Parabelflug

Als Parabelflug wird ein besonderes Flugmanöver bezeichnet, bei dem das Flugzeug eine zur Erdoberfläche geöffnete Parabel beschreibt. Der Zweck dieses Manövers ist das Erreichen von Schwerelosigkeit oder die Simulation einer verminderten Schwerkraft, wie z.B. der Mond- oder Marsgravitation. In der Praxis werden meist 5 bis 30 Parabeln hintereinander geflogen.

Schwerelosigkeit während eines Parabelfluges

Beim Einleiten des Steigfluges, sowie beim Abfangen des Sturzfluges, herrscht im Flugzeug nahezu doppelte Schwerkraft. Die deutschen Wissenschaftler Fritz Haber und Heinz Haber, der spätere Fernseh-Publizist, erfanden 1950 den Parabelflug.

Ablauf

Phasen eines Parabelfluges

1. Die Maschine fliegt zuerst horizontal mit Höchstgeschwindigkeit. Sie geht dann mit einem Bahnneigungswinkel von 45° in einer 1. Phase in einen Steigflug über. Während dieser Phase herrscht in der Maschine ca. doppelte Erdbeschleunigung.
2. In der normalerweise ca. 5 Sekunden andauernden 2. Phase, einer Transitionsphase, werden die Triebwerke gedrosselt, sodass der Schub nur den Luftwiderstand ausgleicht. In dieser Phase kann man eine deutliche Schwerkraftabnahme spüren.
3. In der 3. Phase, der eigentlichen Schwerelosigkeitsphase, die im englischen Sprachraum mit microgravity genauer beschrieben wird, steigt die Maschine weiter, indem sie einer Wurfparabel folgt. Sie erreicht am höchsten Punkt, abhängig vom Flugzeugtyp, etwa 7000 bis 8500 m (23.000–28.000 ft). Die Vertikalbewegung ist jetzt so wie ein freier Fall. Die Zeitdauer der Schwerelosigkeit beträgt im Durchschnitt ca. 22 Sekunden.
4. In der 4. Phase (einer weiteren Transitionsphase) leitet der Pilot bei einem Bahnneigungswinkel von ca. -45° die Schwerelosigkeit gleichmäßig aus. Dabei kommen in der Kabine alle Personen sanft auf den Boden zurück.
5. In der 5. Phase wird die Maschine nun durch weiteres Ziehen des Höhenruders abgefangen, die Triebwerke werden wieder hochgefahren. Hierbei herrschen wiederum ca. 2 g. Dieser Vorgang dauert 20 Sekunden.

Nach einer Pause von etwa 2 Minuten im Horizontalflug wird dann die nächste Parabel begonnen.

Medizinische Auswirkung

Durch die Beschleunigung und die Steilflüge senden Augen und Gleichgewichtsorgane Informationen an das Gehirn, die inhaltlich nicht zusammenpassen. Einige Menschen reagieren auf die schnellen Schwerkraftwechsel bei einem Parabelflug mit Übelkeit oder Brechreiz. Daher werden vor einem solchen Flug Antiemetika verabreicht, meist Scopolamin. Wegen der unangenehmen Symptome bei vielen Teilnehmern tragen die Flugzeuge, mit denen solche Flüge durchgeführt werden, auch gelegentlich den Spitznamen „Kotzbomber“. Die US-Raumfahrtbehörde NASA nennt ihre für Parabelflüge verwendete KC-135 „Vomit Comet“, also Kotzkomet.

Viele Teilnehmer empfinden die Schwerelosigkeit allerdings als angenehm, weswegen solche Flüge auch sehr beliebt sind.

Anwendungen

• Erprobung von Geräten, die unter Schwerelosigkeit (etwa im Weltraum) arbeiten sollen. Besonders Flammen, Flüssigkeiten und Gase verhalten sich unter schwerelosen Bedingungen teilweise völlig anders als auf dem Erdboden.

• Durchführung naturwissenschaftlicher (vor allem aero- und hydrodynamischer sowie materialwissenschaftlicher und chemischer) Experimente unter schwerelosen Bedingungen.

• Erzeugung von Spezialeffekten für Filmschaffende: Viele der Weltraumszenen aus dem Film Apollo 13 mit Tom Hanks wurden während mehrerer Parabelflüge gedreht, um die im Weltraum herrschende Schwerelosigkeit nachzuahmen.

• Auch für Normalbürger werden (im Sternenstädtchen bei Moskau etwa) Parabelflüge angeboten – allerdings zu hohen Preisen.

• Studenten können bei der ESA an der jährlich stattfindenden Studentenkampagne teilnehmen und haben die Chance, ihr eigenes Experiment selbst auf einem Parabelflug durchzuführen.

Geeignete Flugzeugtypen

A300-ZERO-G

Generell können mit praktisch jedem Flugzeug Parabeln geflogen werden. Zum Einsatz kommen aber meist leicht modifizierte militärische Transporter (eine Il-76 bei der russischen Raumfahrtbehörde, eine KC-135, eine C9-B bei der NASA) oder zivile Flugzeuge (bei der ESA ein „A300 ZERO-G “). Vorteilhaft ist ein weiter Innenraum, der genug Platz für Experimente und zum freien Schweben bietet.

Auch mit Kleinflugzeugen und sogar Segelflugzeugen können Parabelflüge durchgeführt werden. Aber freies Schweben ist auf Grund des nötigen Platzes nicht möglich. Der Parabelflug dient hier im Wesentlichen dem Spaß, wobei der Pilot sich entweder nur schwerelos fühlt oder mit mehrfacher Erdgewichtskraft nach oben in die Gurte gedrückt wird.

Siehe auch

• Freier Fall
• Wurfparabel

Literatur

• Hans-Erhard Lessing: Mannheimer Pioniere, Wellhöfer-Verlag, Mannheim 2007
• Novespace, Parabolic Flights and Microgravity, User´s manual 7. Juli 2004
• Novespace, Parabolic Flight Campaign with A300 ZERO-G, User's Manual 5. Juli 1999

Weblinks

• Parabelflug: Informationen des DLR
• Über die NASA C9-B
• Purdue University Team Page mit Bildern, Video und Fluginformationen
• Forschung im freien Fall – Artikel zum Thema von GEO.de
• Betreiberfirma des A300
• Video des 18. DLR-Parabelflugs
• Gespräch mit der DLR-Projektleiterin für Parabelflüge, Ulrike Friedrich, über die Hintergründe der Forschung in Schwerelosigkeit