Experimentelle Untersuchungen zur Skalierung von gepulsten laserthermischen Antrieben

Abstract

Experimente in Schwerelosigkeit lassen sich auf der Erde nur mit großem Aufwand betreiben, z.B. in einem Fallturm. Als Vorstudie dafür befasst sich diesen Arbeit mit Experimenten an einem Luftkissentisch. An Pucks montierte Lightcrafts, sogenannte Flyer, schweben auf dem Luftkissen und ermöglichen Versuche in simulierter Schwerelosigkeit. Zur Durchführung der Versuche standen zwei Laser zur Verfügung: ein CO2-Hochenergielaser mit variabler Repetitionsrate und Pulsenergien bis 180 J und ein Nd:YAG-Laser mit einer Repetitionsrate von 10 Hz und max. Pulsenergie von 500 mJ. Insgesamt wurden Versuche mit vier unterschiedlichen Lightcraftgeometrien unternommen. Bei der Auswertung wurden Translation und Rotation hinsichtlich ihrer Anteile an der Gesamtenergie des Systems analysiert und mit Theoriewerten verglichen. Die Frequenzabhängigkeit der Messwerte wurde bei Mehrpulsexperimenten untersucht. Bei einigen Versuchen wurde Treibstoff verwendet. Der so gesteigerte Impulsübertrag wurde mit den Versuchen ohne Treibstoff verglichen. Dabei zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Lightcrafts. Zusätzlich wurden zum Vergleich vertikale Freiflüge durchgeführt.