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REXUS
Studenten gegen Weltraummüll
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
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13. Mai 2013

Mit zwei REXUS-Forschungsraketen sind in der vergangenen Woche wieder mehrere Experimente von Studierenden aus ganz Europa zu einem Kurztrip an den Rand des Weltraums gestartet. Untersucht wurden dabei unter anderem neue Methoden zur Beseitigung von Weltraummüll. Bei der Landung einer Rakete verlief jedoch nicht alles nach Plan.

SpaceSailors
 
So wie hier beim Test sollte sich das Segel des SpaceSailors-Experiments während des Flugs nach dem Abwurf der Raketenspitze entfalten, unter der es direkt montiert ist. Foto: SpaceSailors-Team / DLR

In der vergangenen Woche sind wieder zwei REXUS-Forschungsraketen mit Studentenexperimenten an Bord vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Schweden aus gestartet. Am 9. Mai 2013 um 6.00 Uhr MESZ hob die REXUS-13-Forschungsrakete mit vier Studenten-Experimenten an Bord ab, die Schwesterrakete REXUS 14 war bereits zwei Tage zuvor, am 7. Mai um 6.00 Uhr MESZ gestartet.

Die Doppelkampagne, an der rund 50 Studenten aus Deutschland, Schweden, Großbritannien, der Schweiz und Ungarn mit ihren selbst geplanten und gebauten Experimenten teilnahmen, ist Teil des Studentenprogramms REXUS/BEXUS des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der schwedischen Raumfahrtbehörde SNSB (astronews.com berichtete). Die Flugdauer der knapp sechs Meter langen einstufigen Raketen vom Typ "Improved Orion" dauerte von der Zündung bis zur Landung der Nutzlast rund zehn Minuten. Sie erreichten dabei Höhen von etwa 83 (REXUS 13) und 82 (REXUS 14) Kilometern, also die Grenze zum Weltraum. 

Die Fragestellungen, die sich die Studenten mit ihren Experimenten annahmen, waren vielfältig: Die Teams Space Sailors der RWTH Aachen und Strathsat-R der Universität Strathclyde in Großbritannien haben sich beispielsweise Gedanken darüber gemacht, wie sogenannter Weltraumschrott schneller entsorgt werden kann. Aufgrund der Abbremsung durch die "Restatmosphäre" fallen nicht mehr funktionsfähige Satelliten zwar zur Erde zurück und verglühen in der Atmosphäre. Der Vorgang dauert jedoch - abhängig von der Höhe ihrer Umlaufbahn - viele Jahre. Solange stellen diese Satelliten noch eine Gefahr für andere Satelliten dar. 

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Die Studenten hatten nun eine clevere Idee: Wird der Querschnitt des Satelliten vergrößert, erhöht sich die Bremswirkung der Testatmosphäre und der Abstieg erfolgt schneller. Deshalb testeten die Studenten auf REXUS an Kleinstsatelliten - Würfeln mit zehn Zentimetern Kantenlänge - wie sich unter Weltraumbedingungen verschiedenartige Schirme oder Segel aus den Satelliten entfalten lassen.

Die Studenten der Technischen Universität Luleå in Schweden wollten mit dem SOLAR-Experiment die Reparaturmöglichkeiten auf Weltraummissionen verbessern. Ihr Experiment soll beweisen, dass in Schwerelosigkeit keine qualitätsmindernden Gaseinschlüsse in den Lötstellen zurückbleiben, wenn das Löten bei niedrigem Druck geschieht. Die Studenten werden die Lötstellen nach der Rückkehr des Experiments unter Röntgenstrahlung genau analysieren.

Auch Tanken im All ist nicht unproblematisch: Während sich auf der Erde der Treibstoff aufgrund der Schwerkraft am Boden des Tanks sammelt und von dort über den Tankausfluss und die Treibstoffleitungen zum Motor gelangt, bilden sich in Schwerelosigkeit in der Flüssigkeit Blasen, sobald der Tank nicht mehr komplett gefüllt ist. Diese können sich dann vor den Ausfluss setzen und die Treibstoffversorgung unterbrechen. Aufgrund der Oberflächenspannung des Treibstoffes kann dieser jedoch durch eine Lamellenstruktur am Boden eines Tanks wie in einem Schwamm festgehalten werden.

Das CAESAR-Team von der Fachhochschule Westschweiz hat vier solche "Schwämme" mit radial angeordneten Lamellen auf eine Zentrifuge gesetzt. Sie wurden mit verschiedenen Mengen Flüssigkeit gefüllt und mit vier unterschiedlichen, geringen Beschleunigungen gedreht. Die Studenten beobachteten mit Kameras, wie sich die Flüssigkeiten unter diesen Bedingungen zwischen den Lamellen verhalten. Mit den experimentellen Daten wollen die Studenten theoretische Ansätze überprüfen und dazu beitragen, die Strukturen von Treibstofftanks für die Raumfahrt zu verbessern

Das Team MUSCAT vom schwedischen Royal Institute of Technology testete hingegen ein neues Messprinzip. Während des Flugs wurden vier kugelförmige Sonden aus der Rakete freigesetzt, die mit GPS ausgestattet sind. Aus den Positionsdaten, die während des freien Falls gemessen werden, können in Kombination mit Berechnungsmethoden aus der Fluidmechanik über den Luftwiderstand die Temperaturen in der Atmosphäre an mehreren Stellen gleichzeitig ermittelt werden.

Die Landung der Nutzlast erfolgte am Fallschirm. Obwohl sich bei REXUS 13 der Hauptfallschirm nicht öffnete, konnte der Vorfallschirm die Nutzlast so weit abbremsen, dass die Raketenmodule beim Aufprall unbeschädigt blieben. Lediglich die Raketenspitze, die als Knautschzone wirkte, wurde stark verformt. Die Nutzlasten von REXUS 13 und 14 sowie die ausgeworfenen Sonden wurden nach der Landung sofort von Helikoptern geborgen und zum Startplatz zurücktransportiert.

Damit konnten alle Studententeams ihre Experimente bereits nach etwa einer Stunde wieder in Empfang nehmen und die Daten sichern. Das ist die Voraussetzung für die Auswertung, die in den kommenden Wochen und Monaten erfolgen wird. Die erste Analyse hat allerdings gezeigt, dass trotz der ausführlichen Tests an den Tagen vor dem Start während des Fluges nicht alle Experimente so wie geplant funktioniert haben.

Die Studenten waren bereits am 29. April 2013 auf Esrange eingetroffen. In den Tagen bis zum Start wurde getestet, ob die Experimente nach dem Transport noch voll funktionsfähig sind. Geprüft wurde auch, ob sie einzeln und im Verbund mit den anderen Experimenten problemlos mit den Systemen der Rakete zusammenarbeiten. Vor den Starts wurden noch Flugsimulationen und ein Test-Countdown durchgeführt, bei denen alles so ablief wie beim richtigen Flug, nur dass die Raketen nicht gezündet wurden. Jedes Experiment ist innerhalb eines zylindrischen Behälters, eines so genannten Moduls, befestigt. Aufeinander geschraubt bilden sie zusammen mit dem Servicemodul, dem Bergungssystem, der Raketenspitze und dem Adapter für den Raketenmotor die Nutzlast. Mit dem Raketenmotor ist die Rakete dann komplett.

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Studenten gegen Weltraummüll - zahlreiche Experimente auf REXUS. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
REXUS: Bessere Schwerelosigkeit in Raketen - 19. November 2012
REXUS/BEXUS: DLR sucht wieder Experimentiervorschläge - 3. September 2012
Studentisches Raketenexperiment: Erfolgreicher Flug trotz Absturz - 5. April 2012
Links im WWW
DLR
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