
El Einstein-Elevator es una plataforma de investigación para experimentos terrestres en condiciones de gravedad cero . A diferencia de otras torres de caída libre , solo se evacúa la cápsula experimental, y la torre en sí no se evacúa, lo que permite alcanzar una tasa de repetición significativamente mayor. [ 1 ] Además, las guías mecánicas logran movimientos de rotación menores que en caída libre. El primer "vuelo" de la cápsula en el Einstein-Elevator tuvo lugar en octubre de 2019, mientras que las operaciones de investigación comenzaron en 2020. [ 2 ] La instalación forma parte del Instituto Tecnológico de Hannover [ 3 ] en la Universidad Leibniz de Hannover .
Teoría
La base teórica del ascensor de Einstein es el experimento mental de Albert Einstein sobre el principio de equivalencia , de ahí su nombre. Este principio establece que un observador en una habitación cerrada no puede probar experimentalmente si la habitación se encuentra, por ejemplo, en el campo gravitatorio de la Tierra con la aceleración debida a la gravedad o si experimenta una aceleración en el espacio . Del mismo modo, el observador no puede probar si la habitación se encuentra en gravedad cero en el espacio o en caída libre en el campo gravitatorio de la Tierra . [ 4 ]
Concepto y diseño

En las torres de caída clásicas, como la de Bremen , el experimento se deja caer en un gran tubo de vacío dentro de una cápsula de caída o se lanza mediante una catapulta . El Einstein-Elevator es una modificación de la torre de caída clásica, ya que el tubo completo de la torre no funciona como cámara de vacío. En su lugar, el vacío se genera en una pequeña cámara de vacío, la llamada góndola, donde se coloca el portador del experimento. La góndola se acelera verticalmente mediante motores lineales con aceleración gravitatoria. Este movimiento corresponde en gran medida a una caída libre. Por lo tanto, el experimento dentro de la góndola no tiene peso. Puede caer libremente durante cuatro segundos sin ninguna conexión mecánica a la góndola. [ 1 ] [ 5 ]
A diferencia de una torre de caída libre normal, solo es necesario evacuar la góndola, no toda la torre. Esto resulta en una tasa de repetición de hasta 300 intentos por día. [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ]
Diseño
El diseño de la torre del Einstein-Elevator consta de una estructura de soporte interna para la guía de los motores lineales y una estructura de soporte externa para la guía de la góndola, ya que los accionamientos eléctricos y las guías de rodillos, como las que se utilizan en los sistemas de ascensores, siempre generan vibraciones. El diseño de torre dentro de otra torre tiene como objetivo garantizar que estas influencias perturbadoras no afecten a los experimentos dentro de la góndola. [ 7 ] Las condiciones de caída libre se cumplen en el Einstein-Elevator a lo largo de una distancia de 20 m, lo que resulta en una duración de ingravidez de aproximadamente 4 segundos. La carga útil disponible para los experimentos debe ser de un máximo de 1000 kg con un diámetro de portador de prueba de 1,7 m y una altura de 2 m para la configuración experimental. [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 8 ]
Procedimiento
Para un experimento, la góndola se acelera primero hacia arriba a cinco veces la aceleración debida a la gravedad hasta que alcanza una velocidad de aproximadamente 20 m/s. Para esta aceleración se utilizan motores lineales . Después de la fase de aceleración, la góndola se acelera hacia abajo durante un breve tiempo a una aceleración ligeramente superior a la debida a la gravedad para que el experimento se separe del suelo de la góndola. Luego, la góndola se acelera hacia abajo con la mayor precisión posible con la aceleración debida a la gravedad. Para ello, los accionamientos lineales compensan la resistencia del aire y de la rodadura de la góndola en la guía de la góndola. El experimento experimenta una aceleración residual máxima de 10⁻⁶ g . [ 9 ] [ 10 ] Poco antes de que finalice la caída libre, la góndola se mueve hacia abajo a una aceleración ligeramente inferior a la debida a la gravedad para que el experimento vuelva a tocar la góndola de forma controlada. Finalmente, la góndola se detiene con la ayuda de frenos de corrientes parásitas . [ 1 ] [ 5 ] [ 8 ]
Edificio


El ascensor Einstein se encuentra en una parte separada del nuevo edificio HITec, cuya primera piedra se colocó a principios de 2015 [ 11 ] y la ceremonia de finalización de la estructura se celebró a mediados de 2016. [ 12 ] La finalización del edificio de investigación estaba prevista para finales de 2017. [ 13 ] La parte del edificio con forma de torre tiene una altura aproximada de 30 m sobre el nivel del suelo y una altura total aproximada de 40 m. El nivel más bajo del sótano está aproximadamente a 10 m bajo el nivel del suelo. La estructura de hormigón está desacoplada mecánicamente del resto del edificio HITec, lo que tiene como objetivo evitar interferencias en los laboratorios sensibles. [ 5 ] [ 8 ]
Investigación
La investigación de HITec se centra en la física cuántica , la óptica y la tecnología de sensores , así como en la física del estado sólido y la geodesia . Además de la investigación básica en el campo de las tecnologías cuánticas, el proyecto de investigación de HITec tiene como objetivo desarrollar nuevas tecnologías cuánticas y crear nuevos sensores cuánticos de alta precisión y sensibilidad. [ 14 ] El Einstein-Elevator se utilizará para probar estas nuevas tecnologías, entre otras cosas. Debido a la alta tasa de repetición de 300 experimentos por día, los experimentos se pueden llevar a cabo de forma estadística/cuantitativa con el Einstein-Elevator. [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 8 ]
Se ha añadido el área de tecnología de producción para uso espacial como un nuevo foco de investigación. Partiendo de la experiencia de los institutos de ingeniería mecánica participantes en la Universidad Leibniz de Hannover , actualmente se están investigando diversos temas. Los proyectos se centran principalmente en la influencia de la gravedad en los procesos de producción. El enfoque está en la soldadura por deposición láser y la manipulación de materiales. [ 15 ] Otros temas incluyen la producción de lentes ópticas bajo diferentes condiciones gravitacionales [ 16 ] [ 17 ] y la fabricación aditiva sin sustrato utilizando campos ultrasónicos en gravedad cero [ 18 ]
Referencias
- 123456Raudonis, Matthias; Roura, Albert; Meister, Matthias; Lotz, Christoph; Overmeyer, Ludger; Herrmann, Sven; Gierse, Andreas; Lämmerzahl, Claus; Bigelow, Nicholas P; Lachmann, Maike; Piest, Baptist; Gaaloul, Naceur; Rasel, Ernst M; Schubert, Christian; Herr, Waldemar (2023-08-10). "Microgravity facilities for cold atom experiments". Quantum Science and Technology. 8 (4): 044001. Bibcode:2023QS&T....8d4001R. doi:10.1088/2058-9565/ace1a3. ISSN 2058-9565.
- ↑First Flight - successful debut launch of the Einstein-Elevator, Press release of HITec (english)
- ↑"Homepage – HITec – Hannover Institute of Technology – Leibniz University Hannover". Leibniz Universität Hannover. 2025-09-08. Retrieved 2025-09-16.
- ↑Einstein, Albert (2006). The meaning of relativity. Routledge classics (Reprint ed.). London: Routledge. ISBN 978-0-415-28588-9.
- 123456Lotz, Christoph; Froböse, Tobias; Wanner, Alexander; Overmeyer, Ludger; Ertmer, Wolfgang (2020-07-21). "Einstein-Elevator: A New Facility for Research from μg to 5 g". Gravitational and Space Research. 5 (2): 11–27. doi:10.2478/gsr-2017-0007.
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- ↑Lotz, C.; Kämper, T.; Berlin, H.; Overmeyer, L.: Innovative Drive and Guide Concept for Experiments under Microgravity in the Einstein-Elevator In: 1st Symposium on Automated Systems and Technologies (AST), Berichte aus dem ITA Band 4/2014, p. 1-12, Garbsen 2014, ISBN 978-3-944586-84-7 ("Innovative Drive and Guide Concept for Experiments under Microgravity in the Einstein-Elevator"(PDF). Archived from the original(PDF) on 2016-07-20. Retrieved 2025-08-22.)
- ^ Lotz , Christoph (2022 ) . "Untersuchungen zu Einflussfaktoren auf die Qualität von Experimenten unter Mikrogravitation im Einstein-Elevator" . Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover (en alemán). Biblioteca Técnica de Información (TIB). doi : 10.15488/11713 .
- ↑ Lotz, Christoph; Overmeyer, Ludger (16 de octubre de 2013). "Modelo de simulación mecánica para verificar la viabilidad de la aceleración residual mínima durante la fase de caída libre en el ascensor Einstein" . Logistics Journal: Proceedings (9). doi : 10.2195/lj_Proc_lotz_de_201310_01 . Recuperado el 16 de septiembre de 2025 a través de proc.logistics-journal.de.
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- ↑ "HITec - HITec para Hannover" . Archivado del original el 26 de julio de 2016. Consultado el 22 de agosto de 2025 .Nota de HITec del 2 de febrero de 2015
- ↑ "HITec - Forschungsneubau HITec feiert Richtfest" . Archivado desde el original el 26 de julio de 2016 . Consultado el 22 de agosto de 2025 .Nota de HITec del 13 de julio de 2016
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- ↑ Raffel, Jan; Böhm, Torben; Düsing, Jan; Röhl, Marvin; Schilde, Carsten; Malshe, Ajay P.; Overmeyer, Ludger; Lotz, Christoph (1 de diciembre de 2024), "Levitación ultrasónica como herramienta de manipulación para procesos de fabricación en el espacio" , Journal of Manufacturing Science and Engineering , vol. 146, n.º 12, doi : 10.1115/1.4066335 , ISSN 1087-1357 , consultado el 21 de agosto de 2025.
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