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Schlierenfotografie: Überschallknall vor der Sonne

Die Sonne in diesem Bild ist nicht nur hübsch anzuschauen, sie ist außerdem Teil der Messapparatur: Sie zeigt, was bei einem Überschallknall um das Flugzeug herum passiert.
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Sonnig Boom

Für die gewöhnliche Schlierenfotografie muss das Objekt normalerweise zwischen eine spezielle Lichtquelle und das Objektiv gestellt werden. Anders bei diesem Verfahren, mit dem NASA-Wissenschaftler hier experimentieren. Dabei dient die Sonne als Lichtquelle, die im Verbund mit einer speziellen Nachbearbeitungstechnik die Dichteschwankungen in der Umgebung eines Jets sichtbar macht. Das Team um Mike Hill hofft so die Entwicklung besonders leiser Überschallflugzeuge voranzubringen.

Die Wissenschaftler nehmen dazu die Sonne mit einem in der Astronomie verbreiteten Filter auf. Der H-alpha-Filter lässt nur das Licht einer einzelnen Spektrallinie des Sonnenwasserstoffs passieren. Dadurch erscheint die Sonnenoberfläche wie gemustert. Anhand dieser Oberflächentextur kann man dann im zweiten Schritt berechnen, wie das Licht abgelenkt wird, wenn es die Bereiche unterschiedlicher Luftdichte passiert, die der Jet erzeugt. Hill und Kollegen verfolgen dazu, wie stark jeder einzelne Musterpunkt von Bild zu Bild verschoben wird.

In diesem Fall haben sie ihre Hochgeschwindigkeitskameras auf dem Boden positioniert und den Flug eines T-38 Talons der Air Force Test Pilot School verfolgt. Parallel dazu entwickeln die Forscher aber auch eine ähnliche Aufnahmetechnik, bei der sich die Kamera an Bord eines weiteren Flugzeugs befindet. Damit wollen sie nachvollziehen, wie sich der Überschallknall von der Unterseite des Jets in Richtung Erdboden ausbreitet. Ihr Verfahren, das sie patentieren wollen, tauften sie auf den Namen "Background Oriented Schlieren using Celestial Objects" oder kurz BOSCO.

16/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 16/2016

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