FOX
Ferrofluid Optics eXperiment
KSat e.V. erforscht schon seit geraumer Zeit die Nutzung von Ferrofluiden für Anwendungen in der Raumfahrt. Mit PAPELL, FARGO und FerrAS haben wir in der Vergangenheit schon mögliche Anwendungen erprobt. Dabei wurden unteranderem verschleißarme Schalter, ein Reaktionsrad und Pumpen entwickelt. Die Experimente sind auf Höhenforschungsraketen und der Internationalen Raumstation geflogen und waren bisher ein großer Erfolg – sowohl bei den Ergebnissen der wissenschaftlichen Auswertung, als auch in der Öffentlichkeitsarbeit. In Zukunft wollen wir aber auch neue Themengebiete erschließen.
Ein potentielles Gebiet für Raumfahrtanwendungen, dass von KSat e.V. bisher noch nicht erforscht wurde, ist die Optik. Hier sind wir auf magnetisch deformierbare Spiegel gestoßen, die durch Ferrofluid realisiert werden können. Dazu existiert bereits Forschung, doch ist diese nicht für die Anwendung im All vorgesehen. Daher wollen wir eine Machbarkeitsstudie als Vorbereitung für ein zukünftiges Projekt (bspw. auf einer REXUS-Rakete) durchführen, um die Grundlage für eine mögliche Anwendung zu legen.
Unser Experiment
Ferrofluid-Spiegel
Im Rahmen dieses Experimentes sollen optische Eigenschaften von Ferrofluid und die Umsetzung eines Flüssigspiegelmechanismus untersucht werden. Langfristig soll der Spiegel so beispielsweise Wellenfrontkorrekturen durchführen können.
Wellenfrontkorrekturen sind optische Anpassungen, die darauf abzielen, Verzerrungen oder Aberrationen in einer Lichtwelle auszugleichen, um die Wellenfront – die Fläche gleicher Phase – zu glätten und somit eine optimale Fokussierung oder Bildqualität zu erreichen. Diese Technik wird häufig in adaptiven Optiken verwendet, beispielsweise in Teleskopen, Mikroskopen oder Lasersystemen, um Einflüsse wie atmosphärische Störungen, Unregelmäßigkeiten in Linsen oder Spiegeln und andere Fehlerquellen zu korrigieren.
Das Ziel von FOX ist es dann, einen solchen Flüssigspiegel aus Ferrofluid zu entwickeln und zu erproben. Zur Untersuchung der Tauglichkeit im All, soll auch die Teilnahme an einem Mikrogravitations-Programm in Betracht gezogen werden.
Wir suchen dich!
Hat FOX dein Interesse geweckt? Wir sind immer auf der Suche nach neuen Mitgliedern!
Egal ob du gerade im 1. Semester anfängst oder schon Raumfahrtexperte bist und egal, was du studierst: Wir finden für alle eine spannende Position in unserem Team. Alle unsere Projekte sind in Subsystemen organisiert, die für verschiedene Teilbereiche verantwortlich sind. Falls du jetzt schon weißt, worauf du Lust hast, kontaktiere uns!
FOX Subsysteme
Struktur
Das Experiment braucht ein Zuhause. Dieses Zuhause soll nicht nur alle Komponenten an ihrem Platz halten und sicher gehen, dass kein Ferrofluid entkommt. Es muss zusätzlich auch noch die ganze Wärme die entsteht nach außen bringen.
Simulation
Eine Simulation soll helfen die Datenauswertung der Deflektometrie zu trainieren und zu testen.
FPGA
Da unsere Daten aus Bildmaterial der Kameras besteht, brauchen wir eine Möglichkeit die Menge an Daten schnell zu verarbeiten. Hierzu wollen wir ein FPGA nutzen, der implementiert und programmiert wird.
Data
Die Daten die entstehen müssen noch weiterverarbeitet werden, bevor wir daraus Schlüsse ziehen können. Diese Prozesse sollen entwickelt und für unsere Anwendung optimiert werden.
Power
Die eigentlich Arbeit des Experiments welche den Spiegel deformiert verrichten Elektroagnete. Diese Magnete brauchen sehr viel Energie. Sowohl die Magnete, als auch das Power-Management müssen entwickelt und gebaut werden.
Ferrofluide
Ferrofluide sind faszinierende Materialien, die aus winzigen magnetischen Partikeln bestehen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. Diese Partikel sind oft aus Eisen oder Eisenoxiden und haben typischerweise eine Größe von nur wenigen Nanometern. Die einzigartige Eigenschaft von Ferrofluiden liegt darin, dass sie auf magnetische Felder reagieren. Wenn ein externes Magnetfeld angelegt wird, richten sich die magnetischen Partikel aus und erzeugen beeindruckende visuelle Effekte, die von Wellen bis hin zu spitzen Strukturen reichen können.
Die Entdeckung von Ferrofluiden geht auf die 1960er Jahre zurück, als sie ursprünglich für den Einsatz in der Raumfahrt entwickelt wurden. Die Idee war, die Flüssigkeiten in Gyroskopen zu stabilisieren, die in Satelliten verwendet werden. Seitdem hat sich das Anwendungsfeld erheblich erweitert. Heute finden Ferrofluide Anwendung in der Technik, Medizin und Kunst.
In der Technik werden Ferrofluide häufig in Dichtungen und Lautsprechern eingesetzt, um Schwingungen zu kontrollieren und Geräuschpegel zu reduzieren. In der Medizin könnten sie in der gezielten Medikamentenabgabe eingesetzt werden, indem sie sich in Reaktion auf Magnetfelder an bestimmten Stellen im Körper konzentrieren. Dies könnte potenziell die Behandlung von Tumoren erleichtern, indem Medikamente direkt zu den erkrankten Zellen transportiert werden.
Förderer und Partner
