Fallturm Bremen

Der Fallturm in Bremen

Der Fallturm Bremen des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) ist ein in Europa einzigartiger Fallturm in Bremen, der die Möglichkeit zu erdgebundenen Experimenten unter kurzzeitiger Schwerelosigkeit bietet.

Der Fallturm Bremen hat eine 110 Meter hohe, evakuierte Fallröhre, in der eine Fallkapsel 4,74 Sekunden lang herunterfällt. Während dieser Zeit herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit. Die Kapsel hat einen Durchmesser von 800 mm und eine Länge von 1,6 Metern oder 2,4 Metern, je nach Raumbedarf für das jeweilige Experiment. Die Kapsel fällt in einen 8 Meter hohen Auffangbehälter, der mit stecknadelkopfgroßen Schaumpolystyrolkugeln gefüllt ist. Der freie Fall kann durch Verwendung eines Katapults auf fast 10 Sekunden verlängert werden. Der gesamte Turm, der aus einem zylindrischen Stahlbetonschaft mit einer kegelförmigen Spitze besteht, ist 146 Meter hoch. Innerhalb des Turms befindet sich als freistehende Stahlröhre der eigentliche Fallraum, der so von den windbedingten Schwankungen der Außenhülle entkoppelt ist. Dieser Fallraum wird für die Fallexperimente bis auf ca. 1 Pa evakuiert.

Vakuum

Anstatt die Kapsel im luftleeren Raum fallen zu lassen, könnte die Luftreibung auch durch einen zusätzlichen Antrieb kompensiert werden, um genau die Erdbeschleunigung zu erreichen. Selbst eine Anlage ohne mechanische Bauteile, etwa im Sinne einer senkrechten Magnetschwebebahn, hätte jedoch das Problem von durch den Fahrtwind erzeugten Geräuschen und Vibrationen, die empfindliche Experimente stören würden.

Prinzipiell würde es genügen, nur den unteren und oberen Teil bei der Vor- bzw. Nachbereitung der Experimente zu belüften. Es wird jedoch die ganze 123 Meter lange Röhre für jedes Experiment neu evakuiert. Hierzu werden 18 Pumpen mit einer Nennsaugleistung von 32.000 m³/h benötigt. Ist ein Vakuum von 10 Pa (1 Pa = 10^-5 bar) erreicht, kann das Experiment gestartet werden. Durch diesen geringen Restdruck im Fallturm wird eine Restbeschleunigung von 10^-6 g₀ erreicht, was die Schwerelosigkeitsqualität von bemannten orbitalen Plattformen übertrifft. Bevor die Bergung der Kapsel und damit die Versuchsauswertung erfolgen kann, wird der Fallturm mit vorgetrockneter Luft geflutet. Dieser Vorgang dauert 20 Minuten.

Das Katapult

Ein Katapult, das sich 12 Meter unter dem Fallturm befindet, schleudert die Experimentierkapsel bis zur Turmspitze hoch. Der Katapulttisch ist mit einem Kolben verbunden, der mit Druckluft aus großen Vorratsbehältern bewegt wird. Ein Druckunterschied von 3 bar zwischen dem Vakuum der Fallröhre und den Vorratsbehältern beschleunigen den Katapulttisch während einer viertel Sekunde im Mittel mit dem zwanzigfachen der Erdbeschleunigung auf eine Endgeschwindigkeit von 175 km/h. Die Kapsel braucht für das Hochsteigen genauso lange wie für das anschließende Herunterfallen. Während der gesamten Steig- und Fallphase herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit. Die für Experimente zur Verfügung stehende Zeit kann bei Einsatz des Katapults annähernd verdoppelt werden.

Geschichte

Von Baubeginn am 6. April 1988 bis zum 29. April 1989 dauerte die Fertigstellung des Rohbaus und kostete über 24 Millionen DM. Träger des Fallturms waren 1989 das Bundesministerium für Forschung und Technologie, das Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft, das Bundesland Bremen, das Luft- und Raumfahrtunternehmen MBB-ERNO, das Elektronikunternehmen Krupp Atlas Elektronik und das Raumfahrtunternehmen Otto Hydraulik Bremen (OHB System).

Nach Inbetriebnahme im September 1990 wurden im Bremer Fallturm jährlich zirka 400 Experimentabwürfe durchgeführt. Dabei wurde bis zu dreimal täglich für knapp 5 Sekunden der Zustand der Schwerelosigkeit erreicht. Mit Inbetriebnahme der 4,2 Mio Euro teuren Katapultanlage ab 2. Dezember 2004 hat sich diese Zeit verdoppelt.

Weblinks

 Commons: Fallturm Bremen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Seite des Betreibers
• Fallturm Bremen. In: Structurae.
• Netzkamera der Mineralogie Uni Bremen mit Blick auf den Fallturm

53.118.8580555555556

Koordinaten: 53° 6′ 36″ N, 8° 51′ 29″ O