschte Produkt durch die Einströmung einer ersten Reaktionslösung in eine zweite erzeugt. So entsteht eine kreisförmige Reaktionsfront (siehe Bild). Um die Produktbildung in der Front zu kontrollieren und optimieren, sind theoretische Modelle nötig. Diese Modelle werden innerhalb des ESA Topical Teams CHYPI (Chemo-Hydrodynamic Patterns and Instabilities) an der Université Libre de Bruxelles entwickelt. Wichtige Teile des Modells können nur durch Experimente unter Schwerelosigkeit getestet und validiert werden.

Zudem bekommen wir durch die Schwerelosigkeitsexperimente wichtige Einblicke zur Funktion von chemischen Reaktoren unter veränderten Schwerkraftbedingungen. Dieses Verständnis ist wichtig für die Versorgung von Weltraumstationen. Es ist insgesamt ein Grundlagenforschungsprojekt, das durch die oben genannten Anwendungen motiviert ist.