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13.02.2006 Folie 1 Planned melting probe large scale tests with the Planetary Simulation Chamber, DLR Köln J. Biele, S. Ulamec Institut für Raumsimulation.

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1 Folie 1 Planned melting probe large scale tests with the Planetary Simulation Chamber, DLR Köln J. Biele, S. Ulamec Institut für Raumsimulation / MUSC

2 Folie 2 DLR Planetary simulation chamber

3 Folie 3 Planned experiments July 2006: melting probe experiments (IWF Graz probe) in vacuum in cold ice: know-how from similar experiments performed WP DLR: preparation of ice in containers delivered by IWF Graz; chamber setup (connector adapters, camera, lighting, pressure and temperature control); provision of LN2, technical operator

4 Folie 4 Principle Die Simulationskammer des DLR besteht aus einem äußeren, evakuierbaren Behälter, wodurch der innere, mit flüssig Stickstoff gekühlte Experimentierraum von der Umgebung thermisch isoliert wird. Der innere Kaltraum ist verschließbar, so daß trotz des Isolationsvakuums zwei Betriebsarten möglich sind: Planetensimulation: Verschiedene Gasatmosphären, z.B. Mars: 7 mbar CO2, … Raumsimulation: Vakuum. Der Kaltraum ist aus Kupfer gefertigt und in drei Segmente - Deckel, Wand und Boden - unterteilt, die jeweils getrennt voneinander auf verschiedene Temperaturen zwischen -196oC und Zimmertemperatur gebracht werden können. Die Simulationsanlage wird von einem PC-unterstützten Kontrollstand aus gesteuert und überwacht.

5 Folie 5 Heritage 2004: Versuche mit einer modifizierten Einschmelzsonde des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Kälte- und Planetensimulationskammer des Instituts für Raumsimulation (A. Ivanov, J. Biele, S. Ulamec) 2005: Erster eigener Prototyp gebaut (M. Engelhardt, O. Funke) 2005/2006: Masterarbeit zum Thema Untersuchung von Dekontaminationsverfahren zur Anwendung auf Einschmelzsonden (M. Engelhardt) 2005: Kooperationen mit Kompetenzplattform Bioengineering der FH Aachen, Standort Jülich und IWF Graz

6 Folie 6 Technische Daten Innenabmessungen: Durchmesser 140 cm Höhe 180 cm Temperatur min. -196°C max. Zimmertemp. Druck min. 1 mPa (10-8 bar) max. 100 kPa (1 bar) Sonnensimulation Xenon-Hochdrucklampen mit ~1 Solar-Konstanten (1,4 kW/m2) Zugang Deckel abnehmbar ca. 10 Flansche für Fenster, Kabeldurchführungen, etc. Kamerasystem vorhanden, Manipulatorsystem Cross section of chamber

7 Folie 7 Geometry and views Available: a) Excel-file, listing operational and construction parameters of the chambers available b) Solid-Edge CAD files of the chambers (CATIA or IDEAS S/W compatible)

8 Folie 8 More views

9 Folie 9 cooling circuit diagram

10 Folie 10 More technical details Die 10 Flansche (DIN DN250) haben je einen Innendurchmesser von 255 mm, wir haben verschiedene Einsätze mit z.B. Deutsch- Connectors, Fenster sowie einen mit mechanischer Drehdurchführung (da ist im Moment ein Stab mit 1cm Durchmesser implementiert). Die Masse des Kupferblocks (die ist das eigentlich Interessante, nicht der tbd Staubbehälter den man daraufsetzen kann) setzt sich zusammen aus Boden: 367 kg und Mantel/Deckel: 950 kg.

11 Folie 11 Technologie einer Einschmelzsonde beheizter Kopf zylinderförmiger (beheizbarer) Rumpf Eindringgeschwindigkeit v ~ P/A (P: Leistung, A: Querschnittsfläche) Energieversorgung extern über Kabel Probennahmesystem im Kopf und/oder lateral in-situ Analytik


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