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Schlierenfotografie: Hinter der Schallmauer

Es knallt, wenn ein Flugzeug die Schallmauer durchbricht: Wie die Atmosphäre dahinter reagiert, haben Wissenschaftler mit der Schlierenfotografie sichtbar gemacht.
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Düsenflugzeug vor der Sonne

Was passiert mit der Atmosphäre, wenn Jets mit Überschallgeschwindigkeit über den Himmel rasen? Das hat ein NASA-Team nun mit der modernen Version einer alten Fotografiertechnik sichtbar gemacht: mit der Schlierenfotografie, die der deutsche Chemiker und Physiker August Toepler 1864 erfunden hat. Mit ihr kann man Schwankungen in der optischen Dichte von Gasen und Flüssigkeiten sichtbar machen – und damit auch Stoßwellen im Umfeld der Flugzeuge ablichten. Wenn diese Jets schneller als 1236 Kilometer pro Stunde fliegen, pressen sie die Luft vor sich extrem zusammen: Es entstehen die Stoßwellen, in denen sich der Luftdruck, die Temperatur und Dichte deutlich von der umgebenden Atmosphäre unterscheiden. Gleichzeitig verändert sich dadurch auch die Lichtbrechung, was am Boden stationierte Kameras mit der entsprechenden Ausrüstung ablichten können. Die Stoßwellen wirken dabei dunkler als ihr "normales" Umfeld. Die Violettfärbung der Sonne entsteht durch einen speziellen optischen Filter; auf der Oberfläche des Sterns sind auch mehrere Sonnenflecken erkennbar.

40/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 40/2015

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