Staubbeschleuniger startet in die zweite Testphase

23. November 2022

In Stuttgart beginnt am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) die zweite Phase der Staubpartikel-Jagd.

Der europaweit einmalige elektrostatische Staubbeschleuniger Stuttgart Dust Accelerator (SDA) ist erfolgreich in die zweite Testphase gestartet. Für die Wissenschaftler*innen und Studierenden eröffnen sich jetzt neue Möglichkeiten zur Simulation der Weltraumumgebung und in der Grundlagenphysik. 

Die Beschleunigeranlage SDA ist weltweit wegweisend und simuliert Hochgeschwindigkeitseinschläge von Mikro- und Nanometeoroiden, indem er Staubpartikel elektrostatisch mit mehreren Megavolt auf kosmische Geschwindigkeiten beschleunigt. Bereits im Frühjahr 2022 konnte er am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) in Betrieb genommen werden. Damit wurde ein wichtiger Meilenstein für die geplante interplanetare Raumfahrtmission DESTINY+ gesetzt.

Nach erfolgreichem Abschluss der ersten Testphase des Beschleunigungsbetriebs, in der wesentliche Eigenschaften des Partikelstrahls charakterisiert und optimiert wurden, beginnt für die Wissenschaftler*innen nun die zweite wissenschaftliche Testphase.

Die für die Simulation der Weltraumumgebung notwenigen kosmischen Geschwindigkeiten konnten bereits in der gemeinsam von IRS und der Materialprüfungsanstalt (MPA) aufgebauten und betriebenen Anlage erreicht werden. In den Tests wurden 70 nm große Eisenpartikel in einem Vakuumrohr auf Partikelgeschwindigkeiten bis zu 40 km/s beschleunigt. Solche hohen Relativgeschwindigkeiten treten insbesondere bei der Messung von interstellarem Staub mit Raumsonden im Sonnensystem auf.

Um auch bei größeren Nano- und Mikropartikel hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, soll in der nächsten Ausbaustufe des Beschleunigers die Beschleunigungsenergie verdoppelt werden. Bei Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/s können Wechselwirkung von Projektilen mit Festkörpern im Mikro- und Nanometerbereich untersucht werden. Die geplanten Experimente sollen insbesondere die Instrumentenentwicklung des Staubsensors für die japanische DESTINY+ Mission unterstützen. 

Die Möglichkeiten, die der SDA den Wissenschaftlern bietet, reichen von der Simulation von Einschlägen interstellarer und interplanetarer Staubteilchen bis hin zur Grundlagenphysik: Einschlagsprozesse auf kleinen Körpern wie Eismonden, Asteroiden oder Kometen können nachgestellt und Instrumente für weltraumgestützte Anwendungen entwickelt und getestet werden.

Der Aufbau und Betrieb des Beschleunigers erfolgen unter der Leitung von apl. Prof. Ralf Srama vom Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart.

Strahlrohr des Megavolt-Staubbeschleunigers. Mikro- und Nanopartikel werden im Hochvakuum auf Geschwindigkeiten bis zu 40 km/s beschleunigt. Strahlmonitore charakterisieren den Partikelstrahl.

Institut für Raumfahrtsysteme

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