Parabelflug

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Als Parabelflug wird ein besonderes Flugmanöver bezeichnet, bei dem das Flugzeug eine zur Erdoberfläche geöffnete Wurfparabel beschreibt. Der Zweck dieses Manövers ist das Erreichen von Schwerelosigkeit oder die Simulation einer verminderten Schwerkraft, wie z.B. der Mond- oder Marsgravitation. In der Praxis werden meist 5 bis 30 Parabeln hintereinander geflogen.

Schwerelosigkeit während eines Parabelfluges

Beim Einleiten des Steigfluges, sowie beim Abfangen des Sturzfluges, herrscht im Flugzeug nahezu doppelte Schwere, zusammengesetzt aus der Gravitation und der dabei etwa ebenso starken Trägheitskraft. Die deutschen Wissenschaftler Fritz Haber und Heinz Haber, der spätere Fernseh-Publizist, erfanden 1950 in den USA den Parabelflug.

Ablauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Phasen eines Parabelfluges

Zur Eingewöhnung können auch flachere Parabeln geflogen werden, die die Schwerkraft auf der Oberfläche des Mars (0,38g) oder Mondes (0,16g) simulieren, bevor in mehreren wellenartigen Flügen Schwerelosigkeit ermöglicht wird.

  1. Die Maschine fliegt zuerst horizontal mit Höchstgeschwindigkeit, etwa 800 km/h oder 220 m/s. Sie geht dann in einer 1. Phase in einen Steigflug über, bis ein Neigungswinkel von 47° erreicht wird. Während dieser Phase herrscht in der Maschine ca. doppelte Erdbeschleunigung. Die horizontale Komponente der Geschwindigkeit beträgt, ähnlich wie die vertikale, ca. 550 km/h oder 150m/s.
  2. In der normalerweise ca. 5 Sekunden andauernden 2. Phase, einer Transitionsphase, werden die Triebwerke gedrosselt, sodass der Schub nur den Luftwiderstand ausgleicht und das Flugzeug langsamer wird. In dieser Phase kann man eine deutliche Schwerkraftabnahme spüren, ähnlich wie wenn in einem normalen Flug der Landeanflug eingeleitet wird.
  3. Die 3. Phase ist der eigentliche Parabelflug. Der Pilot drückt den Steuerknüppel leicht nach vorne, so dass die Maschine einer Wurfparabel folgt. Die Passagiere im Innern befinden sich nun in weitestgehender Schwerelosigkeit (Mikrogravitation). Dabei steigt die Maschine zunächst weiter mit abnehmender Vertikalgeschwindigkeit und abnehmendem Winkel, bis sie die Maximalhöhe, abhängig vom Flugzeugtyp, etwa 7000 bis 8500 m (23.000–28.000 ft), erreicht. Danach sinkt die Maschine wieder mit zunehmender Vertikalgeschwindigkeit. Die Vertikalbewegung in Zusammenhang mit der Fluggeschwindigkeit ist in der gesamten 3. Phase so wie ein freier Fall. Die Zeitdauer der Schwerelosigkeit beträgt im Durchschnitt ca. 22 Sekunden, dies entspricht einer vertikalen Anfangs- bzw. Endgeschwindigkeit von ca. 108 m/s oder 390 km/h und einem Höhenunterschied jeweils von knapp 600m.
  4. In der 4. Phase (einer weiteren Transitionsphase) leitet der Pilot bei einem Bahnneigungswinkel von ca. -45° die Schwerelosigkeit gleichmäßig aus, damit in der Kabine alle Personen sanft auf den Boden zurück kommen.
  5. In der 5. Phase wird der Sturzflug nun durch Ziehen des Höhenruders abgefangen, die Triebwerke werden wieder hochgefahren. Hierbei herrschen wiederum ca. 2 g. Dieser Vorgang dauert 20 Sekunden.

Nach einer Pause von etwa 2 Minuten im Horizontalflug wird dann die nächste Parabel begonnen.

Medizinische Auswirkung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch die Beschleunigung und die Steilflüge senden Augen und Gleichgewichtsorgane Informationen an das Gehirn, die inhaltlich nicht zusammenpassen. Einige Menschen reagieren auf die schnellen Schwerkraftwechsel bei einem Parabelflug mit Übelkeit oder Brechreiz. Daher werden vor einem solchen Flug Antiemetika verabreicht, meist Scopolamin. Wegen der unangenehmen Symptome bei vielen Teilnehmern tragen die Flugzeuge, mit denen solche Flüge durchgeführt werden, auch gelegentlich den Spitznamen „Kotzbomber“. Die US-Raumfahrtbehörde NASA nennt ihre für Parabelflüge verwendete KC-135 „Vomit Comet“, also Kotzkomet.

Viele Teilnehmer empfinden die Schwerelosigkeit allerdings als angenehm, weswegen solche Flüge auch sehr beliebt sind.

Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Erprobung von Geräten, die unter Schwerelosigkeit (etwa im Weltraum) arbeiten sollen. Besonders Flammen, Flüssigkeiten und Gase verhalten sich unter schwerelosen Bedingungen teilweise völlig anders als auf dem Erdboden.
  • Durchführung naturwissenschaftlicher (vor allem aero- und hydrodynamischer sowie materialwissenschaftlicher und chemischer) Experimente unter schwerelosen Bedingungen.
  • Erzeugung von Spezialeffekten für Filmschaffende: Viele der Weltraumszenen aus dem Film Apollo 13 mit Tom Hanks wurden während mehrerer Parabelflüge gedreht, um die im Weltraum herrschende Schwerelosigkeit nachzuahmen.
  • Studenten können bei der ESA an der jährlich stattfindenden Studentenkampagne teilnehmen und haben die Chance, ihr eigenes Experiment selbst auf einem Parabelflug durchzuführen.

Geeignete Flugzeugtypen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

A300-ZERO-G

Generell können mit praktisch jedem Flugzeug Parabeln geflogen werden. Zum Einsatz kommen aber meist leicht modifizierte militärische Transporter (eine Il-76 bei der russischen Raumfahrtbehörde, eine KC-135, eine C9-B bei der NASA) oder zivile Flugzeuge (bei der ESA ein „A300 ZERO-G “). Vorteilhaft ist ein weiter Innenraum, der genug Platz für Experimente und zum freien Schweben bietet.

Auch mit Kleinflugzeugen und sogar Segelflugzeugen können Parabelflüge durchgeführt werden. Aber freies Schweben ist auf Grund des nötigen Platzes nicht möglich.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Hans-Erhard Lessing: Mannheimer Pioniere, Wellhöfer-Verlag, Mannheim 2007
  • Novespace, Parabolic Flights and Microgravity, User´s manual 7. Juli 2004
  • Novespace, Parabolic Flight Campaign with A300 ZERO-G, User's Manual 5. Juli 1999

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Parabelflug – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Parabelflug – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen