Entwicklung einer Multi-User-Anlage für Quantenexperimente im Einstein-Elevator durch die Integration eines ISS-Express-Racks

Bei diesem Forschungsprojekt geht es um die Entwicklung eines Multi-User Express Racks, das als Schnittstelle zwischen dem Einstein-Elevator und den wissenschaftlichen Experimenten der International Space Station (ISS) fungiert. Das Multi-User Express Rack orientiert sich an den genormten Größen des International Standard Payload Rack (ISPR). Diese Normierung ermöglicht es, dass die zu untersuchenden Experimente einen direkten Zugang zum Rack erhalten, wodurch der Integrationsaufwand erheblich reduziert werden kann.

Um die Umgebungsbedingungen der ISS realitätsnah nachzustellen, wird das Multi-User Express Rack im Einstein-Elevator, einer hochmodernen Forschungseinrichtung am Hannover Institute of Technology (HITec) der Leibniz Universität Hannover, integriert. Der Einstein-Elevator bietet eine neuartige Plattform, die eine Vielzahl von Gravitationsbedingungen simulieren kann – von Mikrogravitation (µg) bis hin zu den hohen Kräften eines Raketenstarts (5 g). Dies geschieht in kurzen Zeitintervallen mit hoher Wiederholungsrate.

Die Möglichkeiten eines Multi-User Express Racks sind für Quantenexperimente wie BECCAL, aber vor allem auch für die Entwicklung neuer, internationaler Kooperationsexperimente von großem Vorteil. Das System kann genutzt werden, um sowohl laufende als auch abgeschlossene wissenschaftliche Projekte der ISS zu unterstützen. Wenn das Setup auf der ISS ist, kann ein zusätzliches erdgebundenes Testsystem verwendet werden, um spezifische Ergebnisse oder Fehlfunktionen des geflogenen Setups zu evaluieren. Neue Verfahren lassen sich am Boden schnell vorbereiten und testen, wobei Hardwareänderungen sofort umgesetzt werden können. Zudem können die Systeme zukünftiger Forschungsprojekte der ISS bereits im Vorfeld im Einstein-Elevator zur Minimierung des Risikos kostspieliger Fehlschläge getestet werden.

Im Rahmen dieses Projekts wird eine erste Studie über die technischen Details zur Durchführbarkeit entwickelt. Neben der Entwicklung der Schnittstelle zwischen dem Rack und den Experimenten, werden technische Spezifikationen wie z. B. die Stromversorgung, Kommunikationssysteme, Kühlung sowie der Transport von flüssigen und gasförmigen Medien ausgearbeitet und an die spezifischen Umgebungsbedingungen des Einstein-Elevators angepasst.