C. Bühler, K. Roder, B. Curzadd

Die Oberfläche unseres Mondes ist zum größten Teil mit einer lockeren Schicht feinkörnigem und hochabrasivem Regolith bedeckt. Bereits bei den Apollo-Missionen trat eine Vielzahl von Beeinträchtigungen bei Menschen und technischen Systemen auf, die auf das Vorhandensein von lunarem Regolith zurückzuführen war. Am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der Technischen Universität München werden unterschiedliche Verschleißerscheinungen, die durch lunaren Regolith hervorgerufen werden können, experimentell untersucht und quantifiziert. Die hierzu benötigten und verwendeten Teststände lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Beschleuniger-Teststände für Prallverschleiß und Teststände für abrasiven Verschleiß. Deren Aufbau und die experimentellen Fragestellungen, Zielsetzungen und erste Ergebnisse werden hier vorgestellt. Für die Einschlagversuche werden, je nach zu untersuchendem Geschwindigkeitsniveau, zwei unterschiedliche Teststände verwendet. Bei Einschlaggeschwindigkeiten bis zu 400 m/s wird zur Beschleunigung des Mondanalogmaterials ein elektromagnetischer Wirbelstrombeschleuniger angewandt, und für höhere Geschwindigkeiten bis zu 1500 m/s ein elektrothermischer Beschleuniger. Die Funktionsweise der beiden Beschleuniger wird erläutert und ihre Anwendung zur Untersuchung der Auswirkung von Prallverschleiß exemplarisch anhand von Makrolon®-Proben bei verschiedenen Einschlaggeschwindigkeiten gezeigt. Die Versuche mit dem Mondanalogmaterial JSC-1A machen deutlich, dass die Änderung der Transmission des beschossenen Materials stark davon abhängt, in wieweit Partikel des Mondsimulates an der Oberfläche der Proben und den entstandenen Schadstellen haften. Für die Versuche zur Untersuchung von Schäden durch abrasiven Verschleiß werden aktuell zwei weitere Teststände entwickelt. Beide Teststände befinden sich noch in der Erprobungs- beziehungsweise Fertigungsphase. Die Untersuchungen zum Verschleiß von Zahnrädern durch lunare Umgebungsbedingungen werden mit einer Weiterentwicklung eines bereits existierenden Zahnradteststandes für Polymer-Zahnräder durchgeführt. Hierbei wurden bereits erste Tests unter den späteren Einsatzbedingungen des Teststandes erfolgreich durchgeführt. Zur Charakterisierung der Schäden durch abrasiven Verschleiß für verschiedene technische Oberflächen wird ein Reibrad-Teststand entwickelt. Der Testaufbau ist dabei an das ASTM G65-04 Verfahren angelehnt.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2016, Braunschweig

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2017

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201702246287

Mond-Regolith, Verschleiß

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24.02.2017