|
Tests von 3D-gedruckten Treibstofftanks fürs All
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der TU Berlin
astronews.com
12. März 2025
Treibstofftanks für Raketen oder Satelliten müssen andere
Anforderungen erfüllen als Tanks, die auf der Erde genutzt werden. Im All fehlt
nämlich die Erdanziehungskraft, so dass der Treibstoff nicht optimal der Rakete
zugeführt oder auch die Lagekontrolle beeinflussen kann. Auf einer
REXUS-Forschungsrakete wurden nun sechs 3D-gedruckte Treibstofftanks getestet.
Mit 3D-Druck vom Team produzierte "Propellant
Management Devices".
Bild: WOBBLE2 [Großansicht] |
Im Rahmen des europäischen Programms REXUS (Rocket Experiments for University
Students) startete gestern, am 11. März 2025, eine Höhenforschungsrakete vom
Esrange Space Center in der Nähe der schwedischen Stadt Kiruna. Mit dabei: Ein
Experiment der TU Berlin, das neuartige, mithilfe von 3D-Druck hergestellte
Treibstofftanks für Raumfahrtanwendungen testet. Ein Team des Raumfahrtvereins
BEARS e. V. (Berlin Experimental Astronautics Research Student Team) an der TU
Berlin hatte sich erfolgreich bei REXUS beworben. Dieses studentische
Raumfahrtprogramm wird getragen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt
(DLR) und der schwedischen Raumfahrtagentur SNSA.
Ein Team von fünf Studenten war bereits seit einer Woche in Kiruna für letzte
Tests und den Einbau des Experiments in die Rakete. Drei weitere – eine
Studentin und zwei Studenten – waren für den Start nachgereist. Insgesamt acht
Teams sind in Nord-Schweden mit dabei, die ihre Experimente mit zwei
Höhenforschungsraketen Richtung All beförderten. Für etwa zwei Minuten war es
dann möglich, Versuche unter Schwerelosigkeit durchführen. "Wir sind sehr froh,
dass der Start so reibungslos geklappt hat, immerhin arbeiten wir bereits seit
fast zwei Jahren an der Mission", sagt Matteo Grube, Master-Student der Luft-
und Raumfahrttechnik. "Nun geht es an die Auswertung der Messdaten während der
Schwerelosigkeit. Das wird uns auch noch eine Weile beschäftigen." Testobjekte
waren sechs verschiedene Treibstofftanks für Raketen, die mithilfe von 3D-Druck
produziert wurden. Diese neue Fertigungstechnologie vereinfacht sowohl die
Fertigung und macht gleichzeitig neue Designs möglich.
Flüssiger Treibstoff im Tank einer Rakete verhält sich in der
Schwerelosigkeit ganz anders, da durch das Fehlen der Gravitation er nicht mehr
Richtung Erde gezogen wird. Das freie Schweben der Flüssigkeit könnte sowohl zu
Problemen bei der Lagekontrolle von Raketen und Satelliten führen wie auch dazu,
dass der Treibstoff nicht mehr optimal am Tankausgang Richtung Raketenantrieb
fließt. "Bisher sorgen hier eingeschweißte Bleche oder Hohlprofile für Abhilfe",
erklärt Grube. Diese Strukturen werden "Propellant Management Devices" (PMDs)
genannt. "Wir wollten nun verschiedene neue Designs für die PMDs testen, die nur
mithilfe von additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden können." Erst vor
gut zehn Jahren wurde der 3D-Druck auch für Metalle etabliert. Hier schmilzt ein
Laserstrahl punktuell Metallpulver auf und lässt so jede beliebige
dreidimensionale Form entstehen.
Sechs verschiedene Formen für die PMDs wurden
nun getestet. Sechs Kameras haben dabei die Tanks während der zweiminütigen
Schwerelosigkeit beobachtet. Sie wurden für die Versuche einfach mit Wasser
gefüllt, das mit einem fluoreszierenden Stoff versetzt ist. Damit das Verhalten
des Wassers auch gefilmt werden kann, musste die Außenhülle der Tanks aus
Plexiglas gefertigt werden. Der Versuch spiegelt sich auch im Akronym "WOBBLE2"
wieder, das sich das Team als Namen gegeben hat: Weightless Observation of
Fluid Behaviour with Berlin Liquid Guidance Experiment. Die Ziffer 2 deutet an,
dass die Idee mit den neuen Tankdesigns bereits in einem anderen Wettbewerb
beinahe zum Zuge gekommen wäre – damals wurde ein Experiment gesucht, das der
deutsche Raumfahrer Matthias Maurer dann mit ins All nahm.
"Wir sind sehr froh, dass nun so
viele Studentinnen und Studenten aus dem Team zur Raketenbasis Esrange Space Center fliegen
konnten", sagt Benedict Grefen vom Fachgebiet Raumfahrttechnik der TU Berlin,
der das studentische Team betreut und Initiator des Projekts war. "Von der
Gesellschaft von Freunden der TU Berlin haben wir mehrfach
Reisekostenunterstützung erhalten, auch schon zu einem Vorbereitungstreffen im
letzten Jahr in Kiruna."
|
