Magnetischer Hitzeschild für Raumschiffe
Forscher der University of Queensland wollen Kapseln bei der Rückkehr zur Erde besser schützen
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Hyperschallforscher David Gildfind in seinem Labor an der UQ (Foto: uq.edu.au) |
Brisbane (pte004/16.07.2025/06:15)
Forscher der University of Queensland (UQ) testen erstmals die Wirksamkeit magnetischer Hitzeschilde zur Verringerung der Erwärmung und der G-Kräfte bei großen Raumfahrzeugen, die aus dem Weltraum zur Erde zurückkehren. Das Projekt fördert der Australian Research Council mit rund 600.000 Dollar.
Die magnetischen Kräfte lenken die heiße Wolke, ein Plasma mit elektrisch geladenen Teilchen, von der Nase des Raumschiffs weg. Die Wechselwirkung zwischen Plasma und Magnetkräften sorgt zudem dafür, dass das Raumschiff sanfter abgebremst wird. Die körperliche Belastung für die Besatzung sinkt.
Keramik-Hitzeschild obsolet
Ziel ist es, den üblichen keramischen Hitzeschild, der ein hohes Gewicht hat und anfällig ist für Zerstörung, durch eine leichtere Konstruktion zu ersetzen. Das reduziert das Startgewicht und damit den Treibstoffbedarf. Umgekehrt sorgen die Magnetkräfte dafür, dass die Geschwindigkeit des Raumschiffs, die mehr als 30.000 Kilometer pro Stunde erreichen kann, früher als bisher reduziert wird, sodass die maximale Hitzebelastung sinkt.
"Durch die Senkung der Temperaturen an der Oberfläche des Raumfahrzeugs kann das Wärmeschutzsystem des Fahrzeugs leichter gestaltet werden, ohne die Sicherheit während des feurigen Rückflugs in die Erdatmosphäre zu beeinträchtigen", sagt UQ-Hyperschallforscher David Gildfind, der das Team aus dem Institut für Mechanik und Bergbauengineering leitet.
Anspruchsvolle Bedingungen
Im Hyperschall-Labor des Instituts werden die Forscher zum einen messen, wie sich das Magnetfeld unter dem Einfluss des Plasmas verformt und die Folgen dieser Verformung auf die Ablenkung des Plasmas erfassen. Andererseits wird die Wirksamkeit der Ablenkung auf die Oberflächentemperatur untersucht.
"Die Wahrheit ist, dass dies Neuland im Bereich des Raumfahrzeug-Designs ist. Die Physik, die bei der Verwendung starker Magnetfelder zur Manipulation des Feuerballs, der ein großes Raumfahrzeug umgibt, eine Rolle spielt, ist unglaublich komplex. Und obwohl unsere Modelle und Analysen große Leistungssteigerungen vorhersagen, kann niemand sicher sein, dass der neuartige Hitzeschild funktioniert, bis wir Experimente durchgeführt haben", resümiert Gildfind.
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