Ablativer Hitzeschild
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Ein ablativer Hitzeschild (von lat. ablatus = weggenommen) ist ein einmal verwendbarer Hitzeschild, der ein Raumschiff, Raumkapsel oder Lander einer Raumsonde beim Wiedereintritt in die Atmosphäre eines Planeten oder Mondes vor Beschädigungen schützen soll. Sie wurden kurz vor Beginn des Raumfahrtzeitalters für die Wiedereintrittsköpfe von Interkontinentalraketen entwickelt.
In der Sowjetunion wurde ein ablativer Hitzeschild unter dem Namen жертва entwickelt, was soviel wie Opfer bedeutet. Es handelt sich um eine einmal verwendbare Außenverkleidung, die während des Wiedereintritts verbrennt und dabei die Hitze von der darunterliegenden Metallhülle abschirmt.
Da in der Raumfahrttechnik sehr leichte Materialien zum Einsatz kommen müssen, wurde die Außenhülle einer Raumkapsel etc. vorzugsweise aus Aluminium gefertigt. Dieses Metall hält aber den enormen Bedingungen beim Wiedereintritt nicht ausreichend stand. Bei den dabei auftretenden Temperaturen nimmt eine Aluminiumverkleidung innerhalb kürzester Zeit Schaden und kann binnen weniger Sekunden zerstört sein. Die Raumfahrer (oder die Instrumente in einer Landesonde) wären dann in ernster Lebens- oder Zerstörungsgefahr.
Das Problem ließe sich lösen, wenn man anstelle von Aluminium teure Werkstoffe verwendete. Eine effiziente, aber wesentlich billigere Alternative stellte der ablative Hitzeschild dar. Die Aluminiumhülle wird außen zusätzlich mit leichten brennbaren Kacheln aus Kork oder Glasfaser-Verbundwerkstoffen und/oder Kunststoffschaum (Polystyrol) verkleidet. Auch gibt es ablative Hitzeschilde die aus einem schwer schmelz- und verdampfbaren Kunstharz bestehen. Diese Ummantelung verbrennt und verdampft beim Wiedereintritt in die Atmosphäre. Dabei greift die Luftreibung nicht direkt an der Metallhülle an. Außerdem wird durch die Luftströmung die entstehende Reibungs- und Verbrennungswärme sofort abgeführt, die Hitze dringt also nicht an die eigentliche Kapsel heran.
Weil der Schild nur einmal verwendbar ist, eignet er sich nur begrenzt für wiederverwendbare Raumschiffe wie das Space Shuttle, da der Hitzeschutz nach jedem Flug erneuert werden muss. Dennoch kam er bei der X-15 zum Einsatz. Die Technik findet in der russischen Raumfahrt noch immer Verwendung. Auch für Raumsonden werden ablative Hitzeschilde verwendet, da diese preisgünstiger und sicherer sind.
[Bearbeiten] Galileo
Den Atmosphäreneintritt mit der bisher größten Belastung musste der ablative Hitzeschild der Eintauchkapsel der Raumsonde Galileo überstehen, als sie am 7. Dezember 1995 mit 170.000 km/h in die Jupiteratmosphäre eintrat. Der Hitzeschild erhitzte sich dabei auf 16.000 K und musste dabei eine Hitzebelastung von 43 kW/cm² aushalten. Der Hitzeschild machte deshalb zwei Drittel des Gewichts der Eintauchkapsel aus.
