Einstein-Elevator

Der Einstein-Elevator am Hannover Institut für Technologie (HITec) der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover ist eine weltweit einzigartige Forschungsplattform für erdgebundene Experimente unter Schwerelosigkeit und Mikrogravitation mit hoher Wiederholrate.

Kurzbeschreibung

In klassischen Falltürmen wie dem Fallturm Bremen wird das Experiment in einer großen Vakuumröhre entweder von einer Abwurfeinheit gelöst und fallen gelassen oder durch ein Katapult abgeschossen. Der Einstein-Elevator ist eine Abwandlung des klassischen Fallturms, da sich das Experiment in einer Vakuumkammer befindet, welche durch Lineardirektantriebe vertikal beschleunigt und anschließend in den Parabelflug überführt wird. Der wesentliche Vorteil ist die deutlich geringere Evakuierungsdauer der Vakuumkammer aufgrund des deutlich geringeren Volumens. Daraus ergibt sich eine sehr hohe Wiederholrate der Experimente von bis zu 100 Versuchen pro Tag.

Konstruktion

Das Gebäude des Einstein-Elevators hat eine Höhe von ca. 30 m über Erdniveau und eine Gesamthöhe von ca. 40 m. Somit liegt das unterste Kellergeschoss ca. 10 m unter Erdniveau. Das Besondere an der Betonhülle des Bauwerkes ist die mechanische Entkopplung vom Rest des HITec-Gebäudes zur Vermeidung von Störeinflüssen. Die Turmkonstruktion des Einstein-Elevators besteht aus einem inneren Tragwerk für die Antriebsführung und einem äußeren Tragwerk für die Gondelführung, da elektrische Antriebe und Rollenführungen, beispielsweise in Aufzügen, stets Schwingungen erzeugen. Durch die im Einstein-Elevator umgesetzte Turm-In-Turm-Konstruktion ist sichergestellt, dass diese Störeinflüsse die Experimente im Inneren der Vakuumkammer nicht beeinflussen. Die Höhe des freien Falls im Einstein-Elevator beträgt ca. 20 m woraus sich eine Dauer der Schwerelosigkeit bei einem Parabelflug von ca. 4 s ergibt. Die Nutzlast, welche für Experimente zur Verfügung steht, beträgt maximal 1.000 kg bei einem Durchmesser von 1,7 m und einer Höhe von 2 m.

Antrieb

Um die enorme Masse der Gondel von ca. 2.000 kg (inklusive Experiment) mit fünffacher Erdbeschleunigung auf ca. 20 m/s beschleunigen zu können, werden zwei gegenüberliegende Lineardirektantriebe mit einer elektrischen Gesamtleistung von 4,8 MW eingesetzt. Im Beschleunigungsbereich sind insgesamt 6 parallele Statorreihen sowie im Paraflugbereich 2 parallele Statorreihen verbaut. Nach dem Beschleunigungsbereich müssen die Antriebe lediglich den Luft- und Rollwiderstand der Gondel und der Gondelführung ausgleichen.