Ph 11

Umwelt und Technik

Weltrekordabsprung aus 40 000 m

Daten entnommen der Internetseite von Michel Fournier

In der nebenstehenden Graphik sind die Phasen des nun schon mehrmals gescheiterten Weltrekordsprungs von Michel Fournier dargestellt.

Die Geschichte
Der französische Fallschirmspringer Michel Fournier (geb. 14.05.1944) verfolgt seit mehr als 10 Jahren das Ziel in ca. 40000 m Höhe mit einem Stratosphärenballon aufzusteigen und von dort abzuspringen. Dabei will er vier Weltrekorde auf einmal brechen (siehe unten). Ein Versuch am 25.08.2003 endete kurz vor dem Ballonstart als die Ballonhülle riss. Am 27.05.2008 scheitert ein weiterer Versuch des wagemutigen Franzosen, als ihm der Heliumballon, der ihn in die Lüfte tragen sollte, entwischte.
Weitere Details findet man unter http://www.legrandsaut.org

1.	Den Höhenrekord mit einem Sprung aus 40.000 m Höhe. Gegenwärtig hält der russische Offizier Roger Eugène Andreyev den Weltrekord mit einem Sprung aus 24.483 m Höhe, den er am 1. November 1962 durchführte. Captain Joseph Kittinger machte am 16. August 1960 einen Sprung aus 31.333 m Höhe während eines wissenschaftlichen Versuches, der allerdings nicht als Rekord anerkannt wurde, da der Fall mit Hilfe eines kleinen Hilfsschirms stabilisiert wurde.
2.	Die größte Höhe, die jemals ein Mensch mit einem Ballon erreicht hat. Er wird seinen Angaben nach zwei Stunden brauchen, um mit seinem Stratosphären-Ballon auf 40.000 m aufzusteigen. Frühere Rekordhalter sind Malcom Ross (USA), der mit seinem Ballon im Mai 1962 eine Höhe von 34.668 m erreichte, und Nick Piantanida (USA) der am 2. Februar 1966 auf 37.000 m aufstieg.
3.	Der dritte Rekord wird die Freifallgeschwindigkeit sein. Er will als erster Mensch im freien Fall die Schallmauer durchbrechen und eine Endgeschwindigkeit von 1791 km/h erreichen.
4.	Der vierte Rekord wird die Dauer des Freifalls sein. 6 Minuten und 25 Sekunden will Michel der Erde entgegenfallen.

Fournier in seinem vor Kälte und Abbremswärme schützenden Astronautenanzug nach einem Probesprung.

Angefangen hat alles im Jahre 1986, als sich Michel Fournier nach der Challenger Katastrophe dazu entschloss, sein Vorhaben anzugehen. Er begann mit Nachforschungen und wissenschaftlichen Studien über die Möglichkeiten der Rettung bei solchen Zwischenfällen. Sein Projekt simuliert in vollem Umfang eine Übung für die Rettung eines Astronauten-Teams aus einer Raumfähre in dieser kritischen Höhe nach dem Start.

Die Vorbereitungen schließen die Kenntnis und Beobachtung von Höhenwinden, den sogenannten Jetstreams, ein, die Strömungsgeschwindigkeiten von 400 bis 600 km/h haben. Sie schließen ebenfalls mittelfristige Wettervorhersagen ein, die sich vor allem auf die Vorhersagen für ein begrenztes Gebiet konzentrieren. Studien zeigen, dass neue Fragen im Zusammenhang mit diesem weltweit einzigartigen Versuch auftauchen. Wie ist es zum Beispiel mit dem Schutz vor dem "Knall" beim Durchbrechen der Schallmauer? Die Beobachtungen und Aufzeichnungen werden es zeigen. Außerdem werden die Erkenntnisse zu einem besseren Verständnis und einer besseren Kontrolle der existierenden Probleme beim Eintauchen in die Erdatmosphäre beitragen.
Seit über zehn Jahren kämpft Michel Fournier, nur mit Hilfe seiner technischen und wissenschaftlichen Projektpartner, für sein Projekt und hat dazu jede Menge Zeit und sein ganzes Vermögen investiert.

Korb, der Forunier am Stratosphärenballon in über 40000 m Höhe bringen soll.

Physikalische Fragen (siehe hierzu auch die nebenstehende Grafik)

Welchen Höhenunterschied müsste man ohne Luftwiderstand durchfallen, damit man die Schallgeschwindigkeit von 344 m/s erreicht?

Lösung 1

Wie groß darf die Luftdichte ρ_L höchstens sein, dass ein Körper der Masse 100 kg, der Querschnittsfläche A = 1,0 m² und dem Widerstandsbeiwert c_W = 0,35 (Halbkugel) die Schallgeschwindigkeit v_S = 344 m/s erreicht, wenn die Luftwiderstandskraft sich aus errechnet. In welcher Höhe ist diese Dichte etwa erreicht?

Lösung 2

Welche Größe (Volumen und Radius) müsste der mit Helium gefüllte Stratosphärenballon mindestens haben, damit er die Last von Ausrüstung und Ballonhülle von ca. 1000 kg (siehe Korb oben) in 40 000 m Höhe hebt?
Wie viel Kilogramm Helium muss man am Boden einfüllen?

Lösung 3