Cottbus/Bordeaux. Wer am Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungslehre studiert oder arbeitet, darf zumindest gedanklich regelmäßig über den Wolken oder gar im Weltall schweben.

Parabelflugkampagnen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bieten ausgewählten Universitäten regelmäßig die Möglichkeit, wissenschaftliche Experimente unter Schwerelosigkeit zu betreiben. Drei Mitarbeiter und zwei Studenten des Lehrstuhls konnten jetzt erneut an einer derartigen Kampagne in Bordeaux teilnehmen: An insgesamt fünf Flugtagen musste das Team insgesamt 150 Mal den Wechsel zwischen doppelter Erdanziehungskraft (2 G) und Schwerelosigkeit (0 G) verkraften.

Nancy Kabat, Studentin der Verfahrenstechnik, schwärmt begeistert von der Erfahrung der Schwerelosigkeit. "Ein Gefühl, das kaum zu beschreiben ist. Eine wunderbare Erfahrung." Auch die körperlichen Belastungen seien weniger schlimm gewesen als befürchtet. "Wir haben vorab eine Spritze gegen Übelkeit bekommen. Während des Fluges gibt es rund 30-mal den Wechsel zwischen Schwerelosigkeit und doppelter Erdanziehungskraft. Mal schießt das Blut in die Füße, mal in den Kopf. Das ist schon etwas anstrengend."

22 Sekunden dauert die Schwerelosigkeit, die jede der Parabeln mit sich bringt. Dabei beschleunigt der Airbus über dem Atlantik oder dem Mittelmeer in etwa 6000 Metern Höhe auf Maximalwerte und zieht steil nach oben, dann werden die Triebwerke auf Leerlauf geschaltet - im Flugzeug herrscht Schwerelosigkeit, bevor die Maschine entlang der Parabel steil nach unten gezogen wird - und im Inneren des Flugzeugs die Gravitation mit voller Wucht zuschlägt. Und schon beginnt die nächste Parabel.

Nach dem Flug jedenfalls sind die "Passagiere" erschöpft, dürfen wegen der Nachwirkungen nicht Auto fahren. Gearbeitet werden musste trotzdem: Es galt, auf den kommenden Tag einzustimmen, kleine Reparaturen vorzubereiten - und das Vorlesungspensum aufzuarbeiten. In Cottbus lief der Lehrbetrieb schließlich weiter.

Robin Stöbel, als Mitarbeiter an Bord, war bereits zum dritten Mal in Bordeaux dabei: "Es ist immer wieder eine Herausforderung, auch deshalb, weil sich die Aufgaben immer wieder neu definieren."

Markus Helbig, als Techniker mit dabei, hat die Strapazen ebenfalls gut überstanden. "Zum Glück mussten wir in den Phasen der Schwerelosigkeit nicht wirklich etwas tun, sondern nur aufpassen, dass das Experiment richtig läuft."

Das diesjährige Experiment hatten die Wissenschaftler bereits in Deutschland in einem großen Metallkoffer installiert. Ziel war die Erforschung von Rohrströmungen. Prof. Christoph Egbers, Leiter des Lehrstuhls: "Wasser, das man in einem Topf erhitzt, fängt irgendwann an, sich zu bewegen. In unserem Experiment war es ähnlich." Dabei zirkulieren Silikonöle zwischen zwei unterschiedlich großen Zylindern. Der innen liegende Zylinder erhitzt die Flüssigkeit, von außen wird gekühlt. Die daraus resultierenden Strömungen werden durch einen Laserstrahl sichtbar und von einer Kamera fotografiert. Unter normalen Bedingungen entsteht dadurch eine Nord-Süd-Strömung. Ohne die Erdanziehungskraft verwirbelt sich die Flüssigkeit auf ganz andere Weise.

"Interessant sind diese Verwirbelungen etwa für den Bau von Erdwärmetauschern. Wenn wir dort das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten gezielt beeinflussen lassen, können wir den Wärmetransport effektiv erhöhen." Auch für die Raumfahrt sind die Forschungsergebnisse interessant. Denn auch dort, in der Schwerelosigkeit, müssen Wärmetauscher funktionieren.

Die Kosten für die Parabelflüge sind immens: Jeder Flug schlägt mit rund einer Million Euro zu Buche. An Bord werden etwa 20 Experimente installiert, jedes kostet also rund 50 000 Euro. Diese Kosten werden auf Antrag durch das DLR finanziert. Damit die Studenten Anreise und Unterkunft finanzieren können, gibt der Förderverein der BTU Zuschüsse.

Derzeit werden in Cottbus die gewonnenen Daten der Parabelflüge ausgewertet, immer in engem Austausch mit französischen Kollegen der Strömungsmechanik. Toni Schneidereit, Physikstudent: "Die vielen Monate der Vorbereitung haben sich in Form von mehreren einhundert Gigabyte an gesammelten Daten ausgezahlt. Quasi ein voller Erfolg." Jetzt, so sagt er, geht die Arbeit ohne Pause weiter.

Die nächsten Wochen und Monate werden der Auswertung und weiteren Bodenexperimenten gewidmet. Christoph Egbers ist regelmäßig in Frankreich, um den Wissenstransfer zu gewährleisten - und bereits die nächste Serie von Parabelflügen vorzubereiten. "2015 ist das DLR mit Flügen ausgebucht", so Egbers.

Da aber die Fortsetzung der Experimente hochspannend sei, versucht der BTU-Lehrstuhl, von der französischen Raumfahrtbehörde CNES Unterstützung und Flugkapazitäten zu bekommen. Wenn das gelingt, sollen Rohrströmungen mit anderen Zylinderkonstruktionen gemessen werden. "Ein wirklich sehr wichtiges Projekt", sagt Christoph Egbers.

Zum Thema:
Ähnlich wie die Versuchsanordnung für die Parabelflüge an Bord des Airbusses ist auch das Experiment Geoflow der BTU Cottbus-Senftenberg strukturiert. Hier simulieren die Wissenschaftler um Prof. Christoph Egbers das Strömungsverhalten von Magma im Erdinneren. Der Astronaut Alexander Gerst hat Geoflow kürzlich an Bord der Internationalen Raumstation ISS installiert, voraussichtlich im Februar 2015 soll es angeschaltet werden.