Ein Gemeinschaftsprojekt von :

      Wolfgang Schäfer Bernhard Harig Dr. Hansjörg Schneider

    HOG 4 im Starturm
      Allgemeines:

      Es handelt sich um einen einstufig aerodynamisch stabilisierten Raketenflugkörper mit Feststoffantrieb, einer Doppel-Timerelektronik, einer Haupt- und Ersatzfallschirmkammer.

      Die experimentelle Nutzlast besteht aus einem beschleunigungsabhängigen biologischen Experiment in dem nachgewiesen werden soll, dass bei hohen g-Kräften die Erythrozytenmembran (Membran der roten Blutkörperchen) mechanisch geschädigt wird.

      Technische Beschreibung:

      Länge: 1113 mm
      Zellendurchmesser: 70 mm
      Flossenspannweite: 260 mm

      Startmasse gesamt: 2100 g
      Zellenbauweise:

      5 verschraubte Einzelsegmente aus 1,5 mm Phenolharzlaminat.
      Aerodynamische Raketenspitze aus GFK-vertärktem Epoxydharz.

    Raketenmotoren : 4 x F 100
    Hersteller : FSI (USA)
    Gesamtimpuls: 200 Ns
    Spitzenschub: 640 N

    Max. Beschleunigung: 32 g
    Brenndauer der Motoren : 0,5 sec.

    Höhe bei Brennschluss: 23 m
    Maximale Höhe: 378 m
    Max. Geschwindigkeit: 90 m/s (324 km/h)
    Gipfelpunktflugzeit: 8,8 sec.
    Antrieb der HOG4

    Timerelektronik Bild links: Timerelektronik

    Rechenparameter : cw=0,4 Startwinkel 89o

    Vorfallschirm der Haupt- und Ersatzkammer :
    500 mm Durchmesser, 6 Segmente, Seide.

    Hauptfallschirme Haupt- und Ersatzkammer :
    1000 mm Durchmesser, 12 Segmente, Seide.

    Bordspannung : 9 Volt Blockbatterie

    Peripherie am Standort :
    Startgestell aus Aluminiumprofilen und elektron. Zündanlage.

     Carl Neubrunner bei der Blutentnahme

    Carl Neubrunner (links) und Dr. Schneider
      Biologische Experimente in ballistischen Flugkörpern

      Bemannte interstellare Raumfahrt ist limitiert von auftretenden physikalischen Kräften einerseits, andererseits von Bau und Funktion biologischer Systeme und ihrer Einzelkomponenten. Ein wichtiges Teil dabei ist der Erythrozyt - das rote Blutkörperchen. Sein Gastransport macht menschliches Leben in unserer Form erst möglich.

      Die Suche der g-Grenze für Blutzerfall

      Bei welcher Beschleunigung beginnt die Auflösung (Haemolyse) der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) ?
      Die Antwort ist in der Raumfahrt von großer Wichtigkeit.

    Der Weg dazu war folgendes Experiment:

    Im Rahmen eines Carl-Neubronner-Pokals in Roggden (Wettbewerbsklasse Experimental) wurden vier Probanten jeweils zwei Blutproben entnommen und ungerinnbar gemacht. Von jedem Blut kam eine Probe in den Flugkörper, die zweite Probe blieb am Boden.

    Die Proben in der Rakete wurden beim Start auf 32 + 1 g beschleunigt.

    Sollten die Erythrozyten keine Haemolyse aufweisen (sichtbar am klaren Blutplasma = Überstand), war eine osmotische Erythrozythenresistenzbestimmung geplant, um eine Teilschädigung der Zellwand zu ermitteln.


    Am Start
      Der Flugverlauf

      Der Start erfolgte mit vier Motoren (F-100 FSI USA) ohne Störung.
      Durch den hohen Impuls konnte der Flugkörper nur schwer mit den Augen verfolgt werden.
      Der Vorfallschirm wurde korrekt ausgeworfen. An diesem erfolgte nun unplanmässig die Landung mit überhöhter Geschwindigkeit, der Hauptfallschirm blieb geschlossen.
      Erfahrungsgemäss war der Aufschlag jedoch nicht höher als die Startbeschleunigung.
      Das Experiment konnte nun ausgewertet werden.
    Start !
      kurz nach dem Start
      am Fallschirm


    Proben zum Experm.
      Die osmotische Erythrozytenresitenzbestimmung

      Diese standardisierte medizinische Laboruntersuchung sei hier nur kurz beschrieben. Rote Blutkörperchen platzen -ähnlich wie eine Wurst im Wasser- wenn ein Konzentrationsgefälle der Ionen ein übermässiger Innendruck der Zelle auftritt. Dazu werden sie einer fallenden hypotonischen Reihe von Kochsalzlösungen ausgesetzt. Dabei wandert solange Wasser in die salzhaltige Umgebung der Erythrozyten bis gleiches Niveau erreicht ist. Sollte zuvor das potentielle Volumen im Innenraum überschritten werden, reisst die Außenwand. Die Blutzelle wird zerstört. Vorgeschädigte Erythrozytenwände bieten eine geringere Resistenz als gesunde.
      sicher verpackt


    Das Ergebnis
    Nach Absetzen der Blutröhrchen zeigte sich bereits in allen Probenröhrchen mehr oder weniger starke Rotfärbung des Plasmas. Teilhaemolyse war bereits erfolgt. Die osmotische Verdünnungsreihe wurde dann nur noch zu Übungszwecken fortgesetzt. Blutzerfall bei zerfallenem Blut nachzuweisen, ist unsinnig.
    Insgesamt kann nach diesem Versuch festgestellt werden:

    Die Grenze für den beginnenden Blutzerfall
    liegt unter 33 g Beschleunigung.


    Der Impuls unserer vier Triebwerke lag zu hoch.

    Ergebnis
      1. Probe:

      98 - jähriger Probant - diskreteste Haemolyse im Vergleich

      2. Probe:

      39 - jähriger Probant - hier stärkste Rötung des Plasmas.
        Ursache: wahrscheinl. notwendige Medikamenteneinnahme bei Zustand nach Nierentransplantation.

      3. Probe:

      18 - jähriger Probant - im Gesamtbild mittelgradige Rotfärbung.
      (ähnlich Röhrchen Nr. 4)

      4. Probe:

      39 - jährige Probantin - Färbung etwa wie Probe Nr. 3.

    HOG4-Team
    Bernhard Harig, Wolfgang Schäfer, Dr. Hansjörg Schneider