Fallturm

Aus SystemPhysik
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Als Fallturm bezeichnet man einen Turm, in dem mittels möglichst reibungsfreier Fallbewegung kurzzeitig eine Schwerelosigkeit erzeugt wird. Da der Luftwiderstand den freien Fall stört, lässt man die Kapsel in einer evakuierten Röhre fallen. Die Fallkapsel landet am Fuss der Fallröhre in einem Behälter mit Styroporkugeln. Häufig haben Falltürme zur Verlängerung der Schwerelosigkeit eine Katapultvorrichtung, welche die Kapsel in der Fallröhre nach oben katapultiert.

Bremen

Der Fallturm in Bremen

Der Fallturm des Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen hat eine 123 Meter hohe, evakuierte Fallröhre, in der eine Fallkapsel 4,74 Sekunden lang herunterfällt. Während dieser Zeit herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit. Der freie Fall kann durch Verwendung eines Katapults auf fast 10 Sekunden verlängert werden. Die Kapsel fällt in einen Auffangbehälter, der mit stecknadelkopfgroßen Styroporkugeln gefüllt ist. Der gesamte Turm, der aus einem zylindrischen Stahlbeton schaft mit einer kegelförmigen Spitze besteht, ist 146 Meter hoch. Innerhalb des Turms befindet sich als freistehende Stahlröhre der evakuierte Fallraum, der so von den windbedingten Schwankungen der Außenhülle entkoppelt ist.

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 drei Bar zwischen dem Vakuum der Fallröhre und den drei Bar der Druckluft 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 (lokales Gravitationsfeld schwächer als 10-6 g. Die für Experimente zur Verfügung stehende Zeit kann bei Einsatz des Katapults annähernd verdoppelt werden.

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